專利名稱：基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡性能測量領域，特別涉及一種基于單包列同時進行可用帶寬測量 與緊鏈路定位的方法。
背景技術：
可用帶寬指在不影響背景流傳輸速率的情況下，鏈路還能為其他流提供的最大數(shù) 據(jù)傳輸速率。各段鏈路中可用帶寬最小的鏈路稱為這條路徑的緊鏈路(Tight Link)。緊鏈 路的可用帶寬也就是這段路徑的可用帶寬。端到端路徑可用帶寬是動態(tài)描述網(wǎng)絡路徑傳輸 能力的重要參數(shù)，它能有效評估一條網(wǎng)絡路徑的實際承載能力和性能優(yōu)劣?？捎脦捄途o 鏈路狀況反映網(wǎng)絡性能狀況，對于監(jiān)測網(wǎng)絡性能、診斷網(wǎng)絡運行狀況、優(yōu)化網(wǎng)絡性能具有重 要意義?？捎脦挏y量和緊鏈路定位對于擁塞控制、路由選擇、流媒體應用、服務器的動態(tài) 選擇及服務質量(QoQ驗證等應用具有重要意義。根據(jù)探測方式的不同，目前的可用帶寬測量方法可分為包對法、包列法及基于模 型的可用帶寬測量方法。包對技術(Packet Pairs)利用包對在傳輸過程中的時間間隔 (Dispersion Time)的變化來估計可用帶寬。包對技術衍生出了很多的算法和工具，如 Spruce、IGI、Delphi、LinkPPQ等。包對技術測量可用帶寬需基于緊鏈路和窄鏈路為同一鏈 路的假設，該假設不成立時測量誤差可能很大。包列技術通過發(fā)送一列或多列探測包得到 可用帶寬值，其原理是通過自負載的方法發(fā)送數(shù)據(jù)包使路徑擁塞，通過分析包列中探測包 的單向時延變化來估計可用帶寬值。采用包列技術的典型方法有Pathload、PathChirp, PTR,、YAZ、abget等。包列技術測量可用帶寬的健壯性和穩(wěn)定性比較強，但測量負載往往比 較大?；谀Ｐ偷臏y量方法也是可用帶寬測量領域的一個重要方向，基本思想是將復雜的 網(wǎng)絡進行簡化建模，通過發(fā)送少量的探測流收集路徑信息后結合模型估測路徑可用帶寬， 該方法對網(wǎng)絡本身狀態(tài)和背景流影響較小，但當模型不能準確刻畫流量特征時，測量精度 將難以保證。目前比較著名的緊鏈路定位方法有BFind，DRPS，STAB，Pathneck。BFind方法是通 過連續(xù)發(fā)送UDP數(shù)據(jù)流導致網(wǎng)絡擁塞，并從traceroute測得的每條鏈路的往返時延(RTT) 中推算緊鏈路位置。然而，BFind方法在一次定位過程中產(chǎn)生大量負載包，其入侵度不容忽 視。DRPS方法是將數(shù)據(jù)包周期流性質與數(shù)據(jù)包擋板原理相結合，通過改變速率的切換時間 來控制鏈路擁塞，在接收端通過擁塞識別技術來定位緊鏈路，它的缺點在于依賴于可用帶 寬測量，致使其定位精度直接受到可用帶寬測量精度的影響。STAB方法通過測量子路徑的 可用帶寬來進行緊鏈路定位，但它用pathChirp算法估計子路徑可用帶寬，測量精度不高 且健壯性不足，從而影響緊鏈路定位精度。I^thneck方法采用了遞歸包列(RPT)技術確定 緊鏈路的位置，它無需知道子路徑或整條路徑的可用帶寬，便可以得到比較準確的定位結 果，但它基于ICMP協(xié)議，若路徑上的節(jié)點不開啟ICMP功能則無法定位緊鏈路。此外，有一種基于緊鏈路定位的可用帶寬測量的方法I^athtrait，它先定位出緊鏈 路，再測量緊鏈路處的鏈路可用帶寬。Pathtrait同I^thneck—樣需要路徑上的節(jié)點開啟ICMP功能，其可用帶寬測量依賴于緊鏈路定位結果，若緊鏈路定位錯誤，則可用帶寬測量結 果將直接受到影響。盡管存在多種定位緊鏈路的方法和測量可用帶寬的方法，但僅有STAB在緊鏈路 定位過程中可以同時得到可用帶寬測量值。不過由于STAB采用pathChirp算法估計子路徑 可用帶寬，測量精度不高且健壯性不足，致使可用帶寬測量精度和緊鏈路定位精度都不高， 且STAB需多次發(fā)送探測包列才能完成一次測量，其測量負載較大，測量時間較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的 方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提出的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定 位的方法，包括1)發(fā)送端基于待測路徑的長度以背靠背方式發(fā)送多個TTL(Time to live) 域值逐步增加的第一定位包，其中，最大的TTL域值不小于所述待測鏈路的節(jié)點數(shù)目η; 2)發(fā)送端在發(fā)送完最后一個第一定位包后，持續(xù)以背靠背方式發(fā)送多個TTL域值不小于 η的負載包，且各負載包的目的端口被設置為不可達端口，以便能觸發(fā)目的節(jié)點端反饋回 DUdCMP destination-unreachable)包；幻發(fā)送端在發(fā)送完最后一個負載包后，持續(xù)再以 背靠背方式發(fā)送多個TTL域值逐步遞減的第二定位包，其中，各第二定位包的TTL域值分別 與一第一定位包的TTL域值相同；4)發(fā)送端在發(fā)送完最后一個第二定位包后，再以遞減的 速率發(fā)送多個TTL域值為η的降速包，且降速包的目的端口被設置為不可達端口，以便也能 觸發(fā)目的節(jié)點端反饋回DU包；5)發(fā)送端接收由所述待測鏈路的各節(jié)點基于相應的第一定 位包和第二定位包反饋回的各TE(ICMP time-exceeded)包以及由目的節(jié)點端基于各負載 包及降速包反饋回的DU包；6)發(fā)送端基于接收到的TTL域值相等的第一定位包和第二定 位包各自對應的TE包的接收時間來確定包列經(jīng)過相應鏈路的延展狀況，進而根據(jù)預定閾 值定位緊鏈路；7)發(fā)送端基于發(fā)送各負載包及降速包的發(fā)送時間、以及接收到各負載包及 降速包相對應的DU包的接收時間，計算各包所測得的往返時延；8)發(fā)送端基于各包所測得 的往返時延確定開始保持恒定的往返時延所對應的降速包；9)發(fā)送端計算所確定的降速 包發(fā)送時包列的平均發(fā)送速率作為可用帶寬的測量值。綜上所述，本發(fā)明所述的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法 只需通過發(fā)送一條包列，即可實現(xiàn)緊鏈路定位和可用帶寬的測量。


圖1為本發(fā)明所述的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法的 流程圖。圖2為本發(fā)明所述的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法所 發(fā)送的包列示意圖。圖3為本發(fā)明所述的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法所 計算出的往返時延示意圖。圖4為仿真實驗所采用的恒定背景流實驗拓撲圖。圖5為仿真實驗所采用的突發(fā)背景流實驗拓撲圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明所述的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方 法包括以下步驟首先，在步驟Sll中，發(fā)送端基于待測鏈路的長度以背靠背方式發(fā)送多個TTL域值 逐步增加的第一定位包，其中，最大的TTL域值不小于所述待測鏈路的節(jié)點數(shù)目η。例如，如 圖2所示，發(fā)送端以背靠背的方式發(fā)送TTL域值由1逐步增加至η的η個第一定位包。為 減小緊鏈路定位誤差，第一定位包的大小應盡量小。接著，在步驟S12中，發(fā)送端在發(fā)送完最后一個第一定位包后，持續(xù)以背靠背方式 發(fā)送多個TTL域值不小于η的負載包，且各負載包的目的端口被設置為不可達端口，以便能 觸發(fā)目的節(jié)點端反饋回DU包。如圖2所示，發(fā)送端在發(fā)送完η個第一定位包后，即刻發(fā)送 d個負載包，每一負載包的TTL域值為η。接著，在步驟S13中，發(fā)送端在發(fā)送完最后一個負載包后，持續(xù)再以背靠背方式發(fā) 送多個TTL域值逐步遞減的第二定位包；其中，各第二定位包的TTL域值分別與一第一定位 包的TTL域值相同。如圖2所示，發(fā)送端以背靠背方式發(fā)送TTL域值從η逐步遞減至1的 η個第二定位包，第二定位包采用與第一定位包相同大小的包。接著，在步驟S14中，發(fā)送端在發(fā)送完最后一個第二定位包后，再以遞減的速率發(fā) 送多個TTL域值為η的降速包，且降速包的目的端口被設置為不可達端口，以便也能觸發(fā)目 的節(jié)點端反饋回DU包。如圖2所示，例如，發(fā)送端發(fā)送降速包時以指數(shù)形式逐步降低整個 探測包列的平均發(fā)送速率，例如，發(fā)送第i個降速包時包列的平均發(fā)送速率Ri為發(fā)送第i+1 個降速包時包列的平均發(fā)送速率I^1的α (α >1)倍等。接著，在步驟S15中，發(fā)送端接收由所述待測鏈路的各節(jié)點基于相應的第一定 位包和第二定位包反饋回的各TE包以及由目的節(jié)點端基于各負載包及降速包反饋回 的DU包。基于發(fā)送端所發(fā)送的各包的TTL域值在每經(jīng)過一個中間節(jié)點后就會減1的特 性，探測包列經(jīng)過待測路徑的每個中間節(jié)點，都將會有一個第一定位包和一個第二定位包 因TTL域值減為0而被丟棄，從而使該中間節(jié)點向發(fā)送端反饋回2個TE包，進而，發(fā)送端 將會收到2η個來自中間節(jié)點返回的TE包。而由于各負載包和降速包的TTL域值不小 于η，且目的端口不可達，故當各負載包和降速包到達目的節(jié)點后，會觸發(fā)目的節(jié)點反饋回 DU (destination-unreachable)包。故發(fā)送端會陸續(xù)接收到目的節(jié)點端反饋回的各DU包。
接著，在步驟S16中，發(fā)送端基于接收到TTL域值相等的第一定位包和第二定位包 各自對應的TE包的接收時間來確定包列經(jīng)過相應鏈路后的延展狀況，進而根據(jù)預定閾值 定位緊鏈路。例如，發(fā)送端將接收到2η個來自中間節(jié)點返回的TE包，而來自同一個節(jié)點的 先后到達的2個TE包(即根據(jù)第一定位包反饋的TE包和根據(jù)第二定位包反饋回的TE包) 的時間間隔即為包列經(jīng)過該節(jié)點前一跳路徑后的包列長度，根據(jù)η個節(jié)點返回的η對TE包 可以得到包列經(jīng)過每段鏈路后的包列長度，即可知道包列經(jīng)過每條鏈路后的延展情況，隨 后，發(fā)送端將延展超過預定閾值的最后一跳鏈路定位為待測路徑的緊鏈路。 接著，在步驟S17中，發(fā)送端基于各負載包及降速包的發(fā)送時間、以及各負載包及 降速包相對應的DU包的接收時間，計算各包所測得的往返時延。例如，發(fā)送端在12:30:00 發(fā)送了第i個負載包，在12 30 05接收到目的節(jié)點基于第i個負載包反饋回的DU包，故發(fā)送端可計算出第i個負載包的包往返時延為12:30:05-12:30:00 = 5秒鐘。接著，在步驟S18中，發(fā)送端根據(jù)各包所測得的往返時延確定開始保持恒定的往 返時延所對應的降速包。由于包列的發(fā)送方式是先背靠背地發(fā)送一些負載包，這些包在緊 鏈路不斷堆積，排隊時延不斷增加，致使后面發(fā)送的降速包的排隊時延也將逐漸增加，從而 往返時延也逐漸增加。當包列的平均發(fā)送速率下降到一定程度時，緊鏈路處的緩沖區(qū)中數(shù) 據(jù)包的堆積情況逐漸緩解，探測包的排隊時延逐漸減小，從而往返時延也逐漸減小，當某個 探測包到達緊鏈路時擁塞恰好消除，那么從該包開始的各探測包所測得的往返時延將保持 不變，包列中各包所測得的往返時延變化如圖3所示。由上述分析可知，發(fā)送端基于所計算 出的各往返時延的變化，可確定開始保持恒定的往返時延所對應的降速包。例如自第k個 降速包開始，計算出的往返時延基本趨于一致，故發(fā)送端可確定第k個降速包作為開始保 持恒定的往返時延所對應的降速包。接著，在步驟S19中，發(fā)送端基于所確定的降速包，計算該包發(fā)送時包列的平均速率作為可用帶寬的測量值?？捎脦捴礱vbw的計算公式如下, (d + k)· S, + 2mSn , , ^ ^avbw = ---Λ = 1,2,3...t其中，S1為負載包和降速包的大小，S2為定位包的大小，d為負載包的個數(shù)，k為往 返時延下降至恒定的降速包的序號，t為從開始發(fā)送第1個負載包到發(fā)送第k個降速包所 需要的時間，m為到達緊鏈路處的第一定位包的個數(shù)(到達緊鏈路處的第二定位包的個數(shù) 亦為m)。需要說明的是，本領域技術人員應該理解，上述各步驟的順序并非以所示為限，事 實上，步驟S16也可以在步驟S17之后執(zhí)行，還可以在步驟S18之后執(zhí)行等等。一 實驗驗證為驗證本發(fā)明的測量性能，使用網(wǎng)絡研究領域廣泛采用的NS2進行仿真實驗。由 于該方法是一個端到端測量工具，因此采用只有一條線性主干路徑的實驗拓撲，拓撲中各 路由器均采用先進先出的調度策略，緩沖區(qū)采用隊尾丟棄策略。拓撲中所有鏈路均為雙向 對稱的鏈路，容量均為100Mbps。1恒定背景流情況實驗拓撲如圖4所示，發(fā)送端Snd到接收端Rcv的路徑P依次經(jīng)過路由器nl，n2， n3. . . n8，背景流1為貫穿nl，n2. . . n8的恒定比特率背景流，它是一條單獨的背景流；背景 流2和背景流3分別為只經(jīng)過L4和L7的恒定比特率背景流，它們均由多條恒定背景流混 合而成，在實驗過程中，通過設置各背景流產(chǎn)生和結束時間來控制L4和L7上的流量大小變 化。1. 1 一條緊鏈路情況在圖4所示的拓撲中，設置背景流1的流量大小恒為30Mbps，設置背景流2的大 小恒為IOMbps,0-10秒背景流3的大小為40Mbps, 10-20秒背景流3的大小變?yōu)?0Mbps, 20-30秒背景流3的大小變?yōu)?0Mbps，包大小均為lOOObytes。這樣設置后，L4上流量大小 恒為40Mbps，L7上的流量大小逐漸接近但恒大于L4上的流量大小，整個測量過程中緊鏈路 恒為L7，但隨著L7上流量逐漸接近L4上的流量，定位緊鏈路的難度也逐漸加大。實驗結果如表1所示，緊鏈路定位和可用帶寬測量精確度都很高。22次測量過程確；可用帶寬測量誤差均很小，最大相對誤差僅為2. 18%，平均相對 誤差為0. 86%。實驗結果說明，本發(fā)明的方法在恒定背景流單緊鏈路情況下，緊鏈路定位和 可用帶寬測量精度高且健壯性強。
表1 單緊鏈路實驗結果時間實際緊 鏈路緊鏈路 定位結 果緊鏈路 定位誤 差可用帶 寬實際 值可用帶寬測 量值可用帶寬 測量相對 誤差1.7920737703029. 814130.62%3.0931497703029.9907720.03%4.3942147703029.9907720.03%5.6952837703029.9907720.03%6.9963497703029.9907720.03%8.2974147703029.9907720.03%9.5984837703029.9907720.03%10.8881097704040.8708322.18%12.1891747704040.8708322.18%13.4906417704040.1385170.35%14.7913097704040.8708322.18%16.0923747704040.8708322.18%17.3938417704040.1385170.35%18.6945097704040.8708322.18%19.9955747704040.8708322.18%21.2912817705049.9670550.07%22.5923747705049.7479530.50%23.8931747705050.8130081.63%25.1944817705049.9670550.07%26.4955747705049.7479530.50%27.7963747705050.8130081.63%29.0976817705049.9670550.07%平均誤差0. 00%0.86%1. 2兩條緊鏈路情況在圖4所示的拓撲中，設置背景流1的大小恒為30Mbps，0-10秒背景流2和3的 大小同為30Mbps，10-20秒背景流2和3的大小均變?yōu)?0Mbps，20-30秒背景流2和3的大 小均變?yōu)?0Mbps，包大小均為lOOObytes。在整個測量過程中，L4和L7上的流量大小相同 且大于其他鏈路上的流量大小，即L4和L7同為緊鏈路。而pathrader每次只給出一條鏈 路作為定位結果，根據(jù)其算法思想應給出第一條緊鏈路作為定位結果，即應給出L4為正確 定位結果。在實驗中設置兩條緊鏈路上流量逐漸減小以使與它們相鄰鏈路的流量大小逐漸 接近，從而逐漸增大緊鏈路定位難度，更有效地驗證pathrader的性能。實驗結果如表2所示，22次實驗過程中2次緊鏈路定位錯誤，這兩次錯誤定位的 結果均為第二條緊鏈路L7，定位相對誤差為9. 09%，表現(xiàn)出很好的定位效果；可用帶寬測 量的最大相對誤差為2. 01%，平均相對誤差為0. 82%，表現(xiàn)出很高的精確度和很強的健壯 性。
表2雙緊鏈路實驗結果時間實際緊 鏈路緊鏈路 定位結 果緊鏈路 定位誤 差可用帶 寬實際 值可用帶寬測 量值可用帶寬測 量誤差2.2836414404039.4140221.46%3.5922044404040.2443410.61%Z1. 901944714039.4503811.37%6.2106044404040.2443410.61%Γ. 520344714039.4503811.37%8.8290044404040.2443410.61%10.1381254404040.1794720.45%11.4415934405048.9944922.01%12.7499744405050.7305191.46%14.0594114405050.098520.20%15.3683744405050.7305191.46%16.6778114405050.098520.20%17.9867744405050.7305191.46%19.2962114405050.098520.20%20.6014144406060.6181721.03%21.9107044406059.9481460.09%23.2198144406060.6181721.03%24.5291044406059.9481460.09%25.8382144406060.6181721.03%27.1475044406059.9481460.09%28.4566144406060.6181721.03%29.7659044406059.9481460.09%平均誤差9. 09%0.82%2突發(fā)背景流情況實驗拓撲如圖5所示，鏈路L4上的背景流由100條符合Pareto分布的流匯集而 成，鏈路L7上的背景流由200條符合Pareto分布的流匯集而成，以模擬突發(fā)性的背景流， Pareto流的包大小設置為包大小為40/550/1500byteS的數(shù)據(jù)包在負載中所占的比例分 別為50%、40%、10%，Pareto分布形狀參數(shù)α =1.9。這是因為多個服從參數(shù)α < 2 的Pareto分布的流聚合后表現(xiàn)出自相似特征。L4與L7上的包發(fā)送速率分別為20Mbps和 40Mbps，這樣設置是為了 L4和L7上流量大小差異較為明顯以明確緊鏈路位置，否則可能由 于L4與L7上背景流量的突發(fā)變化而致使緊鏈路位置頻繁變化而難以明確測量時刻的緊鏈 路位置。測量結果如表3所示，22次測量過程中，出現(xiàn)1次定位錯誤，定位誤差率為4. 55% ； 可用帶寬測量的最大相對誤差為11.2%，平均測量相對誤差為3. 13%，除一次外，相對誤 差均小于10%。說明突發(fā)背景下，pathrader進行緊鏈路定位和可用帶寬測量仍表現(xiàn)出很 高的測量精度和很強的健壯性。表3突發(fā)背景流下實驗結果實際緊 時間鏈路2. 2694943. 57831344.88598146.19660147.5047064 8.814878410.123482411.431711412. 7415554Γ 14.050725415.359348416.671588717.988657719.289146720.601455721.910951723.219025724.527467725.837409727.146208728.456347729.7654867平均誤差二、性能分析1、測量精度本發(fā)明方法進行緊鏈路定位是通過找到最后一次包列延展超過一定閾值時所經(jīng) 過的鏈路作為緊鏈路。由于包列經(jīng)過一條鏈路后的延展情況受包列在該鏈路的輸入速率、 該段鏈路上的背景流速率及鏈路容量共同影響，包列延展情況并不能作為判斷緊鏈路的全 部依據(jù)，因此理論上定位緊鏈路有一定的誤差，且判斷閾值的選擇也會影響定位精度。由于本發(fā)明中的包列的發(fā)送速率下降過程中表現(xiàn)出一系列不斷減小的離散的值， 當待測可用帶寬值在某相鄰兩個值之間時，必然會產(chǎn)生理論誤差。理論誤差受遞減因子設 置影響，遞減因子越小理論誤差越小。在實際測量過程中，探測包的往返時延受反向路徑上的流量大小影響，從而根據(jù) 判斷往返時延開始保持恒定的包來確定可用帶寬可能會產(chǎn)生誤差，但本發(fā)明的測量時間很 短，在很短時間內(nèi)反向路徑上的流量大小變化很大的可能性很小，因此反向背景流變化對 測量精度產(chǎn)生的影響會比較小。2、測量時間本發(fā)明完成一次測量(包括緊鏈路定位和可用帶寬測量)的時間為開始發(fā)送包列 的時間到接收到某ICMP包以確定往返時延開始保持恒定為止。本發(fā)明的測量時間受包列91 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 各結 4444444444477777777747it果 緊定緊鏈路 定位誤帶際 用實 可寬差■0.00%75.0.00%810.00%82.0.00%79.0.00%80.0.00%72.0.00%78.0.00%830.00%76.0.00%79.0.00%82.0.00%660.00%43.0.00%70.0.00%54.0.00%56.0.00%610.00%63.0.00%57.0.00%64.100.00%66.0.00%59.4.55%可用帶寬測量值73. 542764 75. 37215 84.388186 75.414781 81. 580077 75. 464579 78.573587 84. 24408 79.718397 446967 955425 661499 032442 70428096 467339 800428 165366 509342 673405 638083 77417179. 82. 66. 46.58.57. 60. 63. 60. 61.58. 58.可用帶寬測量誤差2.06%7.45%1.90%5.67%1.41%3.73%0.43%0.87%4.32%0.67%0.56%0.88%5.62%0.43%7.98%1.00%0.78%1.08%5.02%5.04%11.20%0.77%3.13%發(fā)送速率下降速度和探測包往返時延的影響。其中包列發(fā)送速率下降速度受初始下降速率 和遞減因子的設置影響?？傮w上，由于本發(fā)明發(fā)送一次探測包列就可完成測量，測量時間很短。3、測量負載測量負載指一次測量過程中所產(chǎn)生的負載量。本發(fā)明一次測量發(fā)送一條包列，該 包列的實際負載量即為測量負載。本發(fā)明的測量負載跟負載包的個數(shù)、定位包的個數(shù)、初始 下降速率、遞減因子及待測可用帶寬值相關。通過設置合理的參數(shù)，可使本發(fā)明的測量負載 控制在很小的范圍內(nèi)。4、健壯性由于本發(fā)明進行緊鏈路定位的時間很短，在很短的時間內(nèi)路徑上的背景流變化的 可能性很小，因此本發(fā)明受突發(fā)背景流影響小，健壯性強。由圖3可知，包列的往返時延值 的總體變化趨勢是先上升后下降至恒定，在此過程中若受到突發(fā)背景流的影響會造成上升 或下降的趨勢不同。若背景流流量增加，則探測流排隊加劇，往返時延下降變緩，則往返時 延開始保持恒定的包的序列號增大，所測得的可用帶寬值減??；反之，若背景流流量減小， 則探測流排隊減緩，往返時延下降加快，則往返時延下降至開始保持恒定的探測包的序列 號減小，所測得的可用帶寬值增大。這就保證了本發(fā)明在突發(fā)背景流下進行可用帶寬測量 具有較高的健壯性。綜上所述，本發(fā)明的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法實現(xiàn) 了通過單包列在單端同時進行緊鏈路定位和可用帶寬測量，本發(fā)明測量精度高、測量速度 快、入侵度低、健壯性強。上述實施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉 此項技術的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對上述實施例進行修改。因此，本發(fā) 明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
權利要求
1.一種基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法，其特征在于包括1)發(fā)送端基于待測鏈路的長度以背靠背方式發(fā)送多個TTL(Timeto live)域值逐步增 加的第一定位包，其中，最大的TTL域值不小于所述待測鏈路的節(jié)點數(shù)目η ；2)發(fā)送端在發(fā)送完最后一個第一定位包后，持續(xù)以背靠背方式發(fā)送多個TTL域值不小 于η的負載包，且各負載包的目的端口被設置為不可達端口，以便能觸發(fā)目的節(jié)點端反饋 回 DU(ICMP destination-unreachable)包；3)發(fā)送端在發(fā)送完最后一個負載包后，持續(xù)再以背靠背方式發(fā)送多個TTL域值逐步遞 減的第二定位包，其中，各第二定位包的TTL域值分別與一第一定位包的TTL域值對應相 同；4)發(fā)送端在發(fā)送完最后一個第二定位包后，再以遞減的速率發(fā)送多個TTL域值為η 的降速包，且降速包的目的端口被設置為不可達端口，以便也能觸發(fā)目的節(jié)點端反饋回DU 包；5)發(fā)送端接收由所述待測鏈路的各節(jié)點基于相應的第一定位包和第二定位包反饋回 的各TE(ICMP time-exceeded)包以及由目的節(jié)點端基于各負載包及降速包反饋回的DU 包；6)發(fā)送端基于接收到的TTL域值相等的第一定位包和第二定位包各自對應的TE包的 接收時間來確定包列經(jīng)過相應鏈路的延展狀況，進而根據(jù)預定閾值定位緊鏈路；7)發(fā)送端基于發(fā)送各負載包及降速包的發(fā)送時間、以及接收到各負載包及降速包相對 應的DU包的接收時間，計算各包所測得的往返時延；8)發(fā)送端基于各包所測得的往返時延確定開始保持恒定的往返時延所對應的降速包；9)發(fā)送端計算所確定的降速包被發(fā)送時包列的平均發(fā)送速率，并將所述平均發(fā)送速率 作為可用帶寬的測量值。
2.如權利要求1所述的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法，其特 征在于降速包的發(fā)送速率以指數(shù)形式遞減。
3.如權利要求1所述的基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法，其特 征在于按照下式計算可用帶寬值avlm
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于單包列同時進行可用帶寬測量與緊鏈路定位的方法，包括如下步驟發(fā)送端發(fā)送特定探測包列至目的節(jié)點；發(fā)送端根據(jù)目的節(jié)點返回的ICMP包計算探測包列經(jīng)過每段鏈路后的延展情況及每個探測包所測得的往返時延(RTT)；隨后，發(fā)送端根據(jù)包列的延展情況定位緊鏈路，并確定開始保持恒定的往返時延所對應的降速包，計算該降速包發(fā)送時包列的平均發(fā)送速率作為路徑可用帶寬的測量值。本發(fā)明通過發(fā)送一次探測包列就可定位緊鏈路并測得可用帶寬值，且具有測量精度高、測量速度快、入侵度低、健壯性強等優(yōu)點。
文檔編號H04L12/26GK102055628SQ20111000487
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權日2011年1月11日
發(fā)明者匡增美, 張俊生, 張大陸, 張起強, 胡治國, 谷麗麗 申請人:同濟大學