CN101145977A - 一种IP数据网Qos监测系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

一种IP数据网Qos监测系统，包括至少一个监测系统管理服务器和多个测量端点，包括一个或多个测量主机。基于该系统的测量方法，步骤是：A根据网络测量要求，在监测系统管理服务器上定义并启动测量任务；B监测系统管理服务器通过命令接口发送测量策略到测量端点或测量主机；C测量端点或测量主机收到测量策略后，对消息的来源进行认证和完整性进行检察；通过后，创建相应的测量任务进行测量，再执行D；未通过，则重新执行B；D测量端点或测量主机收集到测量数据后，传送到监测系统管理服务器；E监测系统管理服务器对测量的数据进行处理。本发明系统和方法能实时监测全网的Qos质量，为优化和提高承载网络的Qos质量提供了有效的测量依据。

Description

一种IP数据网Qos监测系统及其测量方法

技术领域

本发明涉及面向IP数据网的Qos(Quality of service，网络服务质量)测量技术，特别是一种IP数据网Qos监测系统及其测量方法，它可以实现IP网络端到端的Qos测量，实时的监测IP网络各节点Qos状态。

背景技术

随着电信技术的飞速发展，基于分组网络为承载网的软交换、3G等NGN(下一代网络)逐步得到广泛的应用。在NGN网络体系构架中，核心承载网采用分组网络承载，目前大多采用IP分组网络。IP分组网络是以尽力而为(BestEffort)的方式传送分组数据包，无法像传统的电路一样可以保证业务的服务质量。以IP分组网络承载业务时，由于IP承载网络的丢包、时延、抖动等情况，对业务造成影响，使得业务的质量无法得到保证。

IP数据网络中，通常有一系列的技术保证和优化承载网络的Qos，如：业务流分类、队列、拥塞管理等技术。但这些技术无法真正的保证承载网的Qos，而承载网的Qos对业务服务质量有很大的影响，在软交换和3G等下一代网络中，业务媒体流等对承载网有较严格的Qos要求。为了实现对承载网的优化和预防承载网Qos恶化时对业务的影响以及监测承载网故障情况，需要对IP数据网络进行测量。

对于IP数据网的Qos进行的测试按照是否引入测量数据流分为两类：主动测量模式和被动测量模式。主动测量模式需要在网络中加载测量数据流来，通过对特定数据流的分析评价网络质量，被动测量模式通过检测承载网络中的实际业务数据流分析评价网络质量。

目前也有一些测量技术，这些技术要么与承载网结合紧密要么与业务结合紧密，而且由于测量思路的问题，能同时测量的链路数量少，无法实时监测全网的Qos质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IP数据网Qos监测系统及其测量方法，解决现有测量方法和监测系统无法同时结合主动测量和被动测量方法的技术问题，它能实时监测全网的Qos质量，为优化和提高承载网络的Qos质量提供了有效的测量依据。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种IP数据网Qos监测系统，包括至少一个Mserver(监测系统管理服务器)和多个Endpoint(测量端点，简称：EP)，其特征是该系统还包括一个或多个Mhost(测量主机)；其中：

该Mserver根据网络测试要求定义测量任务、制定测量策略，再将测量策略向Mhost或Endpoint发送，并控制和监督测量任务的执行；以及收集Mhost或Endpoint反馈的测量数据，完成测量数据的存储和分析；

该Mhost接受Mserver发送的测量策略，发起和监控各Endpoint的测量任务；将采集到的各Endpoint的测量数据向Mserver发送；

该Endpoint内置于任何一个网元、承载网节点或Mhost中，其根据Mserver、Mhost或其他Endpoint下达的测量任务进行测量数据采集；将采集到的测量数据向管理服务器或Mhost发送。

该Mhost位于网络的汇聚节点或核心节点。

该Mhost以星型方式实时监测到全网重要节点/网元的网络状态。

该Mserver与Mhost、Endpoint具有两类接口，一类用于传送控制消息，另一类用于Mhost、Endpoint的测量数据。

所说的接口采用UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)方式。

一种IP数据网Qos测量方法，其特征是使用如上所述的监测系统，测量步骤如下：

A操作维护人员根据网络测量要求，在Mserver上定义测量任务，并启动测量任务；

B Mserver通过命令接口发送测量策略到Endpoint或Mhost；

C Endpoint或Mhost收到测量策略后，对消息的来源进行认证和完整性进行检察；通过后，创建相应的测量任务进行测量，再执行D；未通过，则重新执行B；

D Endpoint或Mhost收集到测量数据后，传送到Mserver

E Mserver对测量的数据进行处理。

在步骤E之后进一步包括步骤F：Mserver对测量结果超过承载业务要求时进行通知/告警。

所述步骤D中，若执行的是实时监测任务，则Mhost周期性地向被测目标发送仿真业务测量数据包；若执行的是故障定位策略任务，Mhost或Endpoint并发向被测端点发送各段链路测量数据包。

所述步骤E中的数据处理包括对测量数据进行排序、统计、按照任务定义的显示方式进行显示。

与其它测量技术相比，本发明系统和方法具有以下特点：

1、本发明中系统可以集成到IP数据设备、可以集成到软交换系统、3G通讯系统等系统中，用于监测承载网络状况和进行故障定位等测量，本系统具有很强的扩展性和通用性。

2、本发明系统可以模拟不同的业务流，普通IP数据流，媒体流，业务控制流等，完全与正常业务过程的数据流一致，可以测量真实的业务使用的Qos质量。

3、本发明系统可以利用实时监测中的星型链路策略方法，采用统计方法进行全网几乎所有链路的端到端的Qos监测。测量任务从原来的n2减少到n的倍数，n为链路数。

附图说明

图1为本发明的监测系统组成图；

图2为本发明应用于软交换系统的测量示意图；

图3为实时监测测量示意图；

图4为本系统测量流程图。

具体实施方式

请参阅图1，它是本发明一种IP数据网Qos监测系统的系统组成图。如图1所示：它包括有Mserver 101，EP(EndPoint) 102，Mhost 103。图中的虚线104是指，EP与Mhost、Mhost与Mhost、EP与EP之间的存在测量数据流，图中的105是指Mserver与Mhost或者Mserver与EP之间存在通信接口。其中：

该Mserver 101可以为运营网络中的网管设备或其它实体，其功能包括根据网络测试要求定义测量任务、制定测量策略，再将测量策略向Mhost 103或Endpoint发送，并控制和监督测量任务的执行；以及收集Mhost 103或Endpoint102反馈的测量数据，完成测量数据的存储和分析；

该Mhost 103可分布于被测承载网的不同节点位置，其功能包括接受Mserver 101发送的测量策略，发起和监控各Endpoint 102的测量任务；将采集到的各Endpoint 102的测量数据向Mserver 101发送；进一步说：多个Mhost103分布于被测承载网的不同节点位置，运行于各Mhost 103上的测量数据采集程序会在测量服务器的统一调度下相互协作，完成每一个Mhost 103到各Endpoint之间的丢包率、时延及时延抖动的Qos参数的测量，必要时对采集到的数据进行一些分析与处理，并在适当的时刻将测得的结果反馈给Mserver101，从而达到监控承载网的基本Qos数据的目的。

该Endpoint 102可内置于任何一个网元、承载网节点、Mhost 103中，其功能包括根据Mserver 101、Mhost 103、其他Endpoint 102下达的测量任务进行测量数据采集；将采集到的测量数据向管理服务器或Mhost 103发送。

本发明系统中，Mhost 103可以位于网络的汇聚节点或核心节点，具有Endpoint的一般功能，并以星型方式实时监测到全网重要节点/网元的网络状态。它可以同时发起数千个实时监测任务，可以同时监测全网主要链路，通过统计分析，得到全网端到端的网络状态。当Mhost在实时监测中，对端的设备并不一定是endpoint，也可以是另一个Mhost。

系统中Mserver 101与Mhost 103或Endpoint 102有两类接口，一类用于传送控制消息，包括，测量任务的启动，停止，测量任务的改变，测量任务的执行状态等。另一类用于接收测量设备(Mhost 103或Endpoint 102)的测量结果(原始数据)。这些接口采用UDP方式，采用自定义消息结构，已是规范化接口，便于测量设备之间的互通。

以下通过将本系统应用于软交换网络的Qos监测实施例来进一步介绍本发明系统和方法：

请参阅图2，它是本发明监测系统用于软交换网络的Qos监测时的情形。如图所示：该Mserver可以独立存在也可以集成到网管中；EP内置到各类设备中，如软交换控制设备，信令网管，中继网关，接入网关以及其他设备中；Mhost单独存在，用于测量到系统中其它设备的链路状态。Mserver通过传送控制命令接口发送测量命令给EP(EndPoint)设备或者mhost，由这些设备完成相应得测量，并将测量结果回送给Mserver。

图3中描述了本发明中的实时监测测量的情况，Mserver发送实时检测的命令给Mhost，Mhost发起到其它所有设备的实时检测测量，Mhost部署在汇聚节点或核心节点，根据mhost到各节点的情况，统计预测其它各节点之间的网络状态，因此，Mhost在实时监测中起到了非常重要的作用。

再请参阅图4，本发明系统的测量过程如下：

步骤201，操作维护人员根据网络测量要求，在Mserver上定义测量任务，可以定制实时监测、故障定位、以及其它自定义测量任务，以及测量任务中的相关参数，包含测量流模拟的业务类型，测量任务时间相关的策略等，任务创建后，显示在任务列表中。

步骤202，在Mserver上启动测量任务后，Mserver通过命令接口向Endpoint或Mhost发送策略任务启动消息，Mserver发送命令消息时，需要对消息的来源和消息的完整性进行保护；

步骤203，Endpoint或Mhost收到测量策略后，对消息的来源进行认证和完整性进行检验，检查测量任务参数等约束条件，通过后创建相应得测量任务进行测量。

步骤204，Endpoint或Mhost发送响应给Mserver，否则Mserver将重新请求。

步骤205，如果是实时监测任务，Mhost周期性的向被测目标发送仿真业务测量数据包，该仿真业务流量模型测量当前网络承载业务时对业务服务质量的影响；如果是故障定位策略任务，Mhost或EndPoint并发向被测端点发送各段链路测量数据包，用于在故障发生时检测网络的路径中哪一段的Qos质量不符合要求或出现其它故障(链路断等)。

步骤206，Mhost或EndPoint将测量结果排序后，通过测量结果传送接口可靠的发送给Mserver；其它测试任务类似；测量任务执行时按照Mserver定义的参数严格执行。

步骤207，Mserver接收到测量结果后，对测量结果进行排序，统计，按照任务定义的显示方式进行显示。

步骤208，Mserver对测量结果超过承载业务要求时进行通知/告警，同时提供接口通告给业务系统。

如上所述，本发明的系统和方法可以应用于软交换系统或者3G系统中对网络质量的监测，为业务层提供业务控制、承载网络优化的依据。

Claims (9)

1.一种IP数据网Qos监测系统，包括至少一个监测系统管理服务器和多个测量端点，其特征是该系统还包括一个或多个测量主机；其中：

该监测系统管理服务器根据网络测试要求定义测量任务、制定测量策略，再将测量策略向测量主机或测量端点发送，并控制和监督测量任务的执行；以及收集测量主机或测量端点反馈的测量数据，完成测量数据的存储和分析；

该测量主机接受监测系统管理服务器发送的测量策略，发起和监控各测量端点的测量任务；将采集到的各测量端点的测量数据向监测系统管理服务器发送；

该测量端点内置于任何一个网元、承载网节点或测量主机中，其根据监测系统管理服务器、测量主机或其他测量端点下达的测量任务进行测量数据采集；将采集到的测量数据向管理服务器或测量主机发送。

2.根据权利要求1所述的IP数据网Qos监测系统，其特征是该测量主机位于网络的汇聚节点或核心节点。

3.根据权利要求2所述的IP数据网Qos监测系统，其特征是该测量主机以星型方式实时监测到全网重要节点/网元的网络状态。

4.根据权利要求1或2或3所述的IP数据网Qos监测系统，其特征是该监测系统管理服务器与测量主机、测量端点具有两类接口，一类用于传送控制消息，另一类用于测量主机、测量端点的测量数据。

5.根据权利要求4所述的IP数据网Qos监测系统，其特征是所说的接口采用用户数据报协议UDP方式。

6.一种IP数据网Qos测量方法，其特征是使用如权利要求1所述的监测系统，测量步骤如下：

A操作维护人员根据网络测量要求，在监测系统管理服务器上定义测量任务，并启动测量任务；

B监测系统管理服务器通过命令接口发送测量策略到测量端点或测量主机；

C测量端点或测量主机收到测量策略后，对消息的来源进行认证和完整性进行检察；通过后，创建相应的测量任务进行测量，再执行D；未通过，则重新执行B；

D测量端点或测量主机收集到测量数据后，传送到监测系统管理服务器；

E监测系统管理服务器对测量的数据进行处理。

7.根据权利要求6所述的IP数据网Qos测量方法，其特征是在步骤E之后进一步包括步骤F：监测系统管理服务器对测量结果超过承载业务要求时进行通知/告警。

8.根据权利要求6或7所述的IP数据网Qos测量方法，其特征是所述步骤D中，若执行的是实时监测任务，则测量主机周期性地向被测目标发送仿真业务测量数据包；若执行的是故障定位策略任务，测量主机或测量端点并发向被测端点发送各段链路测量数据包。

9.根据权利要求6或7所述的IP数据网Qos测量方法，其特征是所述步骤E中的数据处理包括对测量数据进行排序、统计、按照任务定义的显示方式进行显示。

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