CN101123584B - 一种测量ip链路丢包情况的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量IP链路丢包情况的方法，包括以下步骤：接收来自发送端设备的定界包，所述定界包中携带发送端设备发送的IP数据包数量；统计接收到的IP数据包数量；将所述接收到的IP数据包数量与所述定界包中的数量比较，确定IP链路丢包情况。本发明还公开了一种测量IP链路丢包情况的设备。本发明的实施例中，通过发送定界包，确定应该收到的IP数据包数量，并与实际收到的IP数据包数量比较，获得是否有IP数据包丢失的情况。

Description

一种测量IP链路丢包情况的方法及设备

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种测量IP链路丢包情况的方法及设备。

背景技术

无线接入网网元之间包括多种接口，如：CDMA(Code Division MultipleAccess，码分多址接入)2000网络的Abis和A3/A7接口，WCDMA(WidebandCDMA，宽带CDMA)网络的Iub、Iur接口等。其中，CDMA 2000中的Abis接口用于连接BTS(Base Transceiver Station，基站)与BSC(Base StationController，基站控制器)；A3/A7接口用于BSC与其它BSC进行连接。WCDMA中的Iub接口用于连接RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)与NodeB(基站)；Iur接口用于RNC与其它RNC连接。

无线接入网的传输承载方式正逐步向IP化演进。IP传输包括5个协议层，从下至上分别为：物理层(层1)、数据链路层(层2)、网络层(层3)、传输层(层4)、应用层(层5)。无线接入网各接口采用IP传输后，可以通过IP/PPP(Point to Point Protocol，点对点协议)/E1方式直连，也可能存在层2、层3组网。由于无线基站分布广泛，所以微波、卫星、DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线路)等传输方式在无线接入网中存在大量应用。相对光传输，微波、卫星、DSL等方式的传输误码率高、易受外界环境影响，传输质量不稳定。在影响无线业务服务质量的多种因素中，接入网的地面传输质量是重要因素之一，所以对无线运营商来说，必须清楚了解传输承载网络的服务质量。IP/PPP/E1直连方式可通过E1误码率得到传输质量，如果采用层2、层3组网，就需要通过层3的传输质量来反映IP承载网络的质量。

IP链路是指由源IP地址、目的IP地址构成的二元组标识出来的层3连接。IP数据包头结构如表1所示，包括：版本、Internet头长度、服务类型、总长度、标识、分段标志、分段偏移、生存时间、协议、校验和、源IP地址、目的IP地址和填充位，可见不含有序号字段。由于IP数据包头中没有序号字段，因此无法通过IP数据包头(层3)携带的信息得到丢包情况，需要在IP链路(层3)之上增加序号来得到丢包情况，例如在层4或层5中加序号。

表1：

版本

头长   度

服务   类型

总长   度

标识

分段   标志

分段   偏移

生存   时间

协议

校验   和

源IP   地址

目的IP   地址

填充

如果传输层(层4)采用非面向连接的UDP协议(User Datagram Protocol，用户数据报协议)，则需要通过应用层(层5)增加序号。UDP报文格式如表2所示，报头由四个16位长的字段组成，分别表明该报文的源端口、目的端口、报文长度以及校验和，可见不含有序号字段。

表2：

如果传输层采用面向连接的TCP协议(transmission control protocol，传输控制协议)，TCP的超时重传机制通过TCP头的“顺序号”、“确认号”字段可以得到连接的丢包情况。TCP报文格式如表3所示，包括：源端口号：用于标识源主机；目的端口号：用于标识目的主机；顺序号：用来标识从TCP源端向TCP目的端发送的数据字节流，表示在这个报文段中的第一个数据字节的顺序号；确认号：包含发送确认的一端所期望收到的下一个顺序号；TCP报头长度：给出报头中字节的数目；保留位；控制位：在TCP报头中有6个标志比特，依次为URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN；窗口大小：数据字节数，表示从确认号开始，本报文的源方可以接收的字节数，即源方接收窗口大小；校验和：此校验和是针对整个的TCP报文段，包括TCP头部和TCP数据；紧急指针：只有当URG标志置1时紧急指针才有效；选项：最常见的可选字段是最长报文大小；数据：TCP报文段中的数据部分是可选的。

表3：

其中，标志比特中URG：为1表示紧急指针有效，为0则忽略紧急指针值。ACK：为1表示确认号有效，为0表示报文中不包含确认信息，忽略确认号字段。PSH：为1表示带有PUSH标志的报文段，指示接收方应该尽快将这个报文段交给应用层而不用等待缓冲区装满，为0时代表等待缓冲区装满才将这个报文段交给应用层。RST：用于复位由于主机崩溃或其它原因而出现错误的连接。RST还可以用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。一般情况下，如果收到一个RST为1的报文，那么一定发生了某些问题；如果RST为0，则没有问题。SYN：同步序号，为1表示连接请求，用于建立连接和使顺序号同步；为0则不需要建立连接。FIN：用于释放连接，为1表示发送方已经没有数据发送，即关闭本方数据流；为0表示发送方有数据发送。

由于层4、层5面向的是应用层的流，所以通过在层4、层5中增加序号，只能得到应用层流的丢包情况，而不能得到IP链路的丢包情况。

发明内容

本发明实施例提供一种测量IP链路丢包情况的方法、系统及设备，该方法、系统及设备能够检测IP链路的丢包情况。

本发明实施例提供了一种测量IP链路丢包情况的方法，包括以下步骤：

接收来自发送端设备的定界包，所述定界包中携带发送端设备发送的IP数据包数量，所述定界包中携带的IP数据包数量包括：前一个统计周期内接收的IP数据包数量、或者前多个统计周期内接收的IP数据包数量，或者是累积接收的IP数据包；

统计接收到的IP数据包数量；

将所述接收到的IP数据包数量与所述定界包中携带的IP数据包数量比较，确定IP链路丢包情况。

本发明实施例还提供了一种测量IP链路丢包情况的方法，包括以下步骤：

向接收端设备发送定界包，所述定界包中携带发送端设备发送的IP数据包数量；

接收所述接收端设备返回的定界包，所述返回的定界包中进一步携带前一个统计周期内接收的IP数据包数量、或者前多个统计周期内接收的IP数据包数量，或者是累积接收的IP数据包总数；

将所述定界包中携带的接收到的IP数据包数量与发送的IP数据包数量比较，确定IP链路丢包情况。

本发明还提供了一种测量IP链路丢包情况的发送端设备，包括：

发送数据包统计模块，用于统计预设统计周期内发送的IP数据包数量；

定界包生成模块，用于生成定界包，所述定界包内携带所述发送的IP数据包数量；

定界包发送模块，用于发送所述定界包；

所述发送数据包统计模块具体包括：

单周期统计子模块，用于统计发送定界包前一个周期发送的IP数据包；或

多周期统计子模块，用于统计发送定界包前多个周期发送的IP数据包；或

全部周期统计子模块，用于统计发送定界包前发送的全部IP数据包。

本发明还提供了一种测量IP链路丢包情况的接收端设备，包括：

定界包接收模块，用于接收来自其它终端的定界包，所述定界包携带发送的IP数据包的数量；；

接收数据包统计模块，用于统计接收的IP数据包数量；

数据包丢失确定模块，用于根据统计的数量与接收的定界包中的数量，确定IP数据包是否丢失；

所述接收数据包统计模块具体包括：

单周期统计子模块，用于统计接收所述定界包前一个周期收到的IP数据包；或

多周期统计子模块，用于统计接收定界包前多个周期收到的IP数据包；或

全部周期统计子模块，用于统计接收定界包前收到的全部IP数据包。

本发明的实施例中，通过发送定界包，确定应该收到的IP数据包数量，并与实际收到的IP数据包数量比较，判断是否有IP数据包丢失，因而能够检测IP链路的丢包情况。

 附图说明

图1是本发明实施例一中测量IP链路丢包情况的方法流程图；

图2是本发明实施例二中测量IP链路丢包情况的方法流程图；

图3是本发明实施例三中定界包传输示意图；

图4是本发明实施例五中测量IP链路丢包情况的系统结构图；

图5是本发明实施例六中测量IP链路丢包情况的系统结构图。

具体实施方式

本发明实施例一提供了一种测量IP链路丢包情况的方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤s101，接收端设备接收来自发送端设备的定界包，该定界包中携带发送端设备发送的IP数据包数量，该数量为发送端设备发送定界包之前发送的IP数据包数量。

具体实现过程包括：发送端设备按照预设统计周期向接收端设备发送定界包。定界包中携带包序号、发送端设备发送的IP数据包数量等信息，例如：前一个或多个统计周期内发送的IP数据包数量，或者是累积发送的IP数据包总数等。当一个发送端设备需要向多个接收端设备发送IP数据包时，需要根据接收端设备目的地址对发送的IP数据包进行分类，对发送到不同目的地址的IP数据包数量分别统计，加入到对应的定界包中。

步骤s102，接收端设备统计接收到的IP数据包数量。接收端设备可以统计接收到定界包前一个或多个统计周期内实际接收到的IP数据包数量、或者是累积发送的IP数据包总数。

步骤s103，接收端设备将接收到的IP数据包数量与定界包中的数量比较确定IP链路丢包情况。如果统计接收到的IP数据包数量与定界包中携带的IP数据包数量相同，则说明IP链路中没有丢包。如果统计接收到的IP数据包数量与定界包中携带的IP数据包数量不同，则说明IP链路中存在IP数据包丢失的情况。其中发送端设备发送的IP数据包数量所用的统计周期与接收端设备统计接收的IP数据包数量的统计周期相对应。

定界包的传输可以采取以下方案：

一种是定界包发送时需要复制多份同时发送，即可以将定界包复制成多个，组成定界包组进行冗余发送。由于连续丢多个周期的定界包的可能性非常小，因此可大大降低定界包丢失对统计的影响。

另一种方案是定界包内包含前几个统计周期内发送的IP数据包数量，或者是累积发送的IP数据包总数。对于采用第二种方案的情况，定界包丢失对接收端设备来说只是统计周期发生变化，完全不会影响IP链路中IP数据包丢失统计的准确性。

另外，在发送端设备和接收端设备都需要一个启动IP数据包统计的机制，例如，发送端设备发送第一定界包或定界包组时，统计预设统计周期内已发送的IP数据包；接收端设备接收到该第一定界包或定界包组时，统计在该预设统计周期内接收到的IP数据包数量。

本发明实施例二提供了一种测量IP链路丢包情况的方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤s201，发送端设备向接收端设备发送定界包。该定界包中携带发送端设备发送的IP数据包数量，该数量为发送端设备发送定界包之前发送的IP数据包数量。

步骤s202，发送端设备获取接收端设备返回的定界包，该返回的定界包中进一步携带接收端设备接收到的IP数据包数量。其中，定界包中携带的接收到的IP数据包数量包括：前一个统计周期内接收的IP数据包数量、或者前多个统计周期内接收的IP数据包数量，或者是累积接收的IP数据包总数。

步骤s203，发送端设备将定界包中携带的接收到的IP数据包数量与发送的IP数据包数量比较，确定IP链路丢包情况。如果定界包中携带的接收到的IP数据包数量与发送的IP数据包数量相同，则IP链路没有丢包；如果定界包中携带的接收到的IP数据包数量与实际发送的IP数据包数量不同，则IP链路存在丢包情况。其中计算定界包中携带的接收到的IP数据包数量所用的统计周期与发送端设备计算发送的IP数据包数量的统计周期相对应。

本发明具体实施例三，以一个发送端设备和一个接收端设备的情况为例。发送端设备定时向接收端设备发出一个或多个定界包，一般建议采用固定的时间间隔发送定界包，这样得到的统计结果更具有可比性。当然，也可以定量发送定界包，即发出一定数量IP数据包后发送定界包。其中，定界包内带有序号、发送端设备发送出的IP数据包数量等信息，例如：上一个或多个统计周期内发送的IP数据包数量，或者是累积发送的IP数据包总数等。发送端设备要确保定界包发出之前不能有未统计到的IP数据包；接收端设备则在收到特定的定界包后，应立即查看统计接收数据包的计数器，要确保在查看计数器的时候，不会有下一个统计周期的IP数据包被计数。

具体示意图参考图3，IP数据包的发送端设备每隔1分钟产生一个定界包，如带有编号N、N+1、N+2的IP数据包。定界包里携带前1分钟发出的IP数据包数量，N+1定界包里携带的数量是4，N+2定界包里带的数量是5。接收端设备收到定界包后，对比定界包里携带的包数与接收端设备实际收到的IP数据包统计数量，确定传输途中的丢包情况。接收端设备收到编号N+1的定界包，定界包里带的IP数据包数量是4，查看实际收到的IP数据包数量也是4个，因此在这个统计周期内没有丢包；接收端设备收到编号N+2的定界包，定界包里带的IP数据包数量是5，查看实际收到的IP数据包数量是4个包，由此可知在这个统计周期内传丢了一个IP数据包。

本发明具体实施例四，以多个发送端设备和多个接收端设备的情况为例。IP数据包的发送端设备根据目的IP地址做发包数量统计，生成针对不同目的地址的定界包，针对不同目的地址的定界包各自编号，发送到对应的接收端设备。IP数据包的接收端设备根据源IP地址进行接收IP数据包数量统计，对来自不同源IP地址的IP数据包和定界包进行分类处理，分别统计比较，确定来自不同源的传输路径丢包的情况。

本发明实施例五还提供了一种测量IP链路丢包情况的系统，如图4所示，包括：发送端设备100和接收端设备200。其中，发送端设备100具体包括发送数据包统计模块110，用于统计预设统计周期内发送的IP数据包数量；定界包生成模块120，用于生成定界包，定界包内携带发送的IP数据包数量；定界包发送模块130，用于发送定界包。

发送数据包统计模块110可以包括：单周期统计子模块，用于统计发送定界包前一个周期发送的IP数据包。

发送数据包统计模块110可以包括：多周期统计子模块，用于统计发送定界包前多个周期发送的IP数据包。

发送数据包统计模块110可以包括：全部周期统计子模块，用于统计发送定界包前发送的全部IP数据包。

接收端设备200具体包括：定界包接收模块210，用于接收来自其它终端，如发送端设备的定界包；接收数据包统计模块220，用于统计接收的IP数据包数量；数据包丢失确定模块230，用于将统计的数量与接收的定界包中的数量进行比较，确定IP数据包是否丢失。如果统计的数量与接收的定界包中的数量相同，则可确定IP数据包没有丢失；如果统计接收到的IP数据包数量与定界包中携带的IP数据包数量不同，则说明IP链路存在丢包情况。

接收数据包统计模块220可以包括：单周期统计子模块，接收定界包前一个周期收到的IP数据包。

接收数据包统计模块220可以包括：多周期统计子模块，接收定界包前多个周期收到的IP数据包。

接收数据包统计模块220可以包括：全部周期统计子模块，接收定界包前收到的全部IP数据包。

本发明实施例中可以不在接收端设备比较定界包中携带的IP数据包数量与实际接收IP数据包数量，确定IP链路丢包情况，而是通过向发送端设备上报增加了接收端设备统计接收到的IP数据包数量的定界包，由发送端设备确定IP链路丢包情况。如图5所示，接收端设备200还包括统计结果上报模块240，用于将统计接收的IP数据包数量增加到定界包中上报给发送端设备，供所述发送端设备确定IP链路丢包情况，此时数据包丢失确定模块230不用。发送端设备100还包括：统计结果接收模块140，用于获取接收端设备返回的定界包，该返回的定界包中进一步携带接收到的IP数据包数量；丢包确定模块150，用于将返回的定界包中携带的接收端设备接收到的IP数据包数量与发送端设备发送的IP数据包数量比较，确定IP链路丢包情况。如果该接收端设备接收到的IP数据包数量与发送端设备发送的IP数据包数量相同，则说明IP链路中没有丢包；如果接收端设备接收到的IP数据包数量与发送端设备发送的IP数据包数量不同，则说明在IP链路中存在IP数据包丢失的情况。

一般情况下，发送端设备与接收端设备的功能可以集成在同一设备上。

本发明的实施例中，通过发送定界包，确定应该收到的IP数据包数量，并与实际收到的IP数据包数量比较，判断是否有IP数据包丢失，因而能够实时检测IP链路的丢包情况。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种测量IP链路丢包情况的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收来自发送端设备的定界包，所述定界包中携带发送端设备发送的IP数据包数量，所述定界包中携带的IP数据包数量包括：前一个统计周期内接收的IP数据包数量、或者前多个统计周期内接收的IP数据包数量，或者是累积接收的IP数据包；

统计接收到的IP数据包数量；

将所述接收到的IP数据包数量与所述定界包中携带的IP数据包数量比较，确定IP链路丢包情况。

2.如权利要求1所述测量IP链路丢包情况的方法，其特征在于，所述将接收到的IP数据包数量与所述定界包中的数量比较确定IP链路丢包情况具体包括：

如果统计接收到的IP数据包数量与定界包中的数量相同，则IP链路没有丢包；

如果统计接收到的IP数据包数量与定界包中的数量不同，则IP链路存在丢包情况。

3.如权利要求1所述测量IP链路丢包情况的方法，其特征在于，将所述定界包复制成多个，组成定界包组进行冗余发送。

4.如权利要求3所述测量IP链路丢包情况的方法，其特征在于，所述定界包或定界包组中携带包序号。

5.如权利要求1所述测量IP链路丢包情况的方法，其特征在于，所述发送的IP数据包数量根据接收端设备目的地址分类，加入到发送到不同目的地址接收端设备的定界包中。

6.一种测量IP链路丢包情况的方法，其特征在于，包括以下步骤：

向接收端设备发送定界包，所述定界包中携带发送端设备发送的IP数据包数量；

接收所述接收端设备返回的定界包，所述返回的定界包中进一步携带前一个统计周期内接收的IP数据包数量、或者前多个统计周期内接收的IP数据包数量，或者是累积接收的IP数据包总数；

将所述定界包中携带的接收到的IP数据包数量与发送的IP数据包数量比较，确定IP链路丢包情况。

7.如权利要求6所述测量IP链路丢包情况的方法，其特征在于，所述确定IP链路丢包情况具体包括：

如果所述定界包中携带的接收到的IP数据包数量与发送的IP数据包数量相同，则IP链路没有丢包；

如果所述定界包中携带的接收到的IP数据包数量与发送的IP数据包数量不同，则IP链路存在丢包情况。

8.一种测量IP链路丢包情况的发送端设备，其特征在于，包括：

发送数据包统计模块，用于统计预设统计周期内发送的IP数据包数量；

定界包生成模块，用于生成定界包，所述定界包内携带所述发送的IP数据包数量；

定界包发送模块，用于发送所述定界包；

所述发送数据包统计模块具体包括：

单周期统计子模块，用于统计发送定界包前一个周期发送的IP数据包；或

多周期统计子模块，用于统计发送定界包前多个周期发送的IP数据包；或

全部周期统计子模块，用于统计发送定界包前发送的全部IP数据包。

9.如权利要求8所述测量IP链路丢包情况的发送端设备，其特征在于，还包括：

统计结果接收模块，用于获取接收端设备返回的定界包，所述返回的定界包中进一步携带接收到的IP数据包数量；

丢包确定模块，用于将所述定界包中携带的接收到的IP数据包数量与发送的IP数据包数量比较，确定IP链路丢包情况。

10.一种测量IP链路丢包情况的接收端设备，其特征在于，包括：

定界包接收模块，用于接收来自其它终端的定界包，所述定界包携带发送的IP数据包的数量；

接收数据包统计模块，用于统计接收的IP数据包数量；

数据包丢失确定模块，用于根据统计的数量与接收的定界包中的数量，确定IP数据包是否丢失；

所述接收数据包统计模块具体包括：

单周期统计子模块，用于统计接收所述定界包前一个周期收到的IP数据包；或

多周期统计子模块，用于统计接收定界包前多个周期收到的IP数据包；或

全部周期统计子模块，用于统计接收定界包前收到的全部IP数据包。

11.如权利要求10所述测量IP链路丢包情况的接收端设备，其特征在于，还包括统计结果上报模块，用于将统计接收的IP数据包数量增加到定界包中，并返回给发送端设备。

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