專利名稱：一種端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法，確切地說，涉及一種準(zhǔn)確、快速、具有良好健壯性、消耗帶寬資源少、對網(wǎng)絡(luò)影響小的端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法，屬于互聯(lián)網(wǎng)的帶寬測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商需要了解互聯(lián)網(wǎng)的帶寬情況來指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)和擴(kuò)容規(guī)劃工作；同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的許多應(yīng)用也需要了解網(wǎng)絡(luò)帶寬特性來優(yōu)化其應(yīng)用的性能。因此，網(wǎng)絡(luò)帶寬測量技術(shù)對于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有著重要的意義，它在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營、設(shè)備研制和下一代網(wǎng)絡(luò)新生業(yè)務(wù)中有著廣泛應(yīng)用。
帶寬測量可分為瓶頸帶寬測量，可用帶寬測量和鏈路帶寬測量。網(wǎng)絡(luò)中的一條路徑通常是由幾段不同帶寬的物理鏈路連接而成的，因此，一條網(wǎng)絡(luò)路徑的瓶頸帶寬是指該路徑上帶寬最窄的那段鏈路的物理帶寬。本發(fā)明主要針對網(wǎng)絡(luò)路徑的瓶頸帶寬。
端到端測量是指一種不需要網(wǎng)絡(luò)中路由器協(xié)作的測量方式，一般通過受測網(wǎng)絡(luò)路徑兩端的兩臺(tái)主機(jī)來完成測量任務(wù)，其中一臺(tái)主機(jī)發(fā)送測量數(shù)據(jù)包，稱為發(fā)送端；另一臺(tái)接收測量數(shù)據(jù)包并處理數(shù)據(jù)給出結(jié)果，稱為接收端。
端到端瓶頸帶寬測量有著非常重要的應(yīng)用，比如網(wǎng)絡(luò)多服務(wù)器的選擇、在對等網(wǎng)絡(luò)中支持服務(wù)質(zhì)量QoS路由的建立、虛擬專用網(wǎng)VPN用戶對所租用網(wǎng)絡(luò)帶寬的自主監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)和瓶頸故障檢測、基于速率的擁塞控制、基于策略的接納控制以及無線網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)切換性能優(yōu)化等等。
現(xiàn)有的端到端瓶頸帶寬測量方法主要是基于數(shù)據(jù)包對Packet Pair技術(shù)。數(shù)據(jù)包對是指發(fā)送兩個(gè)等長的背靠背的測量數(shù)據(jù)包，所謂“背靠背”是指這兩個(gè)數(shù)據(jù)包在發(fā)送端是沒有間隔地緊挨發(fā)送的，如果忽略路徑上其他背景流量的影響，那么這兩個(gè)數(shù)據(jù)包將在瓶頸鏈路(即路徑上帶寬最窄的那段鏈路)處形成最大的到達(dá)間隔時(shí)間，此后該兩個(gè)數(shù)據(jù)包將保持這樣的間隔，直到該組數(shù)據(jù)包對先后到達(dá)接收端。根據(jù)該組數(shù)據(jù)包長和到達(dá)時(shí)間的間隔就可以計(jì)算得到瓶頸帶寬值。
盡管原理很簡單，但是端到端瓶頸帶寬的測量有著相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度。上述原理是在假定網(wǎng)絡(luò)沒有背景流量下獲得的，但是事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)中總是存在背景流量，即其他正常業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包。這些背景流量數(shù)據(jù)包會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中阻擋在測量數(shù)據(jù)包的前面，或者插入到測量數(shù)據(jù)包的中間，使得測量數(shù)據(jù)包到達(dá)接受端的時(shí)間間隔變大或者變小。因此，如何合理安排測量數(shù)據(jù)包的發(fā)送，如何合理處理測量數(shù)據(jù)，以消除誤差影響，使得測量結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度和良好的健壯性，是端到端瓶頸帶寬測量需要解決的技術(shù)難題。
此外，端到端瓶頸帶寬測量技術(shù)的大部分應(yīng)用都希望測量時(shí)間越短越好，測量代價(jià)越小越好。所謂測量代價(jià)就是指完成一次測量所需要發(fā)送的測量數(shù)據(jù)包量，發(fā)送的數(shù)據(jù)包越多，對受測網(wǎng)絡(luò)路徑的影響和帶寬消耗也就越大，表明測量代價(jià)越高。目前，為了試圖消除背景流量的誤差影響，國內(nèi)外提出的一些測量方法完成一次測量都需要發(fā)送相當(dāng)數(shù)量的測量數(shù)據(jù)包，也需要相當(dāng)長的一段測量時(shí)間。因此，如何減少測量時(shí)間和測量代價(jià)也是端到端瓶頸帶寬測量中的關(guān)鍵問題。
目前，利用數(shù)據(jù)包對技術(shù)測量端到端的瓶頸帶寬的典型方法主要有三種最早是文獻(xiàn)《在廣域網(wǎng)中利用路徑動(dòng)態(tài)特性來實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器選擇》(“ServerSelection Using Dynamic Path Characterization in Wide-area Networks”，InProceedings of IEEE INFOCOM97，vol.3)提出的一種瓶頸帶寬測量工具Bprobe，簡單地利用數(shù)據(jù)包對技術(shù)的上述原理進(jìn)行幾次測量，然后計(jì)算其均值，由于沒有考慮背景流量帶來的誤差影響，因此BProbe的測量準(zhǔn)確度和健壯性比較差。
第二種方法是文獻(xiàn)《帶寬測量》(“Measuring bandwidth”，In Proceedings ofIEEE INFOCOM99，New York，USA)提出的基于單峰分布的瓶頸帶寬測量工具Nettimer。該類方法注意到了網(wǎng)絡(luò)背景流量帶來的噪聲影響，并開始通過考察由多次測量形成的測量樣值分布圖來獲取瓶頸帶寬測量值。該方法假定測量樣點(diǎn)總是集中分布在瓶頸帶寬值的周圍，通過一種統(tǒng)計(jì)濾波技術(shù)來發(fā)現(xiàn)分布圖中樣點(diǎn)最為密集的位置，即最高峰所處的位置，并將其作為測量結(jié)果。Nettimer的測量效果比BProbe好了很多，但是后來的研究發(fā)現(xiàn)，分布圖中最為密集的位置并非就是正確的瓶頸帶寬，因此Nettimer的準(zhǔn)確度也很難滿足要求。
第三種方法是文獻(xiàn)《數(shù)據(jù)包對散布技術(shù)測量什么？》(“What Do PacketDispersion Techniques Measure？”，In Proceedings of IEEE INFOCOM2001，vol.2)提出瓶頸帶寬測量工具Pathrate。Pathrate發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果常常呈現(xiàn)多峰分布。它通過發(fā)送足夠長的數(shù)據(jù)包串(即多個(gè)等長的背靠背的測量數(shù)據(jù)包)來獲取一個(gè)比目標(biāo)瓶頸帶寬值偏小的左界值，然后再發(fā)送足夠多組的數(shù)據(jù)包對來形成一幅帶寬分布圖，從分布圖中挑出所有大于左界值的峰的位置，最后從這些峰中取出數(shù)值最小的峰作為目標(biāo)瓶頸帶寬估值。
Pathrate是目前一種比較好的瓶頸帶寬測量工具，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷比較輕的時(shí)候，這種方法有較高的準(zhǔn)確性。但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷稍重的時(shí)候，該方法會(huì)產(chǎn)生較大誤差，而實(shí)際網(wǎng)絡(luò)是不可能總是處于輕負(fù)荷的，因此Pathrate的健壯性需要提高；另外為了獲取較好的左界值，Pathrate完成一次測量需要發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包串，這樣不但給受測鏈路帶來大量的負(fù)荷和帶寬消耗，而且也需要較長的測量時(shí)間，這些都不是一個(gè)優(yōu)秀的測量工具應(yīng)有的特性，所以端到端瓶頸帶寬測量技術(shù)仍然需要有重大的創(chuàng)新和突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法，與現(xiàn)有的各類瓶頸帶寬測量工具相比，該方法更加準(zhǔn)確、快速、具有良好的健壯性。同時(shí)，它比現(xiàn)有測量工具需要發(fā)送的測量數(shù)據(jù)包少，測量流的速率低，因此該方法消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬資源低，對受測網(wǎng)絡(luò)路徑的影響小，即該方法是低測量代價(jià)的端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法，其特征在于發(fā)送端發(fā)送多組不同包長的測量數(shù)據(jù)包對，接收端記錄下收到的測量數(shù)據(jù)包對信息，發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答，并將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分組交織處理，形成多幅測量樣值矩形分布圖，再根據(jù)這些多幅分布圖中的峰的位置分布情況，利用挑峰和濾峰操作找出相對固定的成峰位置，該位置就是受測網(wǎng)絡(luò)路徑的瓶頸帶寬結(jié)果數(shù)值。
該方法包括下述步驟A、初步估算測量參數(shù)受測路徑的環(huán)回時(shí)延RTT，帶寬測量精度范圍BIN和一個(gè)比真實(shí)值偏小的瓶頸帶寬左界值；B、傳輸測量數(shù)據(jù)包對發(fā)送端發(fā)送多組不同包長的測量數(shù)據(jù)包對，接收端接收到測量數(shù)據(jù)包后，記錄存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)，并發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答；C、處理測量數(shù)據(jù)先按不同包長把測量數(shù)據(jù)分組，兩兩交織并進(jìn)行矩形呈現(xiàn)處理，即取任意兩組測量數(shù)據(jù)合并為一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集，針對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集形成一個(gè)測量樣值矩形分布圖，這樣就可獲得一批基于不同包長數(shù)據(jù)子集的矩形分布圖；再用同樣方法按不同序號(hào)把測量數(shù)據(jù)分組，兩兩交織，得到另一批基于不同序號(hào)數(shù)據(jù)子集的矩形分布圖；最后根據(jù)所有分布圖中峰的位置分布情況，利用挑峰和濾峰操作得出瓶頸帶寬測量結(jié)果值。
所述初步估算測量參數(shù)的具體操作步驟至少包括有A1、初估環(huán)回時(shí)延RTT發(fā)送端向接收端發(fā)送一個(gè)測量數(shù)據(jù)包，等待接收端的確認(rèn)ACK包，其發(fā)送測量數(shù)據(jù)包的時(shí)刻與接收到確認(rèn)ACK時(shí)刻的時(shí)間差，就作為該數(shù)據(jù)包在受測網(wǎng)絡(luò)路徑上的環(huán)回時(shí)延的一個(gè)測量樣值；多次重復(fù)進(jìn)行上述測量，再對該多個(gè)測量樣值計(jì)算其平均值，作為環(huán)回時(shí)延RTT的初估值；A2、初估帶寬左界值發(fā)送端向接收端發(fā)送一組由N個(gè)包長均為L的背靠背測量數(shù)據(jù)包對組成的數(shù)據(jù)包串，接收端根據(jù)第一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻和最后一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻的時(shí)間間隔T計(jì)算瓶頸帶寬值B＝(N×L)/T；多次進(jìn)行上述測量和計(jì)算，并將多個(gè)測量樣值按大小排序，去掉其中最大和最小的若干個(gè)數(shù)值，再對剩余的多個(gè)測量樣值求平均值，作為帶寬左界初估值；A3、初估帶寬精度范圍BIN先計(jì)算偏差參數(shù)，即步驟A2中剩余的多個(gè)測量樣值中最大值和最小值的差；再設(shè)定步驟A2中得到的帶寬左界初估值的一定比例值作為限制參數(shù)；然后取偏差參數(shù)和限制參數(shù)中的較小者作為帶寬精度范圍BIN的初估值。
所述帶寬左界初估值的一定比例值是帶寬左界初估值的3％-10％。
所述傳輸測量數(shù)據(jù)包對的具體操作步驟是B1、發(fā)送測量數(shù)據(jù)包對發(fā)送端按“背靠背”的要求順序發(fā)送多組數(shù)據(jù)包對，即每一組數(shù)據(jù)包對中的兩個(gè)數(shù)據(jù)包都是緊挨著相繼發(fā)送；這些數(shù)據(jù)包對的包長是在最小包長值和最大包長值之間選取的，發(fā)送端給每一組數(shù)據(jù)包對分配一個(gè)遞增序號(hào)，以表示發(fā)送順序；在發(fā)出每一組數(shù)據(jù)包對后，發(fā)送端都要收到來自接收端的確認(rèn)后，才接著發(fā)送下一組數(shù)據(jù)包對；如果在幾個(gè)RTT時(shí)間內(nèi)發(fā)送端沒有收到ACK確認(rèn)，則認(rèn)為剛才的測量數(shù)據(jù)包對丟失，這時(shí)發(fā)送端將會(huì)重新發(fā)送剛才序號(hào)和包長的數(shù)據(jù)包對；B2、接收響應(yīng)和存儲(chǔ)接收端確認(rèn)接收到的每一組數(shù)據(jù)包對，即向發(fā)送端發(fā)回一個(gè)ACK應(yīng)答數(shù)據(jù)包；同時(shí)接收端每收到一組數(shù)據(jù)包對，計(jì)算該數(shù)據(jù)包對中的前后兩個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻間隔T，并記錄存儲(chǔ)下述測量數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)包對的序號(hào)、包長L及計(jì)算其瓶頸帶寬測量數(shù)值B＝L/T。
所述步驟B1中順序發(fā)送的多組數(shù)據(jù)包對的數(shù)量范圍是[500組，5000組]；所述步驟B2中的最小包長值和最大包長值的范圍是[100，PMTU]字節(jié)，其中PMTU(Path Maximum Transport Unit)是受測路徑上的最大分片長度。
所述處理測量數(shù)據(jù)的具體操作步驟是C1、不同包長的分組交織按測量數(shù)據(jù)包對的不同包長把傳輸測量數(shù)據(jù)包對步驟中得到的所有測量數(shù)據(jù)分成K組，兩兩交織，即取任意兩組測量數(shù)據(jù)合并為一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集，對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集利用矩形呈現(xiàn)處理，每次得到一幅測量樣值矩形分布圖；這樣一共得到K×(K-1)/2幅不同包長的矩形分布圖；C2、不同序號(hào)的分組交織按測量數(shù)據(jù)包對的序號(hào)順序，也就是發(fā)送時(shí)間順序，把傳輸測量數(shù)據(jù)包對步驟中得到的所有測量數(shù)據(jù)重新分成K組，兩兩交織，即取任意兩組測量數(shù)據(jù)合并為一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集，對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集利用矩形呈現(xiàn)處理，每次得到一幅測量樣值矩形分布圖；這樣一共得到K×(K-1)/2幅不同擁塞時(shí)段的矩形分布圖；C3、挑峰數(shù)據(jù)處理對步驟C1、C2中得到的K×(K-1)幅矩形分布圖，各自分別進(jìn)行挑峰處理，即在每個(gè)矩形分布圖中挑出其權(quán)值既不低于左邊相鄰小區(qū)間、又不低于右邊相鄰小區(qū)間，且高于最小允許權(quán)值的一個(gè)帶寬小區(qū)間-峰，一幅矩形分布圖中挑出的多個(gè)峰被稱為峰集；這樣總共可挑出K×(K-1)組峰集；C4、濾峰操作根據(jù)瓶頸帶寬形成的目標(biāo)峰的位置在上述各個(gè)分布圖中會(huì)相對固定，而背景流量形成的噪聲峰呈不規(guī)則分布的原理，制定規(guī)則，再根據(jù)該規(guī)則濾出瓶頸帶寬目標(biāo)峰。
所述步驟C1和C2中的矩形呈現(xiàn)處理是先以步驟B中得到的測量數(shù)據(jù)中的最大值和最小值之差作為一個(gè)大區(qū)間，以步驟A3中得到的帶寬精度范圍BIN為單位，將所述大區(qū)間劃分成若干個(gè)帶寬范圍皆為BIN的小區(qū)間；再將測量數(shù)據(jù)值位于每個(gè)小區(qū)間范圍內(nèi)的個(gè)數(shù)，作為每個(gè)小區(qū)間的權(quán)值；最后利用矩形圖來呈現(xiàn)表示，即以帶寬值范圍為橫坐標(biāo)，每個(gè)小區(qū)間的權(quán)值為縱坐標(biāo)，帶寬精度范圍BIN為小區(qū)間單位的矩形分布圖。
所述步驟C1和C2中測量數(shù)據(jù)的分組數(shù)目K的選擇范圍是[4，12]。
所述步驟C4中濾峰操作的規(guī)則是瓶頸帶寬目標(biāo)峰所在小區(qū)間左邊界的帶寬值要比步驟A2中得到的帶寬左界初估值大；瓶頸帶寬目標(biāo)峰在K×(K-1)組峰集中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)最多，即瓶頸帶寬目標(biāo)峰的位置在多幅分布圖中保持相對固定；如果上述兩條規(guī)則得到的瓶頸帶寬目標(biāo)峰有多個(gè)，則選取所在小區(qū)間左邊界的帶寬值最小的峰為瓶頸帶寬結(jié)果目標(biāo)峰，并將該瓶頸帶寬結(jié)果目標(biāo)峰所在的帶寬小區(qū)間的左右邊界作為測量結(jié)果的瓶頸帶寬結(jié)果值。
本發(fā)明是一種在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中測量端到端瓶頸帶寬的方法，該方法基于瓶頸帶寬固定成峰的網(wǎng)絡(luò)特性，采用數(shù)據(jù)包對測量技術(shù)，利用分組交織處理和考察多幅分布圖中峰的位置散列情況得到目標(biāo)結(jié)果值。
以往的各類帶寬測量工具對測量數(shù)據(jù)都是只進(jìn)行一次性處理，沒有充分利用大量測量數(shù)據(jù)中的全部信息內(nèi)容。本發(fā)明的測量原理是基于對帶寬瓶頸引起固定成峰的網(wǎng)絡(luò)特性的新發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造性地采用分組交織處理方法，把K幅分布圖兩兩交織為K×(K-1)/2幅分布圖，其測量方法也從考察一組測量值的分布圖中的峰，變?yōu)榱朔治隹疾於喾植紙D中峰的位置情況，然后利用挑峰和濾峰規(guī)則有效地消除誤差影響，得到目標(biāo)瓶頸帶寬測量結(jié)果值。這樣不僅可以克服現(xiàn)有各類瓶頸帶寬測量工具的種種缺陷，強(qiáng)化不同包長和不同擁塞時(shí)段對背景流量噪聲影響的過濾效果，提高了測量的健壯性；而且在不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷條件下，尤其是在背景流量較重的負(fù)荷情況下，本發(fā)明都能夠準(zhǔn)確完成端到端瓶頸帶寬測量，具有較高的測量準(zhǔn)確度。更重要的是，本發(fā)明創(chuàng)造性地對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分組交織處理，實(shí)現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的高效重復(fù)使用，提高了測量數(shù)據(jù)的利用率，極大地節(jié)省了需要發(fā)送的測量數(shù)據(jù)包數(shù)量，同時(shí)也縮短了測量時(shí)間。跟目前較好的瓶頸帶寬測量工具Pathrate相比，本發(fā)明完成一次測量只需要Pathrate的大約一半時(shí)間，所需要發(fā)送的測量數(shù)據(jù)包數(shù)量要比Pathrate減少1/4，所以，本發(fā)明是一種快速、準(zhǔn)確、消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬資源低、對受測網(wǎng)絡(luò)路徑的影響小的端到端瓶頸帶寬測量方法，能夠更好地滿足測量應(yīng)用業(yè)務(wù)的要求，將在端到端網(wǎng)絡(luò)測量中具有非常好的實(shí)用前景。


圖1是本發(fā)明方法的總體流程方框圖。
圖2是本發(fā)明方法中的處理測量數(shù)據(jù)操作步驟流程方框圖。
圖3是本發(fā)明方法中的處理測量數(shù)據(jù)操作步驟中的一示例的矩形分布圖。
圖4是本發(fā)明方法中的處理測量數(shù)據(jù)操作步驟中的峰的位置狀況示例圖。
圖5(A)、(B)分別是采用本發(fā)明方法與Pathrate方法的兩次測量試驗(yàn)的結(jié)果比較圖，其中(A)圖是西安交通大學(xué)到清華大學(xué)的12次測量試驗(yàn)的結(jié)果，(B)圖是北京大學(xué)到保定電信局的12次測量試驗(yàn)的結(jié)果，具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的一具體實(shí)施例來闡明本發(fā)明的測量方法及其某些具體步驟中的參數(shù)選擇，最后通過對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果來說明該方法的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是一種基于分組交織和固定成峰的端到端網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬的測量方法，首先需要在接收端和發(fā)送端都運(yùn)行測量程序，建立一個(gè)TCP連接和一個(gè)UDP連接，其中TCP連接用于傳送測量控制信令，而測量數(shù)據(jù)包通過UDP連接來傳送。
參見圖1，本發(fā)明方法包括三個(gè)主要操作步驟A、初步估算測量參數(shù)受測路徑的環(huán)回時(shí)延RTT，帶寬測量精度范圍BIN和一個(gè)比真實(shí)值偏小的瓶頸帶寬左界值；B、傳輸測量數(shù)據(jù)包對發(fā)送端發(fā)送多組不同包長的測量數(shù)據(jù)包對，接收端收到測量數(shù)據(jù)包對后，記錄存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)，并發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答；C、處理測量數(shù)據(jù)接收端對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分組交織處理，形成多幅測量樣值矩形分布圖，再根據(jù)該多幅分布圖中的峰的位置分布情況，利用挑峰和濾峰操作找出相對固定的成峰位置，該位置就是受測網(wǎng)絡(luò)路徑的瓶頸帶寬結(jié)果數(shù)值。
參見圖2所示的本發(fā)明處理測量數(shù)據(jù)操作步驟的流程圖。本發(fā)明對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分組交織處理，所謂分組交織就是把原始測量數(shù)據(jù)分成K組，兩兩交織，即取任意兩組測量數(shù)據(jù)合并為一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集，對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集進(jìn)行矩形呈現(xiàn)處理，得到一幅測量樣值矩形分布圖，這樣一共可以得到K×(K-1)/2幅矩形分布圖。本發(fā)明在數(shù)據(jù)處理階段，首先按不同包長對原始測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分組交織，得到第一批K×(K-1)/2幅分布圖；然后在按不同擁塞時(shí)段(即發(fā)送序號(hào))把原始測量數(shù)據(jù)重新進(jìn)行分組交織，類似地可以得到另一批K×(K-1)/2幅分布圖；最后考察全部兩批共K×(K-1)幅分布圖中峰的位置分布散列情況，并利用挑峰和濾峰操作找出相對固定的成峰位置，進(jìn)而得到端到端瓶頸帶寬結(jié)果值。
本發(fā)明在分組交織過程中用到的矩形呈現(xiàn)處理是當(dāng)處理一批原始測量數(shù)據(jù)的時(shí)候，每一個(gè)測量數(shù)據(jù)都是一組數(shù)據(jù)包對的測量結(jié)果帶寬值，由于背景流量的誤差影響，使得某些測量結(jié)果值會(huì)偏大或者偏小，因此這批原始測量數(shù)據(jù)將會(huì)是一批落在某個(gè)帶寬值大區(qū)間內(nèi)的測量結(jié)果帶寬值，假設(shè)該大區(qū)間為
(參見圖3)。本發(fā)明是以傳輸測量數(shù)據(jù)包對時(shí)得到的原始測量數(shù)據(jù)中的最大值和最小值之差作為一個(gè)大區(qū)間，再以初估的帶寬精度范圍BIN為單位，將該大區(qū)間劃分成若干個(gè)小區(qū)間，每個(gè)小區(qū)間的寬度范圍都是BIN。對于每個(gè)小區(qū)間，將上述原始測量數(shù)據(jù)值中落在該小區(qū)間數(shù)值范圍內(nèi)的個(gè)數(shù)，記為該小區(qū)間的權(quán)值，從而得到每個(gè)小區(qū)間的權(quán)值，并利用矩形圖來呈現(xiàn)表示；即以帶寬值范圍為橫坐標(biāo)，每個(gè)小區(qū)間的權(quán)值為縱坐標(biāo)，得到圖3的矩形分布圖。
本發(fā)明對多幅矩形分布圖中峰的位置散列情況還要進(jìn)行挑峰和濾峰操作。
首先是挑峰操作在每一幅矩形分布圖中進(jìn)一步濾取有用信息，把峰的位置挑出來。所謂的峰的位置其實(shí)是矩形分布圖中的一個(gè)帶寬小區(qū)間，它的特征是其權(quán)值既不低于左邊相鄰小區(qū)間、又不低于右邊相鄰小區(qū)間、還要高于最小允許權(quán)值，該最小允許權(quán)值一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。在圖3所示的矩形分布例圖中，箭頭所指就是所謂峰的位置。一幅矩形分布圖中通常可以挑出多個(gè)峰，稱之為峰集。本發(fā)明按照不同包長和不同擁塞時(shí)段分別進(jìn)行分組交織，一共得到K×(K-1)幅矩形分布圖，各自分別進(jìn)行挑峰處理，則可以挑出K×(K-1)組峰集，其中每組峰集包含著同一幅分布圖中的多個(gè)峰。
然后是濾峰操作根據(jù)瓶頸帶寬形成的峰的位置在得到的多幅分布圖中會(huì)相對固定，而背景流量形成的噪聲峰會(huì)被散開的網(wǎng)絡(luò)特性，本發(fā)明按照下述規(guī)則進(jìn)一步濾出瓶頸帶寬目標(biāo)峰瓶頸帶寬目標(biāo)峰所在小區(qū)間左邊界的帶寬值要比帶寬左界初估值大；瓶頸帶寬目標(biāo)峰在K×(K-1)組峰集中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)最多，即瓶頸帶寬目標(biāo)峰的位置在多幅分布圖中保持相對固定；如果上述兩條規(guī)則得到的瓶頸帶寬目標(biāo)峰有多個(gè)，則選取所在小區(qū)間左邊界的帶寬值最小的峰為瓶頸帶寬結(jié)果目標(biāo)峰，并將該瓶頸帶寬結(jié)果目標(biāo)峰所在的帶寬小區(qū)間的左右邊界作為測量結(jié)果的瓶頸帶寬結(jié)果值。
根據(jù)上述三條規(guī)則能夠得到一個(gè)唯一結(jié)果，即目標(biāo)瓶頸帶寬測量結(jié)果值。圖4給出了濾峰操作處理的示例圖，圖中的黑點(diǎn)表示峰的位置，即峰的位置也是一個(gè)帶寬小區(qū)間，黑點(diǎn)其實(shí)是所在帶寬小區(qū)間的中點(diǎn)。同一水平線上的黑點(diǎn)代表同一個(gè)峰集中的峰。圖中的條形框所示處即為瓶頸帶寬結(jié)果的目標(biāo)峰。
本發(fā)明在測量初始階段，首先需要初步估計(jì)一些測量參數(shù)(1)初估環(huán)回時(shí)延RTT為了避免偶然誤差，在測量初始階段進(jìn)行10次傳輸發(fā)送和RTT估算，再將該10次的估算結(jié)果求平均值，作為環(huán)回時(shí)延RTT的初估值；(2)初估帶寬左界值為了避免誤差太大，在測量初始階段進(jìn)行60次傳輸發(fā)送和帶寬值估算，每次估算都是由發(fā)送端向接收端發(fā)送一組20個(gè)等長的背靠背的測量數(shù)據(jù)包對組成的數(shù)據(jù)包串，接收端根據(jù)第一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻和最后一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻的時(shí)間間隔T計(jì)算瓶頸帶寬值B＝(20×包長)/T；再將得到的60個(gè)瓶頸帶寬值按大小排序，去掉其中最大的10個(gè)數(shù)值和最小的10個(gè)數(shù)值，然后計(jì)算剩余的40個(gè)瓶頸帶寬估算值的平均值，作為帶寬左界初估值；(3)初估帶寬精度范圍BIN先計(jì)算上一步驟得到的60個(gè)估算值的偏差參數(shù)，即計(jì)算其中第11個(gè)估算值和第50個(gè)估算值的差；再對上一步驟得到的帶寬左界值的大小給出一個(gè)限制參數(shù)，其具體方法是如果該帶寬左界初估值小于1Mbps，則取該帶寬左界初估值的10％為限制參數(shù)；如果帶寬左界初估值大于1Mbps而小于12Mbps，則取該帶寬左界初估值的7.5％為限制參數(shù)；如果帶寬左界初估值大于12Mbps，則取該帶寬左界初估值的5％為限制參數(shù)。最后比較偏差參數(shù)和限制參數(shù)，將較小者作為帶寬精度范圍BIN的初估值。
本發(fā)明在傳輸測量數(shù)據(jù)包對階段，需要設(shè)置下述操作參數(shù)(1)發(fā)送端最大等待時(shí)間發(fā)送端按照“背靠背”的要求每次順序發(fā)送一組數(shù)據(jù)包對，即將每一組數(shù)據(jù)包對中的兩個(gè)數(shù)據(jù)包都是緊挨著相繼發(fā)送后，都需要等待來自接收端的確認(rèn)后，才能接著發(fā)送下一組數(shù)據(jù)包對。如果在4個(gè)RTT時(shí)間內(nèi)發(fā)送端還沒有收到ACK確認(rèn)，即發(fā)送端最大等待時(shí)間為4個(gè)RTT，則認(rèn)為剛才的測量數(shù)據(jù)包對發(fā)生丟失。這時(shí)發(fā)送端將會(huì)重新發(fā)送剛才那組序號(hào)和包長的數(shù)據(jù)包對。
(2)測量數(shù)據(jù)包長如果數(shù)據(jù)包長太小，測量終端主機(jī)收發(fā)包的時(shí)間將會(huì)對數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)間造成比較大的誤差影響，所以包長一般不能少于100字節(jié)，推薦的最小包長是500字節(jié)。如果包長足夠大一些，可以忽略該誤差；但是如果包長太大，則由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)最大分片長度(PMTU)的限制，包長超過PMTU的測量數(shù)據(jù)包將會(huì)被路由器分成若干個(gè)IP包，這樣就違背了利用數(shù)據(jù)包對技術(shù)測量瓶頸帶寬的測量原理。因此，需要選取一個(gè)合適大小的數(shù)據(jù)包長，一般局域網(wǎng)的PMTU是1500字節(jié)，因此本發(fā)明的數(shù)據(jù)包長是在[500字節(jié)，1500字節(jié)]的范圍內(nèi)隨機(jī)選取。
(3)測量數(shù)據(jù)包的數(shù)量首先需要有足夠多的原始數(shù)據(jù)才能比較準(zhǔn)確地消除噪聲，得到較好的測量結(jié)果值；但是如果原始數(shù)據(jù)太多，則需要過長的測量時(shí)間和處理過多的測量數(shù)據(jù)。因此本發(fā)明方法需要發(fā)送的多組測量數(shù)據(jù)包的數(shù)量應(yīng)適量選取，一般不能少于500組，如果為5000組就完全足夠多了，推薦的數(shù)據(jù)包最佳數(shù)量是2800組不同包長、且在隨機(jī)不同時(shí)段發(fā)送的數(shù)據(jù)包對。
本發(fā)明在處理測量數(shù)據(jù)階段利用分組交織的辦法構(gòu)造多幅測量樣值矩形分布圖，并分析各個(gè)圖中峰的分布情況時(shí)，需要設(shè)置下述操作參數(shù)(1)分組數(shù)目K如果K太小，只能得到少量的分布圖，位置相對固定的峰會(huì)很多，不能充分利用測量數(shù)據(jù)中的信息，容易造成誤差。如果K太大，分成了較多的組，因?yàn)閿?shù)據(jù)的重復(fù)使用率太高而不能得到任何的新信息，而需要進(jìn)行大量的運(yùn)算。因此需要選取一個(gè)合適大小的分組數(shù)目K，一般在區(qū)域[4，12]之間，建議最佳的分組數(shù)目K是7。首先按不同包長把得到的測量數(shù)據(jù)分成7組，兩兩進(jìn)行數(shù)據(jù)交織，得到21幅分布圖；接著按發(fā)送順序(不同擁塞時(shí)段)再把這些測量數(shù)據(jù)分成7組，也是兩兩進(jìn)行數(shù)據(jù)交織，得到另外的21幅分布圖；然后分析考察這42幅分布圖中峰的位置散列情況。
(2)挑峰數(shù)據(jù)處理所謂的峰的位置其實(shí)是矩形分布圖中的一個(gè)帶寬小區(qū)間，它的特征是其權(quán)值既不低于左邊相鄰小區(qū)間、又不低于右邊相鄰小區(qū)間，且其權(quán)值要高于最小允許權(quán)值。該最小允許權(quán)值是用來進(jìn)一步濾除一些偶然的誤差，一般選取該最小允許權(quán)值為5。如果分布圖中某個(gè)帶寬小區(qū)間符合峰的前兩個(gè)特征，但是其權(quán)值小于5，將不會(huì)被選入該分布圖的峰集。
本發(fā)明的方法已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證，該實(shí)驗(yàn)使用了分布在全國部分省市和高校的6臺(tái)測量主機(jī)，并分別用本發(fā)明的測量方法和文獻(xiàn)《數(shù)據(jù)包對散布技術(shù)測量什么？》中提供的方法Pathrate來測量端到端的瓶頸帶寬，最后進(jìn)行結(jié)果對比。測量主機(jī)的名稱及地理位置如下表所示

這些主機(jī)之間的瓶頸鏈路帶寬范圍可能從100kbps到155Mps，因而測量對象涵蓋了從低速到高速的比較廣的應(yīng)用范圍。此外，對每一條端到端的網(wǎng)絡(luò)路徑都在早、中、晚不同時(shí)段分別完成12次測量，由于不同時(shí)段的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載是不一樣的，因而測量條件涵蓋了從背景流量輕負(fù)荷到重負(fù)荷的情況，所以本實(shí)驗(yàn)具有代表性和多樣性，能夠作為檢驗(yàn)端到端瓶頸帶寬測量的可信實(shí)驗(yàn)場景。
參見圖5所示的其中兩條典型網(wǎng)絡(luò)路徑的測量結(jié)果，其中橫坐標(biāo)為測量次數(shù)(第幾次測量)，縱坐標(biāo)為測量帶寬值。每條路徑分別用本發(fā)明方法和pathrate方法各進(jìn)行12次端到端瓶頸帶寬測量。圖中橫虛線是表示目標(biāo)路徑瓶頸帶寬的準(zhǔn)確預(yù)知值，符號(hào)*代表本發(fā)明方法的測量結(jié)果，符號(hào)+代表Pathrate方法的測量結(jié)果，每次測量的結(jié)果都是大小為BIN的一個(gè)帶寬精度范圍，即在圖5中，每一次測量結(jié)果都是兩個(gè)不同帶寬值的點(diǎn)，表示測量結(jié)果精度范圍的上下邊界，然后用豎線連起來表示該次測量結(jié)果。
從圖5(A)、(B)的實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果可以看出，在Xi′an到Tsinghua路徑的測量實(shí)驗(yàn)中，本發(fā)明方法的結(jié)果總是比pathrate靠近預(yù)知虛線，而且12次測量的結(jié)果都比較穩(wěn)定，相反地，pathrate的第5次和第7次測量結(jié)果有比較大的波動(dòng)，健壯性相對較差。在Pku到Baoding路徑的測量實(shí)驗(yàn)中，本發(fā)明方法的結(jié)果也總是比pathrate靠近預(yù)知虛線，而且12次測量的結(jié)果都相當(dāng)穩(wěn)定，相反地，pathrate的第2次和第7次測量結(jié)果有比較大的偏差。因此對于不同受測鏈路帶寬，本發(fā)明在不同的背景流量負(fù)荷下總能較好地測出目標(biāo)瓶頸帶寬值，體現(xiàn)了良好的測量準(zhǔn)確度和健壯性。
另外，從測量時(shí)間和測量代價(jià)看，在每次測量實(shí)驗(yàn)時(shí)都對測量耗時(shí)、發(fā)送數(shù)據(jù)包的總數(shù)量、發(fā)送數(shù)據(jù)包的總字節(jié)數(shù)，以及由于這些測量數(shù)據(jù)包給受測路徑引入的帶寬消耗共四項(xiàng)測量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測統(tǒng)計(jì)。下表為圖5(A)從Xi′an到Tsinghua測量實(shí)驗(yàn)中，本發(fā)明和pathrate兩種工具的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較。

從表中可以看出，本發(fā)明的測量耗時(shí)平均只有pathrate的一半，而所需要發(fā)送的測量數(shù)據(jù)包數(shù)只有pathrate的四分之一，以及給受測路徑只引入較少的帶寬消耗，因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明有效提高了測量數(shù)據(jù)的利用率，且在保證測量準(zhǔn)確性的同時(shí)，減少了測量耗時(shí)和需要發(fā)送的測量數(shù)據(jù)包數(shù)量，確實(shí)是一種準(zhǔn)確的、具有良好健壯性、比較快速的，同時(shí)對受測路徑低消耗、低影響的端帶端瓶頸帶寬測量工具，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，具有很好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法，其特征在于發(fā)送端發(fā)送多組不同包長的測量數(shù)據(jù)包對，接收端記錄接收到的測量數(shù)據(jù)包對信息，發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答，并將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分組交織處理，形成多幅測量樣值矩形分布圖，再根據(jù)這些多幅分布圖中的峰的位置分布情況，利用挑峰和濾峰操作找出相對固定的成峰位置，該位置就是受測網(wǎng)絡(luò)路徑的瓶頸帶寬結(jié)果數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于該方法包括下述步驟A、初步估算測量參數(shù)受測路徑的環(huán)回時(shí)延RTT，帶寬測量精度范圍BIN和一個(gè)比真實(shí)值偏小的瓶頸帶寬左界值；B、傳輸測量數(shù)據(jù)包對發(fā)送端發(fā)送多組不同包長的測量數(shù)據(jù)包對，接收端接收到測量數(shù)據(jù)包后，記錄存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)，并發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答；C、處理測量數(shù)據(jù)先按不同包長把測量數(shù)據(jù)分組，兩兩交織并進(jìn)行矩形呈現(xiàn)處理，即取任意兩組測量數(shù)據(jù)合并為一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集，針對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集形成一個(gè)測量樣值矩形分布圖，這樣就可獲得一批基于不同包長數(shù)據(jù)子集的矩形分布圖；再用同樣方法按不同序號(hào)把測量數(shù)據(jù)分組，兩兩交織，得到另一批基于不同序號(hào)數(shù)據(jù)子集的矩形分布圖；最后根據(jù)所有分布圖中峰的位置分布情況，利用挑峰和濾峰操作得出瓶頸帶寬測量結(jié)果值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于所述初步估算測量參數(shù)的具體操作步驟至少包括有A1、初估環(huán)回時(shí)延RTT發(fā)送端向接收端發(fā)送一個(gè)測量數(shù)據(jù)包，等待接收端的確認(rèn)ACK包，其發(fā)送測量數(shù)據(jù)包的時(shí)刻與接收到確認(rèn)ACK時(shí)刻的時(shí)間差，就作為該數(shù)據(jù)包在受測網(wǎng)絡(luò)路徑上的環(huán)回時(shí)延的一個(gè)測量樣值；多次重復(fù)進(jìn)行上述測量，再對該多個(gè)測量樣值計(jì)算其平均值，作為環(huán)回時(shí)延RTT的初估值；A2、初估帶寬左界值發(fā)送端向接收端發(fā)送一組由N個(gè)包長均為L的背靠背測量數(shù)據(jù)包對組成的數(shù)據(jù)包串，接收端根據(jù)第一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻和最后一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)刻的時(shí)間間隔T計(jì)算瓶頸帶寬值B＝(N×L)/T；多次進(jìn)行上述測量和計(jì)算，并將多個(gè)測量樣值按大小排序，去掉其中最大和最小的若干個(gè)數(shù)值，再對剩余的多個(gè)測量樣值求平均值，作為帶寬左界初估值；A3、初估帶寬精度范圍BIN先計(jì)算偏差參數(shù)，即步驟A2中剩余的多個(gè)測量樣值中最大值和最小值的差；再設(shè)定步驟A2中得到的帶寬左界初估值的一定比例值作為限制參數(shù)；然后取偏差參數(shù)和限制參數(shù)中的較小者作為帶寬精度范圍BIN的初估值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量方法，其特征在于所述帶寬左界初估值的一定比例值是帶寬左界初估值的3％-10％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量方法，其特征在于所述傳輸測量數(shù)據(jù)包對的具體操作步驟是B1、發(fā)送測量數(shù)據(jù)包對發(fā)送端按“背靠背”的要求順序發(fā)送多組數(shù)據(jù)包對，即每一組數(shù)據(jù)包對中的兩個(gè)數(shù)據(jù)包都是緊挨著相繼發(fā)送；這些數(shù)據(jù)包對的包長是在最小包長值和最大包長值之間選取的，發(fā)送端給每一組數(shù)據(jù)包對分配一個(gè)遞增序號(hào)，以表示發(fā)送順序；在發(fā)出每一組數(shù)據(jù)包對后，發(fā)送端都要收到來自接收端的確認(rèn)后，才接著發(fā)送下一組數(shù)據(jù)包對；如果在幾個(gè)RTT時(shí)間內(nèi)發(fā)送端沒有收到ACK確認(rèn)，則認(rèn)為剛才的測量數(shù)據(jù)包對丟失，這時(shí)發(fā)送端將會(huì)重新發(fā)送剛才序號(hào)和包長的數(shù)據(jù)包對；B2、接收響應(yīng)和存儲(chǔ)接收端確認(rèn)接收到的每一組數(shù)據(jù)包對，即向發(fā)送端發(fā)回一個(gè)ACK應(yīng)答數(shù)據(jù)包；同時(shí)接收端每收到一組數(shù)據(jù)包對，計(jì)算該數(shù)據(jù)包對中的前后兩個(gè)數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)刻間隔T，并記錄存儲(chǔ)下述測量數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)包對的序號(hào)、包長L及計(jì)算其瓶頸帶寬測量數(shù)值B＝L/T。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量方法，其特征在于所述步驟B1中順序發(fā)送的多組數(shù)據(jù)包對的數(shù)量范圍是[500組，5000組]；所述步驟B2中的最小包長值和最大包長值的范圍是[100，PMTU]字節(jié)，其中PMTU是受測路徑上的最大分片長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量方法，其特征在于所述處理測量數(shù)據(jù)的具體操作步驟是C1、不同包長的分組交織按測量數(shù)據(jù)包對的不同包長把傳輸測量數(shù)據(jù)包對步驟中得到的所有測量數(shù)據(jù)分成K組，兩兩交織，即取任意兩組測量數(shù)據(jù)合并為一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集，對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集利用矩形呈現(xiàn)處理，每次得到一幅測量樣值矩形分布圖；這樣一共得到K×(K-1)/2幅不同包長的矩形分布圖；C2、不同序號(hào)的分組交織按測量數(shù)據(jù)包對的序號(hào)順序，也就是發(fā)送時(shí)間順序，把傳輸測量數(shù)據(jù)包對步驟中得到的所有測量數(shù)據(jù)重新分成K組，兩兩交織，即取任意兩組測量數(shù)據(jù)合并為一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集，對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)子集利用矩形呈現(xiàn)處理，每次得到一幅測量樣值矩形分布圖；這樣一共得到K×(K-1)/2幅不同擁塞時(shí)段的矩形分布圖；C3、挑峰數(shù)據(jù)處理對步驟C1、C2中得到的K×(K-1)幅矩形分布圖，各自分別進(jìn)行挑峰處理，即在每個(gè)矩形分布圖中挑出其權(quán)值既不低于左邊相鄰小區(qū)間、又不低于右邊相鄰小區(qū)間，且高于最小允許權(quán)值的一個(gè)帶寬小區(qū)間-峰，一幅矩形分布圖中挑出的多個(gè)峰被稱為峰集；這樣總共可挑出K×(K-1)組峰集；C4、濾峰操作根據(jù)瓶頸帶寬形成的目標(biāo)峰的位置在上述各個(gè)分布圖中會(huì)相對固定，而背景流量形成的噪聲峰呈不規(guī)則分布的原理，制定規(guī)則，再根據(jù)該規(guī)則濾出瓶頸帶寬目標(biāo)峰。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量方法，其特征在于所述步驟C1和C2中的矩形呈現(xiàn)處理是先以步驟B中得到的測量數(shù)據(jù)中的最大值和最小值之差作為一個(gè)大區(qū)間，以步驟A3中得到的帶寬精度范圍BIN為單位，將所述大區(qū)間劃分成若干個(gè)帶寬范圍皆為BIN的小區(qū)間；再將測量數(shù)據(jù)值位于每個(gè)小區(qū)間范圍內(nèi)的個(gè)數(shù)，作為每個(gè)小區(qū)間的權(quán)值；最后利用矩形圖來呈現(xiàn)表示，即以帶寬值范圍為橫坐標(biāo)，每個(gè)小區(qū)間的權(quán)值為縱坐標(biāo)，帶寬精度范圍BIN為小區(qū)間單位的矩形分布圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量方法，其特征在于所述步驟C1和C2中測量數(shù)據(jù)的分組數(shù)目K的選擇范圍是[4，12]。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量方法，其特征在于所述步驟C4中濾峰操作的規(guī)則是瓶頸帶寬目標(biāo)峰所在小區(qū)間左邊界的帶寬值要比步驟A2中得到的帶寬左界初估值大；瓶頸帶寬目標(biāo)峰在K×(K-1)組峰集中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)最多，即瓶頸帶寬目標(biāo)峰的位置在多幅分布圖中保持相對固定；如果上述兩條規(guī)則得到的瓶頸帶寬目標(biāo)峰有多個(gè)，則選取所在小區(qū)間左邊界的帶寬值最小的峰為瓶頸帶寬結(jié)果目標(biāo)峰，并將該瓶頸帶寬結(jié)果目標(biāo)峰所在的帶寬小區(qū)間的左右邊界作為測量結(jié)果的瓶頸帶寬結(jié)果值。
全文摘要
一種端到端的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬測量方法，包括下述步驟A.初步估算三個(gè)測量參數(shù)受測網(wǎng)絡(luò)路徑的環(huán)回時(shí)延RTT，帶寬測量精度范圍BIN和一個(gè)比真實(shí)值偏小的瓶頸帶寬左界值；B.發(fā)送端發(fā)送多組不同包長的測量數(shù)據(jù)包對，接收端收到測量數(shù)據(jù)包對后，記錄存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)，并發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答；C.接收端分別按不同包長和不同序號(hào)把測量數(shù)據(jù)分組，兩兩交織進(jìn)行矩形呈現(xiàn)處理，獲得多幅測量樣值矩形分布圖，然后根據(jù)所有分布圖中峰的位置分布情況，利用挑峰和濾峰操作找出相對固定的成峰位置，得出瓶頸帶寬測量結(jié)果值。與現(xiàn)有的瓶頸帶寬測量工具相比，該方法更加準(zhǔn)確、快速、具有良好的健壯性；且消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬資源低，對受測網(wǎng)絡(luò)路徑的影響小，具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H04L12/26GK1545277SQ20031011367
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者施金洋, 林宇, 金躍輝, 程時(shí)端, 劉靖 申請人:北京郵電大學(xué)