對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探測(cè)的制作方法
【專利說(shuō)明】對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探測(cè)
[0001] 本發(fā)明涉及使用探測(cè)分組對(duì)來(lái)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的方法。本發(fā)明還涉及用于網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)和 被配置為探測(cè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對(duì)容量的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)通常使用許多可用的方法之一來(lái)執(zhí)行，與本發(fā)明最相關(guān)的方 法是可變探測(cè)大小（VPS)方法和探測(cè)空隙模型（PGM)方法。
[0003] VPS探測(cè)針對(duì)可變分組大小測(cè)量往返時(shí)間（RTT)并且從所測(cè)量的不同RTT推得容 量。VPS使用IP存活時(shí)間參數(shù)來(lái)測(cè)量各個(gè)跳。VPS的一個(gè)主要缺點(diǎn)在于，其在探測(cè)的路徑 包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路或多個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)不正確地工作。這種情況的一個(gè)結(jié)果是VPS可能低估路徑 容量。圍繞此的方式是破壞網(wǎng)絡(luò)并且將VPS探測(cè)應(yīng)用于組成路徑的各個(gè)鏈路。這相當(dāng)?shù)卦?加將方法有效地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)所需的預(yù)備知識(shí)以及在各個(gè)情況中應(yīng)用方法的復(fù)雜性。然而， 如果在網(wǎng)絡(luò)中包括開(kāi)關(guān)或者其它層-2或?qū)?1設(shè)備，則這甚至發(fā)生故障。家庭（domestic) 網(wǎng)絡(luò)通常包括這樣的設(shè)備。
[0004] PGM探測(cè)使用具有相同大小的2個(gè)連續(xù)（back-to-back)探測(cè)分組。連續(xù)發(fā)送兩個(gè) 分組意味著在該兩個(gè)分組之間的發(fā)送中不存在任何延遲并且技術(shù)人員知曉這意味什么以 及如何實(shí)現(xiàn)此。當(dāng)這些分組跨各種網(wǎng)絡(luò)鏈路行進(jìn)到其目的地時(shí)，它們將遭受各種的延遲。
[0005] 網(wǎng)絡(luò)中的串行延遲是由在其上發(fā)送分組的介質(zhì)的帶寬引起的延遲。其為傳送分組 所需要的時(shí)間。對(duì)于以傳輸鏈路速率C (位/秒）的大小L (位）的分組，串行延遲等于L/ C。例如，為了利用10, 000, 000位/秒的傳輸速率在鏈路上發(fā)送10, 000位的分組，將花費(fèi) 0. 001秒或1毫秒來(lái)傳送該分組。串行延遲依賴于分組大小并且是實(shí)際傳送分組所花費(fèi)的 時(shí)間。
[0006] 排隊(duì)延遲是探測(cè)分組由于交叉業(yè)務(wù)量所遭受的延遲。如果跨相同網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送多 個(gè)數(shù)據(jù)流，則它們一般進(jìn)行排隊(duì)和緩沖并且然后在網(wǎng)絡(luò)鏈路上在那時(shí)被傳送一個(gè)分組。這 可以意味著探測(cè)分組被緩沖某一時(shí)間量，等待變成它被傳送。該延遲被稱為排隊(duì)延遲。要 指出的是，這樣的排隊(duì)延遲可以發(fā)生在發(fā)送器與接收器之間的路徑上的任何設(shè)備中，包括 發(fā)送器本身。由于該延遲依賴于其它數(shù)據(jù)分組，所以其不依賴于探測(cè)分組大小。
[0007] 傳播延遲是分組物理地穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈路所花費(fèi)的時(shí)間并且依賴于用于傳輸?shù)?介質(zhì)而不依賴于分組大小。例如，在50米以太網(wǎng)線纜（CAT-線纜）上，傳播延遲為 50m/177, 000, 000m/s=0. 28 y s。將1500字節(jié)分組(最大正常以太網(wǎng)分組大?。┲糜?千兆 位/秒的網(wǎng)絡(luò)鏈路上引起1500*8位/I，000, 000, 000位/秒=12 y s的串行延遲。該示例 中的傳播延遲僅為串行延遲的2. 3%。因而，除非分組行進(jìn)非常長(zhǎng)的距離或者以非常高的網(wǎng) 路速度行進(jìn)，否則傳播延遲在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)量時(shí)的大多數(shù)情況下是可忽略的。
[0008] 還存在要考慮的處理延遲。為了能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量，探測(cè)發(fā)送器和探測(cè)接收器將時(shí)間 戳置于用于'所發(fā)送的分組'和用于'所接收的分組'的探測(cè)分組上。然而，將時(shí)間戳置于 分組上的設(shè)備的部分通常處于設(shè)備的軟件中的某一地方并且不是網(wǎng)絡(luò)接口卡本身的部分。 因而，當(dāng)發(fā)送分組時(shí)，存在將時(shí)間戳置于分組上的時(shí)間與在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)際傳輸分組之間的少 量時(shí)間。類似地，存在實(shí)際接收分組與將時(shí)間戳置于其上的時(shí)間之間的少量時(shí)間，并且該小 的差異被稱為處理延遲。
[0009] 要考慮的最后的延遲是探測(cè)答復(fù)延遲，該延遲由探測(cè)分組的接收器引起。其是接 收探測(cè)并且發(fā)出答復(fù)所花費(fèi)的時(shí)間。
[0010] 為了利用PGM確定路徑的容量，排隊(duì)延遲必須為零。假定交叉業(yè)務(wù)量具有隨機(jī)特 性，則探測(cè)測(cè)量的足夠長(zhǎng)的序列將得出其中排隊(duì)延遲為零的至少一個(gè)測(cè)量。通過(guò)采取許多 測(cè)量的探測(cè)分組的最小延遲來(lái)標(biāo)識(shí)測(cè)量。如果不可忽略，則PGM探測(cè)的傳播延遲將相等，這 是因?yàn)閮蓚€(gè)探測(cè)分組行進(jìn)在相同鏈路。此外，由于分組具有相同大小，所以處理延遲、探測(cè) 答復(fù)延遲和串行延遲對(duì)于兩個(gè)分組也將相同。
[0011] 然而，對(duì)于每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路，所不同的是串行延遲。具有較高速度的網(wǎng)絡(luò)鏈路具有 較小的串行延遲，具有較低速度的網(wǎng)絡(luò)鏈路具有較高的串行延遲。當(dāng)兩個(gè)探測(cè)分組跨不同 鏈路行進(jìn)時(shí)，它們基于串行延遲而分散。初始分散由第一鏈路引起，這是因?yàn)樘綔y(cè)發(fā)送器在 網(wǎng)絡(luò)上傳送分組。每當(dāng)探測(cè)分組遇到比至少一個(gè)之前行進(jìn)的較慢鏈路更快的網(wǎng)路鏈路時(shí)， 分散保持相同。但是，每當(dāng)探測(cè)分組遇到比任何之前行進(jìn)的鏈路更慢的網(wǎng)絡(luò)鏈路時(shí)，分散將 由于較長(zhǎng)的串行延遲而增加。
[0012] 由于通過(guò)最慢的網(wǎng)絡(luò)鏈路確定接收器處的兩個(gè)探測(cè)分組之間的分散的大小，所以 這意味著PGM可以用于測(cè)量探測(cè)路徑上的瓶頸鏈路并且實(shí)際上PGM可以僅測(cè)量瓶頸鏈路。
[0013] 該瓶頸鏈路上的容量可以通過(guò)使用以下公式來(lái)確定：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種使用探測(cè)分組對(duì)來(lái)探測(cè)包括至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑的網(wǎng)絡(luò)的方法，所述網(wǎng)絡(luò)路徑包 括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路，所述對(duì)包括第一探測(cè)分組Ll和第二探測(cè)分組L2,并且其中Ll > L2 ； 所述方法包括通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路徑傳送Ll和L2,并且其中Ll在L2之前被傳送，并且另外其 中Ll和L2在網(wǎng)絡(luò)路徑的最后鏈路上被布置為連續(xù)的。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中如果在網(wǎng)絡(luò)鏈路上傳送第一探測(cè)分組之后無(wú)延遲地在該網(wǎng) 絡(luò)鏈路上傳送第二探測(cè)分組，則滿足連續(xù)的條件。
3. 權(quán)利要求1或2的方法，其中傳送另外的探測(cè)對(duì)，并且其中L2的大小在另外的探測(cè) 對(duì)中逐漸減小直到兩個(gè)探測(cè)對(duì)產(chǎn)生相同結(jié)果。
4. 權(quán)利要求1、2或3的方法，其中傳送另外的探測(cè)對(duì)直到結(jié)果對(duì)于相連的測(cè)量是相同 的。
5. 權(quán)利要求1或2的方法，其中傳送另外的探測(cè)對(duì)，并且其中L2的大小以任何次序在 其最小值與最大值之間改變直到找到結(jié)果的最大值。
6. 根據(jù)任何前述權(quán)利要求的方法，其中Ll明顯大于L2。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中如果長(zhǎng)度Ll >長(zhǎng)度L2,則滿足條件LI > L2。
8. 根據(jù)任何前述權(quán)利要求的方法，其中Ll約為在網(wǎng)絡(luò)路徑中找到的最小MTU的大小。
9. 根據(jù)任何前述權(quán)利要求的方法，其中網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)關(guān)設(shè)備并且從網(wǎng)關(guān)執(zhí)行所述探測(cè)。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中從網(wǎng)絡(luò)外部遠(yuǎn)程地控制所述探測(cè)。
11. 根據(jù)任何前述權(quán)利要求的方法，其中網(wǎng)絡(luò)為本地網(wǎng)絡(luò)。
12. -種用于包括至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)絡(luò)路徑包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng) 絡(luò)鏈路，其中網(wǎng)關(guān)被配置為使用探測(cè)分組對(duì)來(lái)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)路徑，所述探測(cè)對(duì)包括第 一探測(cè)分組Ll和第二探測(cè)分組L2,并且其中Ll的大小大于L2的大小；其中網(wǎng)關(guān)被配置為 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路徑傳送Ll和L2并且在L2之前傳送L1，并且還在網(wǎng)絡(luò)路徑的最后鏈路上將Ll 和L2布置為連續(xù)的。
13. -種被配置為探測(cè)包括至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試裝置，所述網(wǎng)絡(luò)路徑 包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路，其通過(guò)包括在網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)而可訪問(wèn)，測(cè)試裝置被配置為經(jīng)由 網(wǎng)關(guān)使用探測(cè)分組對(duì)來(lái)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)路徑，所述探測(cè)對(duì)包括第一探測(cè)分組Ll和第二 探測(cè)分組L2,并且其中Ll的大小大于L2的大??；其中測(cè)試裝置被配置為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路徑傳 送Ll和L2并且在L2之前傳送L1，并且還在網(wǎng)絡(luò)路徑的最后鏈路上將Ll和L2布置為連續(xù) 的。
14. 一種被配置為使用探測(cè)分組對(duì)來(lái)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)路徑的測(cè)試裝置，其中探測(cè)對(duì) 包括第一探測(cè)分組Ll和第二探測(cè)分組L2,并且其中Ll的大小大于L2的大小；其中測(cè)試裝 置被配置為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路徑傳送Ll和L2并且在L2之前傳送Ll，并且還在網(wǎng)絡(luò)路徑的最后鏈 路上將Ll和L2布置為連續(xù)的。
【專利摘要】呈現(xiàn)了使用利用探測(cè)分組對(duì)的探測(cè)來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探測(cè)的方法，該對(duì)包括第一探測(cè)分組（L1）和第二探測(cè)分組（L2），并且其中L1＞L2。L1探測(cè)分組在L2之前被傳送并且探測(cè)分組在最后鏈路上被布置為連續(xù)的。該方法的使用提供了所探測(cè)的路徑中的最后鏈路的容量。該方法可以從網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)運(yùn)行以探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的各方面并且適于探測(cè)本地網(wǎng)關(guān)背后的家庭網(wǎng)絡(luò)。還描述了針對(duì)該方法的使用。
【IPC分類】H04L12-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104871487
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380066509
【發(fā)明人】H.M.斯托克金, F.登哈托格
【申請(qǐng)人】皇家Kpn公司, 荷蘭應(yīng)用自然科學(xué)研究組織
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2013年12月17日
【公告號(hào)】WO2014095927A1