本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)測速技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小流量快速獲取網(wǎng)絡(luò)可用帶寬的方法。

背景技術(shù)：

由于在Internet中，物理帶寬由網(wǎng)絡(luò)路徑中最窄鏈路的帶寬決定，而端到端可用帶寬是在T時間內(nèi)，最小的一個鏈路可利用的帶寬，這個端到端可用帶寬大小是用戶實際上網(wǎng)質(zhì)量的體現(xiàn)，因此對可用帶寬的測試不僅能幫組網(wǎng)絡(luò)管理人員了解網(wǎng)絡(luò)瓶頸，也可以為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員提供算法依據(jù)防止擁堵。同時各大互聯(lián)網(wǎng)提供商(ISP)也可以依據(jù)其合理的提高服務(wù)質(zhì)量(QoS)。

目前主流的可用帶寬測量方法分為探測速率模型(PRM，probe rate model)和探測間隔模型(PGM，probe gap model)。探測速率模型PRM是基于自誘導(dǎo)擁塞(self-induced congestion)的概念，其通過尋找探測流發(fā)送速率和到達速率開始匹配的轉(zhuǎn)折點可以估計路徑的可用帶寬，其典型算法就是pathChirp，pathChirp對可用帶寬進行評估準(zhǔn)確率相對較高，但是在實際Internet應(yīng)用中，受到亂序和丟包的干擾很大，難以應(yīng)用。探測間隔模型PGM首先假設(shè)路徑上有一條容量最小的鏈路同時也是可用帶寬最小的鏈路，因此，路徑可用帶寬測量就是測容量最小的鏈路可用帶寬，這樣測試時間將會降低，但是在實際的Internet，這種假設(shè)很難成立或確定，一旦假設(shè)不成立或者不能確定，那么評估出來的可用帶寬偏差值就會較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種小流量快速獲取網(wǎng)絡(luò)可用帶寬的方法，采用本方法對可用帶寬進行評估準(zhǔn)確率高，所用時間短，所耗費流量非常小，且其不受亂序和丟包的干擾。

本發(fā)明的目的是采用下述方案實現(xiàn)的：一種小流量快速獲取網(wǎng)絡(luò)可用帶寬的方法，包括如下步驟：

S1)已知物理帶寬C，設(shè)定測試精度Ac，測試端以RI₁速度發(fā)送間隔包列給被測試端，RI₁＝C。測試精度Ac∈(0,0.3]。

S2)被測試端通過收到步驟S1)發(fā)送的間隔包列計算收包速度RO₁，對RI₁/RO₁-1進行判斷，若RI₁/RO₁-1≤測試精度Ac，則判定RI₁/RO₁-1在約定精度范圍中，進入步驟S7)；若RI₁/RO₁-1>測試精度Ac，則判定RI₁/RO₁-1不在約定精度范圍中，進入步驟S3)；

S3)被測試端將步驟2)計算出來的收包速度RO₁發(fā)送給測試端，測試端以RI₂速度發(fā)送間隔包列給被測試端，RI₂＝RO₁；

S4)被測試端通過收到步驟S3)發(fā)送的間隔包列計算收包速度RO₂，對RI₂/RO₂-1進行判斷，若RI₂/RO₂-1≤測試精度Ac，則判定RI₂/RO₂-1在約定精度范圍中，進入步驟S7)；若RI₂/RO₂-1>測試精度Ac，則判定RI₂/RO₂-1不在約定精度范圍中，進入步驟S5)；

S5)被測試端將步驟4)計算出來的收包速度RO₂發(fā)送給測試端，測試端通過公式計算出RI₃，測試端以RI₃速度發(fā)送間隔包列給被測試端；

S6)被測試端通過收到步驟S5)發(fā)送的間隔包列計算收包速度RO₃；

S7)被測試端通過物理帶寬以及收包速度、發(fā)包速度計算出可用帶寬。

測試下行可用帶寬時，測試端為服務(wù)器端，被測試端為客戶端，測試上行可用帶寬時，測試端為客戶端，被測試端為服務(wù)器端。

如果RI和RO比較接近，那么說明測試結(jié)果已經(jīng)趨近于實際的可用帶寬了。本發(fā)明的測試過程最多進行三次，通過前兩次測試的結(jié)果，按照斜率計算出第三次發(fā)包速度RI₃，以達到快速收斂的效果，從而減少測試次數(shù)和發(fā)包量。

本發(fā)明具有的優(yōu)點是：傳統(tǒng)使用包對方式在局域網(wǎng)上，會出現(xiàn)發(fā)出的包和接受的包順序不對，或者包對中某個包丟失。本發(fā)明發(fā)送的是無序包列，接收時，只關(guān)心收到的第一個包和最后一個包的間隔時間，因此不會被亂序和丟包干擾。由于傳統(tǒng)包對方式會被丟包和亂序干擾，只能不斷的重復(fù)測試，對流量和時間的消耗較大。而本發(fā)明最多只測試三次，對時間和流量的消耗都非常小，因此在同樣的環(huán)境下，能做到小流量和快速獲取可用帶寬。

采用本方法對可用帶寬進行評估準(zhǔn)確率高，所用時間短，所耗費流量非常小，且其不受亂序和丟包的干擾。

專業(yè)術(shù)語解釋：

物理帶寬：指端到端網(wǎng)絡(luò)能夠提供的最大傳輸速率，物理帶寬由網(wǎng)絡(luò)路徑中最窄鏈路的帶寬決定，因此也稱為鏈路帶寬；

可用帶寬：分為鏈路可用帶寬和路徑(端到端)可用帶寬，假設(shè)Ui表示鏈路Li在T時間段內(nèi)的利用率，C_i指物理帶寬，鏈路的可用帶寬A_i為：Ai＝Ci(1-Ui)。在時間T內(nèi)，路徑P上的可用帶寬定義如下：

A_end-to-end＝min(A₁，A₂，...，A_n)

本文所說的可用帶寬均是指端到端可用帶寬。可用帶寬分為下行可用帶寬和上行可用帶寬。

包列：指網(wǎng)絡(luò)傳輸中連續(xù)不間斷的一串報文。

間隔包列：指網(wǎng)絡(luò)傳輸中有間隔的有序數(shù)據(jù)包。

每次測速消耗時間：指每次測速所消耗的時間；

每次測速消耗流量：指每次測速所消耗的流量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)方法測試的偏差率對比；

圖3為本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)方法測試的測試時間對比。

具體實施方式

參見圖1，一種小流量快速獲取網(wǎng)絡(luò)可用帶寬的方法，包括如下步驟：

S1)已知物理帶寬C，設(shè)定一個測試精度Ac，該測試精度Ac∈(0,0.3]。

進行第一次測試：測試端以RI₁速度發(fā)送間隔包列給被測試端，RI₁＝C。

S2)被測試端通過收到RI₁速度發(fā)送的間隔包列計算收包速度RO₁，對RI₁/RO₁-1進行判斷，若RI₁/RO₁-1≤測試精度Ac，則判定RI₁/RO₁-1在約定精度范圍中，進入步驟S7)；若RI₁/RO₁-1>測試精度Ac，則判定RI₁/RO₁-1不在約定精度范圍中，進入步驟S3)；

S3)進行第二次測試：被測試端將步驟2)計算出來的收包速度RO₁發(fā)送給測試端，測試端以RI₂速度發(fā)送間隔包列給被測試端，RI₂＝RO₁；

S4)被測試端通過收到RI₁速度發(fā)送的間隔包列計算收包速度RO₂，對RI₂/RO₂-1進行判斷，若RI₂/RO₂-1≤測試精度Ac，則判定RI₂/RO₂-1在約定精度范圍中，進入步驟S7)；若RI₂/RO₂-1>測試精度Ac，則判定RI₂/RO₂-1不在約定精度范圍中，進入步驟S5)；

S5)進行第三次測試：被測試端將步驟4)計算出來的收包速度RO₂發(fā)送給測試端，測試端通過公式(n為測試次數(shù)，n∈(0,3])計算出RI₃，測試端以RI₃速度發(fā)送間隔包列給被測試端。

S6)被測試端通過收到RI₃速度發(fā)送的間隔包列計算收包速度RO₃；

S7)被測試端通過物理帶寬以及收包速度、發(fā)包速度計算出可用帶寬。通過物理帶寬以及收包速度、發(fā)包速度計算可用帶寬可以采用公開的論文《可用帶寬測量方法研究》中的算法。

測試下行可用帶寬時，測試端為服務(wù)器端，被測試端為客戶端，測試上行可用帶寬時，測試端為客戶端，被測試端為服務(wù)器端?？蛻舳税瑪?shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)至服務(wù)端，數(shù)據(jù)接收模塊負責(zé)從服務(wù)端接收數(shù)據(jù)，并把接收到的數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理模塊進行處理，數(shù)據(jù)處理模塊處理數(shù)據(jù)完成后，可再交由發(fā)送模塊再次發(fā)送。

服務(wù)器端包含數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和調(diào)度模塊。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)至客戶端，數(shù)據(jù)接收模塊負責(zé)從客戶端接收數(shù)據(jù)，并把接收到的數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理模塊進行處理，數(shù)據(jù)處理模塊處理數(shù)據(jù)完成后，可再交由發(fā)送模塊再次發(fā)送。調(diào)度模塊主要用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)接收模塊中的多個線程并發(fā)接收客戶端數(shù)據(jù)請求，以達到增加服務(wù)端吞吐量的目的。

由圖2和圖3所示，是某次Internet環(huán)境下端到端測試的對比，不同測試方式結(jié)果對比可以看出，本發(fā)明的小流量測試方法所消耗的流量和消耗的時間，遠小于傳統(tǒng)測試方法，且本發(fā)明的小流量測試方法偏差率一直小于10﹪，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負載率達到90﹪時，本發(fā)明的小流量測試方法達到最高偏差率，約等于7﹪，明顯小于傳統(tǒng)測試方法。

傳統(tǒng)使用包對方式在局域網(wǎng)上，會出現(xiàn)發(fā)出的包和接受的包順序不對，或者包對中某個包丟失。本發(fā)明發(fā)送的是無序包列，接收時，只關(guān)心收到的第一個包和最后一個包的間隔時間。因此不會被亂序和丟包干擾。由于傳統(tǒng)包對方式會被丟包和亂序干擾，只能不斷的重復(fù)測試，對流量和時間的消耗較大。而本發(fā)明最多只測試三次，對時間和流量的消耗都非常小，因此在同樣的環(huán)境下，能做到小流量和快速獲取可用帶寬。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。