通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間的制作方法
【專利說明】通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間
【背景技術(shù)】
[0001] 除非本文另有指明，否則本部分中描述的材料不是本申請中權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù) 并且不通過被包括在本部分而被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)。
[0002] 分組交換網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延可以被單向（從將發(fā)送數(shù)據(jù)包的源到接收數(shù)據(jù)包的 目的地的時(shí)間）或往返（從源到目的地的單向時(shí)延加上從目的地返回源的單向時(shí)延）地測 量。盡管往返時(shí)延更為經(jīng)常使用，因?yàn)槠淇梢詮膯吸c(diǎn)測量，但是其可能模糊/隱藏目的地系 統(tǒng)花在處理數(shù)據(jù)包上的時(shí)間量。一些軟件平臺采用Ping操作，ping操作可以被用來測量 往返時(shí)延。Ping操作執(zhí)行長數(shù)據(jù)包處理；當(dāng)接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，其僅僅發(fā)回響應(yīng)。
[0003] 但是，典型的數(shù)據(jù)包可以在許多鏈路上通過許多網(wǎng)關(guān)被傳送，每一個(gè)網(wǎng)關(guān)可能直 到其完全接收數(shù)據(jù)包才會開始傳送該數(shù)據(jù)包。在此類網(wǎng)絡(luò)中，最小時(shí)延可以被定義為每個(gè) 鏈路的傳輸時(shí)延加上每個(gè)鏈路的最小時(shí)延之和。該時(shí)延可以進(jìn)一步地增加排隊(duì)延遲和處理 延遲。在當(dāng)網(wǎng)關(guān)從朝同一目的地的不同源接收多個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，可能發(fā)生排隊(duì)延遲。由于一 般一次僅可以傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包，因此數(shù)據(jù)包中的一些數(shù)據(jù)包可能排隊(duì)等候傳輸，從而產(chǎn)生 額外的延遲。當(dāng)網(wǎng)關(guān)確定如何處理新接收到的數(shù)據(jù)包時(shí)，發(fā)生處理延遲。傳播延遲、序列化 延遲、排隊(duì)延遲和處理延遲的組合可以經(jīng)常產(chǎn)生復(fù)雜且多變的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延情況。
[0004] 在主機(jī)中-測量數(shù)據(jù)包處理時(shí)間-總網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的組成部分可能涉及復(fù)雜設(shè)置。如 果主機(jī)遠(yuǎn)離管理員（例如，如在云中）被放置，則其復(fù)雜性可能增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本公開總體描述了用于通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間的 技術(shù)，其中，主機(jī)的端鏈路可以是直接連接至被測量主機(jī)的鏈路。
[0006] 根據(jù)一些示例，描述了一種用于通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理 時(shí)間的方法。示例方法可以包括從源主機(jī)向目的主機(jī)傳輸包括兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包的復(fù)合探 測，使所述復(fù)合探測在每個(gè)主機(jī)處一旦被接收即被添加時(shí)間戳，和/或基于所述復(fù)合探測 的時(shí)間戳值來估算數(shù)據(jù)包處理時(shí)間。
[0007] 根據(jù)另一其他示例，描述了一種用于通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包 處理時(shí)間的計(jì)算設(shè)備。示例計(jì)算設(shè)備可以包括通信模塊、存儲器和處理器，所述通信模塊被 配置為在一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上與多個(gè)其他計(jì)算設(shè)備通信，所述存儲器被配置為存儲指令，所 述處理器被配置為執(zhí)行數(shù)據(jù)包處理計(jì)時(shí)模塊。所述數(shù)據(jù)包處理計(jì)時(shí)模塊可以從源主機(jī)向目 的主機(jī)傳輸包括一串探測數(shù)據(jù)包的復(fù)合探測，使所述探測數(shù)據(jù)包在每個(gè)主機(jī)處一旦被接收 即被添加時(shí)間戳，并且基于所述探測數(shù)據(jù)包的時(shí)間戳值來估算數(shù)據(jù)包處理時(shí)間（PPT)。
[0008] 根據(jù)另一些其他示例，描述了一種在其上存儲有指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所 述指令用于通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間。當(dāng)所述指令被執(zhí)行時(shí)， 所述指令可以引起方法被執(zhí)行。所述方法可包括：從源主機(jī)向目的主機(jī)傳輸包括兩個(gè)或多 個(gè)數(shù)據(jù)包的復(fù)合探測，使所述復(fù)合探測在每個(gè)主機(jī)處一旦被接收即被添加時(shí)間戳，和/或 基于所述復(fù)合探測的時(shí)間戳值來估算數(shù)據(jù)包處理時(shí)間。
[0009] 前述
【發(fā)明內(nèi)容】
僅用于說明性并且不旨在以任何方式進(jìn)行限制。除上述示意性方 面、實(shí)施方式和特征外，通過參考附圖和以下詳細(xì)描述，另外的方面、實(shí)施方式和特征將變 得顯而易見。
【附圖說明】
[0010] 組合附圖，從以下描述及所附權(quán)利要求書，本公開的下述及其他特征將變得更加 明顯。理解的是，這些附圖僅描繪了根據(jù)本公開的幾個(gè)實(shí)施方式，并且因此將不被認(rèn)為限制 本公開的范圍，通過使用附圖，本公開的另外的特性及細(xì)節(jié)將被描述，其中：
[0011] 圖1是示意性示例網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的示意圖，其中端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間可以通 過估算端鏈路容量來測量；
[0012] 圖2示出在單跳路徑上數(shù)據(jù)包P的示例端對端單向延遲（OWD);
[0013] 圖3示出用于通過估算端鏈路容量測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間的復(fù)合探測的 概念性使用；
[0014] 圖4示出通用計(jì)算設(shè)備，其可以被用來實(shí)施通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的 數(shù)據(jù)包處理時(shí)間；
[0015] 圖5為示出用于可以由計(jì)算設(shè)備（如圖4中的設(shè)備）執(zhí)行的通過估算端鏈路容量 來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間的示例方法的流程圖；以及
[0016] 圖6示出示例計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的框圖，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品用于實(shí)施通過估算端 鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間；
[0017] 所有均按照本文描述的至少一些實(shí)施方式布置。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 在以下詳細(xì)說明中，參考附圖，附圖構(gòu)成本說明的一部分。在附圖中，除非上下文 另有指明，否則相同符號一般指代相同部件。在詳細(xì)說明、附圖以及權(quán)利要求書中描述的示 意性實(shí)施方式不意在限制。在不背離本文呈現(xiàn)的主題的精神或范圍的情況下，其他實(shí)施方 式可以被使用，并且可以做出其他改變。將很容易理解的是，如本文一般描述的以及在圖中 示出的本公開的方面可以以多種不同配置被布置、替換、組合、分離以及設(shè)計(jì)，所有這些都 在本文被清晰的構(gòu)思。
[0019] 除其他之外，本公開一般地涉及與通過估算端鏈路容量來測量端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處 理時(shí)間的方法、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0020] 簡要來說，一般地描述了用于測量遠(yuǎn)程連接的主機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間的技 術(shù)。根據(jù)一些示例，鏈路容量可以被測量來估算數(shù)據(jù)包處理時(shí)間（PPT)。被連接至主機(jī)的鏈 路的容量可以通過在主機(jī)接收到每個(gè)探測數(shù)據(jù)包后對每個(gè)探測數(shù)據(jù)包添加時(shí)間戳的主動 探測來測量。因此，PPT信息可以被包括在數(shù)據(jù)包接收處理以及數(shù)據(jù)包經(jīng)歷的由不同計(jì)算 應(yīng)用的類型限定的多個(gè)處理中，對數(shù)據(jù)包添加時(shí)間戳是涉及處理時(shí)間的處理的示例。
[0021] 圖1為根據(jù)本文描述的至少一些實(shí)施方式布置的示意性示例網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的示 意圖，其中，端主機(jī)的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間可以通過估算端鏈路容量來測量。
[0022] 示意圖100示出在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中多個(gè)不同主機(jī)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)110可以代表一個(gè)或多個(gè) 網(wǎng)絡(luò)，包括但不限于，有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、公共網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、安全網(wǎng)絡(luò)、不安全網(wǎng)絡(luò)。多 個(gè)主機(jī)設(shè)備，如臺式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)以及類似物，可以在網(wǎng) 絡(luò)110上與其他計(jì)算設(shè)備通信。
[0023] 在示例配置中，主機(jī)設(shè)備組106可以通過一個(gè)或多個(gè)專用設(shè)備（例如，路由器108) 和/或服務(wù)器104來訪問網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)112可以通過其他交換機(jī)、服務(wù)器和其他節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù) 包導(dǎo)向其目的地。在一些示例中，集中控制服務(wù)器可以管理網(wǎng)絡(luò)操作、冗余、可靠性、等等。 在其他示例中，網(wǎng)絡(luò)管理可以被分布在多個(gè)服務(wù)器上。
[0024] 一些帶寬和延遲測量方案涉及端對端路徑的鏈路容量的先驗(yàn)知識，其可以不是實(shí) 際假定。其他方案可以發(fā)送探測數(shù)據(jù)包但方式寬松，使得結(jié)果傾向于嘈雜和不準(zhǔn)確。這些 探測數(shù)據(jù)包的分散間隙（dispersion gap)可以包括關(guān)于端對端路徑的極少的信息。
[0025] 端主機(jī)（例如，工作站）的數(shù)據(jù)包處理時(shí)間（PPT)是在數(shù)據(jù)包到達(dá)主機(jī)的輸入隊(duì) 列（即，TCP/IP協(xié)議族的數(shù)據(jù)鏈路層）與數(shù)據(jù)包被應(yīng)用層處理時(shí)之間經(jīng)過的時(shí)間。在該時(shí) 間內(nèi)，在數(shù)據(jù)包在應(yīng)用層被添加時(shí)間戳前，數(shù)據(jù)包可以從端主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC)的輸 入隊(duì)列被傳輸至主存儲器。由于鏈路速率增加值比處理速度快，因此PPT在測量不同網(wǎng)絡(luò) 參數(shù)中扮演愈加明顯的作用。
[0026] 根據(jù)一些實(shí)施方式的系統(tǒng)可以在多跳網(wǎng)絡(luò)路徑上測量端主機(jī)（106)中的PPT。被 連接至端主機(jī)的鏈路（端鏈路）的容量測量可以基于使用復(fù)合探測的探測內(nèi)間隙測量。復(fù) 合探測可以是連續(xù)發(fā)送的一組兩個(gè)數(shù)據(jù)包，其中數(shù)據(jù)包的大小可以被預(yù)定義。在不同路徑 配置和/或高網(wǎng)絡(luò)擁塞條件下可以重復(fù)地進(jìn)行探測來增加測量的穩(wěn)健性。
[0027] 圖2示出根據(jù)本文描述的至少一些實(shí)施方式布置的單跳路徑上的數(shù)據(jù)包P的示例 端對端單向延遲（OWD)。
[0028] 單向延遲（OWD)測量是PPT可以很大程度上影響的參數(shù)的示例。示意圖200示出 源（src)主機(jī)220和目的（dst)主機(jī)230間在端對端路徑上的數(shù)據(jù)包P 224的單向延遲 (OWD)。如示意圖中所示，數(shù)據(jù)包P 224在OWD測量處理中可以在端主機(jī)（220, 230)穿過IP 協(xié)議棧的不同層。數(shù)