CN101636963A - 测试网络系统的数据通信性能的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

描述了用于测试网络系统的数据通信性能的机器可读介质、方法、装置以及系统。在某些实施例中，一种装置可包括第一信道，其通过第一连接与另一装置通信同步消息来使该装置的本地时钟与另一装置的另一本地时钟同步。该装置还包括第二信道，其分析该装置通过第二连接所执行的收发活动和该收发活动的时间戳，其中该时间戳基于该本地时钟建立。

Description

测试网络系统的数据通信性能的方法和装置
背景
开放系统互连(OSI)模型是开发作为开放系统互连倡议的一部分的通信和计算机网络协议设计的分层的抽象描述。它也被称为OSI七层模型：应用层(层7)、表示层(层6)、会话层(层5)、传输层(层4)、网络层(层3)、数据链路层(层2)以及物理层(层1)。数据链路层被进一步分成逻辑链路控制(LLC)子层和介质访问控制(MAC)子层。MAC数据通信协议可提供寻址和信道访问控制机制，它们使若干终端或网络节点在多点网络上通信成为可能。
附图简述
本文中所描述的本发明通过示例而非限制地在附图中示出。为说明的简单和清楚起见，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为清楚起见，某些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大。此外，在认为合适的地方，在附图中重复附图标记以指示相应或相似的元件。
图1示出通过局域网(LAN)以及无线局域网(WLAN)连接若干终端的网络系统的实施例。
图2示出终端的实施例。
图3示出测试网络系统的数据通信性能的方法的实施例。
详细描述
以下描述描述了用于测试网络系统的数据通信性能的技术。在以下描述中，陈述了诸如逻辑实现、伪代码、指定操作数的方法、资源划分/共享/复制实现、系统组件的类型和相互关系、以及逻辑划分/整合选择之类的多个具体细节，以提供对本发明的更透彻理解。然而，在没有这些具体细节的情况下也可实现本发明。在其它实例中，未详细示出控制结构、门级电路以及完整软件指令序列，以免使本发明难以理解。本领域技术人员利用所包括的描述将能在无需过度实验的情况下实现适当的功能。
在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表明所描述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但不一定每个实施例均包括该特定特征、结构或特性。而且，这些短语不一定指代同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为本领域技术人员知道结合无论是否明显描述的其它实施例实现这些特征、结构或特性。
本发明的实施例可实现在硬件、固件、软件或它们的组合中。本发明的实施例还可实现为机器可读介质上存储的指令，这些指令可由一个或多个处理器读取和执行。一种机器可读介质可包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或发送信息的任何机构。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存存储设备；以及其它。
图1示出网络系统1的实施例。如图所示，网络系统1可包括若干终端，例如终端10、终端11以及终端12。终端10-12可通过以太网连接13和/或无线连接14相互通信。终端的示例可包括大型计算机、小型计算机、个人计算机、便携式计算机、膝上型计算机以及用于收发和处理数据的其它设备。这里，“收发”可包括发送和/或接收。
图2示出如图1所示的终端的实施例。如图所示，终端(例如终端10)可包括硬件21和运行在硬件21上的软件，该软件包括操作系统22和应用程序23。
硬件21可包括网络接口，例如：以太网适配器211，其允许终端通过以太网连接13访问局域网(LAN)并与其它终端通信；以及WLAN适配器212，其允许终端通过无线连接14访问无线局域网(WLAN)并与其它终端通信。应当理解的是，硬件21可包括其它组件，例如一个或多个处理器、存储器以及其它I/O设备(例如键盘、鼠标、天线)，但为简单起见未在图2中描述它们。
操作系统22可控制终端执行的任务并管理系统资源以优化性能。操作系统22可包括控制以太网适配器执行的任务——诸如通过以太网连接13发送或接收以太网分组——的以太网设备驱动器221。以太网设备驱动器221还可包括时间戳逻辑2211，其基于该终端的本地时钟(未示出)对通过以太网适配器211发送/接收以太网分组加时间戳。
如图2所示，以太网适配器211和以太网设备驱动器221可形成用于局域网(LAN)的数据链路层(即层2)，其允许终端通过以太网连接13通信。层2可将来自上层(例如层3)的逻辑信息转化成可在物理层(即层1)上传送的实际电脉冲。层2还可包括逻辑链路控制(LLC)子层(未在图2中示出)和介质访问控制(MAC)子层(未在图2中示出)。
LLC子层可管理在网络的单个链路上的终端之间的通信。LLC通信协议可在允许多个较高层协议共享单个物理数据链路的数据链路层帧中定义多个字段。MAC子层可管理对物理介质的协议访问。MAC通信协议可提供寻址和信道访问控制机制，这使终端有可能在网络内进行通信。
操作系统22还可包括可构成层3-6的UDP/IP 223和套接字224。层3-6可连接在上层(即层7)与下层(即层2)之间，并执行从下层对上层的抽象化和隔离。
UDP/IP 223可基于UDP/IP协议将来自上层的数据封装，以供下层在网络上导航该数据。UDP/IP 223还可基于UDP/IP协议将来自下层的数据解包，以供上层与应用程序交互并为应用程序提供服务。应当理解的是，可使用例如TCP/IP之类的其它协议代替UDP/IP。
套接字224可“等于”网络接口(不是物理地，而是比喻地)，用来允许网络应用程序“插入”网络。进程可使用套接字224来通过传输协议与其它终端通信。
运行在操作系统22上的应用程序23可包括同步逻辑231，其使终端的本地时钟与网络系统1的其它终端的本地时钟同步，例如，与终端11和12的本地时钟(未示出)同步。可使用多种协议来实现该同步，例如精密时间协议(PTP)。
同步逻辑231可产生通过以太网连接13发送至其它终端的PTP消息。时间戳逻辑2211可对PTP消息从该终端到其它终端的发送加时间戳。同步逻辑231还可分析从其它终端接收到的PTP消息和接收PTP消息的时间戳，并基于分析结果调节要与其它终端的其它本地时钟同步的本地时钟。
操作系统22还可包括WLAN设备驱动器222，用来控制WLAN适配器212执行的任务，诸如通过无线连接14发送或接收无线分组。WLAN设备驱动器22还可包括时间戳逻辑2221，其用来基于该终端的本地时钟对无线分组的发送/接收加时间戳。
如图2所示，WLAN适配器212和WLAN设备驱动器222可构成层2，即使终端能够通过无线连接14进行通信的无线局域网(WLAN)的数据链路层。用于无线局域网的层2的功能类似于用于局域网的功能，从而为简单起见不再赘述。
操作系统22还可包括收集逻辑225，其可收集由终端收发的无线分组，并将这些无线分组在上层(层7)与下层(层2)之间传递。与UDP/IP 223和套接字224不同，收集逻辑225可在很少甚至不处理分组的情况下在上层与下层之间传递无线分组。
应用程序23还可包括处理逻辑232。处理逻辑232可分析由终端收发的无线分组和由WLAN设备驱动器记录的收发各个无线分组的时间戳。处理逻辑232可进一步分析从网络系统1上的其它终端接收的记录。这些记录可描述由其它终端进行的收发活动和每个收发活动的时间戳。
基于分析结果，处理逻辑232可检测层2和/或层1中是否存在任何问题，并优化用于层2和/或层1的协议。例如，处理逻辑232可基于该分析结果优化MAC通信协议和/或LLC通信协议。
可从图2和上述描述中看出，终端可包括两个信道：以太网信道24，用来使终端的本地时钟与网络系统上的其它终端的本地时钟同步；以及无线信道25，用来分析由终端和其它终端执行的收发活动、以及利用网络系统上的终端的同步时钟记录的每个收发活动的时间戳。
以太网适配器211、以太网设备驱动器221、UDP/IP 223、套接字224以及同步逻辑231可组成以太网信道24。WLAN适配器212、WLAN设备驱动器222、收集逻辑225以及处理逻辑232可组成无线信道25。在这种情形下，终端不仅可获得自身的收发性能，而且获得其它终端的收发性能，从而终端可检测网络中存在的任何收发问题，并优化网络系统的数据通信协议。
以太网信道24可通过无线信道25传送分组。例如，以太网信道24可将管理分组发送至无线信道25(例如处理逻辑232)，以指令无线信道25发送或接收无线分组。对于另一示例，以太网信道24可从网络系统上的其它终端接收收发活动的记录。
其它实施例可实现用于如图2所示的终端的其它技术。例如，除以太网技术之外，局域网可使终端能够基于诸如令牌环技术之类的其它技术进行通信。对于另一示例，无线信道25可使用类似于以太网信道24的层3-6的功能单元，而不是在很少或不进行数据处理的情况下传递无线分组。在这种情况下，处理逻辑232可检测在层3-6中以及在层1-2中是否存在任何问题。
图3示出测试网络系统的数据通信性能的方法的实施例。在框301中，终端(例如终端10)的以太网信道24可从/向网络中的其它终端(例如终端11-12)接收/发送同步消息。在框302中，以太网信道24的时间戳逻辑可对接收/发送同步消息加时间戳。在框303中，以太网信道24可基于同步消息和它们的时间戳使网络上的某些或全部终端的本地时钟同步。以太网信道24可使用诸如PTP协议之类的多种技术来执行该同步。
在框304中，终端(例如终端10)的无线信道25可从/向网络中的其它终端(例如终端11-12)接收/发送无线分组。在框305中，无线信道25可对接收/发送每个无线分组加时间戳。在框306中，无线信道25可从网络系统上的其它终端接收记录。该记录可描述由其它终端执行的接收/发送活动以及每个接收/发送活动的时间戳。
在框307中，终端可分析在框304-306中收集到的信息。例如，无线信道25可不仅分析由终端自身执行的接收/发送活动，还分析网络系统上的其它终端执行的接收/发送活动，以检测与网络系统所采用的数据通信协议有关的任何问题，或优化数据通信协议的机制。基于该分析结果，在框308中，无线信道25可优化数据通信协议并改善网络系统的数据通信性能。
虽然已经结合某些实施例描述了本发明，但应当理解的是，在不背离本领域技术人员容易理解的本发明的精神和范围的情况下，可采用修改和变型。这些修改和变型被认为在本发明和所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种装置，包括：
第一信道，其通过第一连接与另一装置通信同步消息来使所述装置的本地时钟与所述另一装置的另一本地时钟同步；以及
第二信道，其分析由所述装置通过第二连接所执行的收发活动和所述收发活动的时间戳，其中所述时间戳基于所述本地时钟建立。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二信道还分析从所述另一装置接收的记录，其中所述记录描述由所述另一装置通过所述第二连接所执行的另一收发活动和所述另一收发活动的另一时间戳，其中所述另一时间戳基于所述另一本地时钟建立。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一信道还通过所述第一连接从所述另一装置接收所述记录。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二信道还基于对所述收发活动、所述收发活动的时间戳、所述另一收发活动以及所述另一收发活动的另一时间戳的分析来优化介质访问控制(MAC)协议。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一连接是以太网连接，而所述第二连接是无线连接。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一信道使用精密时间协议(PTP)来使所述本地时钟与所述另一本地时钟同步。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一信道包括：
第一适配器，其将所述装置耦合至所述第一连接，并通过所述第一连接收发所述同步消息；
第一设备驱动器，其控制所述第一适配器，并对收发所述同步消息加时间戳以提供同步时间戳；以及
同步逻辑，其分析所述同步消息和所述同步时间戳，以使所述本地时钟与所述另一本地时钟同步。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二信道包括：
第二适配器，其将所述装置耦合至所述第二连接，并通过所述第二连接收发分组。
第二设备驱动器，其控制所述第二适配器，并对收发所述分组加时间戳以提供所述时间戳；以及
处理逻辑，其分析所述分组和所述时间戳，以优化介质访问控制(MAC)协议。
9.一种机器可读介质，其包括多个指令，所述指令在被执行时致使装置：
通过第一连接与另一装置通信同步消息来使所述装置的本地时钟与所述另一装置的另一本地时钟同步；以及
分析由所述装置通过第二连接所执行的收发活动和所述收发活动的时间戳，其中所述时间戳基于所述本地时钟建立。
10.如权利要求9所述的机器可读介质，其特征在于，所述多个指令还致使所述装置：
分析从所述另一装置接收的记录，其中所述记录描述由所述另一装置通过所述第二连接所执行的另一收发活动和所述另一收发活动的另一时间戳，其中所述另一时间戳基于所述另一本地时钟建立。
11.如权利要求10所述的机器可读介质，其特征在于，所述多个指令还致使所述装置：
通过所述第一连接从所述另一装置接收所述记录。
12.如权利要求10所述的机器可读介质，其特征在于，所述多个指令还致使所述装置：
基于对所述收发活动、所述收发活动的时间戳、所述另一收发活动以及所述另一收发活动的另一时间戳的分析来优化介质访问控制(MAC)协议。
13.如权利要求9所述的机器可读介质，其特征在于，所述第一连接是以太网连接。
14.如权利要求9所述的机器可读介质，其特征在于，所述第二连接是无线连接。
15.如权利要求9所述的机器可读介质，其特征在于，所述第一信道使用精密时间协议(PTP)来执行所述同步。
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