CN101808016B - IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法及系统，由源端A、IPv6下DiffServ区域和目的端B组成，将测试源端A和目的端B与待测IPv6下DiffServ区域需测量的两个网络端点相连，分别建立其报文信息表TA、TB并配置测量所需的相关参数信息；源端A按指数分布序列向目的端B发送包含IPv6目标选项扩展头报文构成的测试业务流，并将报文信息记录到信息表TA中，目的端B若在约束时间内收到测试报文则构造反向报文发送给源端A，否则丢弃该报文；目的端B分别维护的报文信息表TA、TB，对信息表进行查询、计算，将性能评价指标量化。本发明扩展报头中记录了时间戳和测试报文序号信息，为测量提供保障，测量过程的可控性较高，测试速度快。

Description

IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法及系统

技术领域

本发明涉及网络测量技术，尤其涉及IPv6环境下DiffServ区域端到端网络性能的测量方法和系统。

背景技术

随着Internet的迅猛发展和多媒体通信技术的进步，IP网络的服务质量(QoS)已经变得极为重要。由于不同类型的业务具有不同的业务特性和服务质量要求，需要网络能够提供相应的机制，使其能够在高效地提高资源利用率的同时保证不同类型业务的QoS。目前主要的QoS体系结构有两种：集成服务(InterServ)和区分服务(DiffServ)。InterServ面向动态虚电路，依赖于网络流状态，复杂性高，可扩展性、鲁棒性和实现难度大，发展逐渐受阻；DiffServ业务模型定义了一种具有较高扩展性的QoS实现方法，改变了网络处理不同业务类流量的方式，具有伸缩性较好以及容易实现等优点，是Internet QoS发展的重要方向。

随着Internet的扩展和新应用的不断推出，IPv4网络在地址空间紧缺、端到端网络的安全等方面越来越显示出局限性，因此IETF在20世纪90年代提出IPv6协议的推荐版本，IPv6作为替代IPv4的下一代网络被逐步推进普及。IPv6不仅具有全新的报文结构、巨大的地址空间和全新的地址配置方式，同时也为QoS机制提供了更好支持。

DiffServ区域参数测量目的是用测量手段取得网络的性能和QoS指标。网络的QoS管理、维护、控制和计费都需要QoS参数测量的支持。目前，DiffServ区域端到端网络性能主要有两类测量方法。一种是通过在网络一端向待测网络中发送大量测试数据流，然后，沿通路各主要节点为测量监视此测试业务流，对多个参数进行统计、计算。涉及使用IPv6时间戳扩展报文头来记录报文经过每一跳路由器的当前时间，根据多个探测报文的时间戳序列得到链路利用率的方法。这种方法存在两大缺陷：一方面，所发送的测试数据流由于并没有经过流聚类，对待测网络本身的流量会造成影响，使测试结果失真；另一方面，这种方法在操作中由沿通路各主要节点对每个QoS指标进行逐个测试，测量不但耗费时间，而且使用户难以对网络性能有整体把握。另一种方法是基于路由器的被动测量方法，即通过路由器网管软件的接口，直接获取路由器软件的统计数据。该方法具有较高的测量精度，但必须具备网络的管理权，特别是对于某些跨越多个运营商的网络测量，该方法显得很不灵活，局限性比较突出。

申请号为200610144203.3、名称为“IPv6网络链路利用率测量方法、测量装置及IPv6网络路由器”的专利申请公开了使用IPv6时间戳扩展报文头来记录报文经过每一跳路由器的当前时间，根据多个探测报文的时间戳序列得到链路利用率，但其缺陷是：未公开给出IPv6报文头中时间戳信息具体的扩展方法，也未涉及利用IPv6目标选项扩展报文头构造测试报文的方法、以及DiffServ区域网络性能测试方法。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的缺陷，提供了一种IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法，可对IPv6下DiffServ区域端到端网络性能进行快速准确的测量，能反映出整体网络性能。

本发明的另一目的是提供一种该测量方法的系统，结构简单，具有很好的灵活性，易于实施。

本发明测量方法采用的技术方案是：由源端A、IPv6下DiffServ区域和目的端B组成，IPv6下DiffServ区域由若干边缘节点和若干个核心节点构成；所述源端A由测量控制模块、报文处理模块、业务流处理模块、信息表维护模块、统计计算模块组成，目的端B由控制模块、另一报文处理模块和另一信息表维护模块构成。

本发明测量系统采用的技术方案是：将测试源端A和目的端B与待测IPv6下DiffServ区域需测量的两个网络端点相连，分别建立其报文信息表TA、TB并配置测量所需的相关参数信息；源端A按指数分布序列向目的端B发送包含IPv6目标选项扩展头报文构成的测试业务流，并将报文信息记录到信息表TA中，目的端B若在约束时间内收到测试报文则构造反向报文发送给源端A，否则丢弃该报文；收集存储在源端A、目的端B分别维护的报文信息表TA、TB，对信息表进行查询、计算，将性能评价指标量化，得出反映IPv6下DiffServ区域端到端网络整体性能指标。

本发明的有益效果是：

1、充分利用IPv6和DiffServ结构特点，利用IPv6目标选项扩展报文头构造测试报文的方法，构造由仅供目标节点处理的IPv6扩展报文构成的测试报文和业务流，扩展报头中记录了时间戳和测试报文序号信息，为测量提供保障。

2、不需要对路由器进行改造，也不需要网络运营商公开内部网络拓扑和设备配置等资料，只需网络两端部署系统，使测量技术获得网络节点更多的支持。

3、对测量过程的可控性比较高，同时又不影响网络节点的性能；

4、测试速度快，设定的指标体系能反映出整体网络性能，利于用户从整体上把握DiffServ区域网络性能，同时可以利用测量结果进行其他网络参数的推测。

附图说明

图1为本发明测量系统的结构图；

图2为本发明测量方法的总流程图；

图3为本发明中测试报文的IPv6报头结构；

图4为IPv6目标选项扩展报头结构；

图5为图4扩展报头中带有时间戳和测试报文序号信息的的选项字段结构；

图6为本发明测量方法中测试业务流组成原理图；

图7为本发明实施例1的网络结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的测量系统由源端A 201、IPv6下DiffServ区域301和目的端B 401组成。其中，源端A 201由测量控制模块202、报文处理模块203、业务流处理模块204、信息表维护模块205、统计计算模块206组成。测量控制模块202分别连接统计计算模块206、报文处理模块203和业务流处理模块204，报文处理模块203和业务流处理模块204互连后分别连接至信息表维护模块205，信息表维护模块205接至统计计算模块206。IPv6下DiffServ区域301由若干边缘节点和若干个核心节点构成，图1仅示出2个边缘节点302、306和3个核心节点303、304、305。目的端B 401由控制模块402、报文处理模块403和信息表维护模块404构成，其中控制模块402分别接至报文处理模块403和信息表维护模块404，报文处理模块403连接信息表维护模块404。源端A 201和目的端B 401分别通过边缘节点302、306接至IPv6下DiffServ区域301。

对上述源端A 201包括的多个功能模块具体说明如下：

测量控制模块202，实现对包括IPv6配置、单路时延门限值、业务流结构、速率、权重等测量参数的配置，对源端A 201和目的端B 401发送控制指令，启动和控制测量过程。

报文处理模块203，实现对报文构造、发送、接收与处理功能。

信息表维护模块205，实现对信息表的创建、更新、查询等操作。

业务流处理模块204，通过对处理数据报文流标签和流类别、设定上层应用协议和填充内容，实现业务流序列的构造，并控制发送速率和分布规律。

统计计算模块206，收集信息表数据，按指标体系进行计算处理。

对目的端B 401中包括的功能模块具体说明如下：

控制模块402，接受来自源端A 201的控制信息，并答复相关请求。

报文处理模块403，实现对报文接收、构造、发送与处理功能。

信息表维护模块404，实现对信息表的创建、更新、查询等操作。

本发明测量方法包括的源端A 201是通信的发起端，也是测量系统的主端点，对测量过程起主导作用。首先设定测试源端A 201与目的端B 401，分别建立其报文信息表TA、TB，并配置测量所需的相关参数信息。源端A 201按指数分布序列向目的端B 401发送包含IPv6目标选项扩展头报文构成的测试业务流。目的端B 401若在约束时间内收到测试报文，则构造反向报文发送给源端A 201，否则丢弃该报文。最后收集在源端A 201、目的端B 401分别维护的报文信息表TA、TB，按指标体系统计、计算数据，得出反映DiffServ区域301端到端网络整体性能的指标。

对上述的测量方法具体描述如下：

参见图2，本发明的具体测量操作步骤为：

步骤101：首先将测试源端A 201和目的端B 401分别与待测IPv6下DiffServ区域301选定需要测量的两个网络端点，即DiffServ区域的边缘节点302、306相连。在测试源端A 201、目的端B 401分别创建数据报文信息表TA、TB，配置测量所需的相关参数信息，设定单向延迟的门限值，设置业务流结构、速率、权重等信息。

步骤102：测试源端A 201构造包含IPv6目标选项扩展头的报文组成符合要求的业务流，按指数分布序列以目的端B 401为目的地址发送，并将报文信息记录到信息表TA中。

步骤103：测试报文经过IPv6下DiffServ区域301的边缘和内部路由节点时，将由各节点按各自预定的报文处理机制对其进行处理，包括计量、标记、整形和丢弃等操作。

步骤104～106：目的端B 401如果在单向延迟门限值内收到测试报文，将报文中的源地址A和目的地址B互换构造反向报文，并将发出时间填写在目标选项扩展头中发送给源端A 201，否则丢弃该数据报文，该反向报文与原报文具有相同的报文结构，具有相同的业务流类型；同时，将报文信息记录到信息表TB中。

步骤108：源端A 201收到反向报文后，将收到报文的当前时间等报文信息记录到信息表TA中。

步骤109：系统收集存储在源端A 201、目的端B 401上的报文信息记录表TA、TB，对信息表进行查询、计算，将性能评价指标量化，从而动态地反映IPv6下DiffServ区域301运行状态和评价网络性能。

本发明源端A 201每发出一个数据报，就对信息表TA执行插入记录操作，记录具体内容为RA＝{记录序号，流类型编码，流标签值，报文序号，数据报长度，发送时间，0，0，0}，最后三个字段值为0表示默认未收到反向报文。源端A 201每收到一个反向数据报，就对信息表TA执行更新操作，按测试报文IPv6目标选项扩展头中所记录的测试报文序号DGNum字段值检索到要更新的记录，更新Return字段值为1，更新RetTime字段值为收到反向报文的当前时间，更新RetSentTime字段值为该反向报文扩展头中所填写的发出时间戳信息。

目的端B 401每收到一个数据报，就对信息表TB执行插入操作，记录内容为RB＝{记录序号，流类型编码，流标签值，报文序号，数据报长度，收到时间，报文发出时间，0}，第2、3个字段分别为收到报文的IPv6报文头中Traffic Class(流类别)字段值和Flow Label(流标签位)字段值，第4个字段为收到报文的IPv6扩展头中DGNum字段所记录的值，第5、6个字段分别为收到报文的长度和当前时间，第7个字段为该报文IPv6扩展头中所携带的时间戳信息，最后1个字段值为0表示默认尚未发出反向报文。目的端B 401每发出一个反向数据报，就对信息表TB执行更新操作，按报文序号检索到要更新的记录，更新BTime字段值为发出反向报文的当前时间。

本发明测试用的IP层数据报头由IPv6报文头、目标选项扩展头两部分组成。IPv6报文头如图3所示。Version：IP协议版本号，定义值为6，长度为4位，其中Traffic Class，流类别，该字段设置与DiffServ不同的PHB类型所对应的DSCP值，长度为8位；Flow Label流标签位，字段为各业务流设置标记，长度为20位。Payload Length：有效载荷长度，指紧跟在IPv6报头的数据包的其他部分的长度，长度为16位。Next Header：下一个报头字段，定义值为60，表示只由数据包目的地址进行处理的选项，长度为8位。Hop Limit：跳限制字段，为IP数据包所经过的最大跳数，长度为8。Source Address：发送方地址，即源地址，长度为128位。Destination Address：接受方地址，即目的地址，长度为128位。DiffServ定义了3种PHB类型：缺省的PHB(Best Effort，BE)，加速转发的PHB(ExpeditedForwarding，EF)和确保转发的PHB(Assured Forward，AF，包含AF1，AF2，AF3，AF4四种类型)。不同的PHB类型对应不同的编码点(DSCP)，也意味着不同的服务级别。在DiffServ测量中，测量数据包应具有与待测流量相同的DSCP位。流标签用于标记各数据流。

IPv6目标选项扩展头如图4所示，仅供目标节点处理，且记录有该报文发送时的时间戳信息。Next Header：下一个报头，表示紧跟IPv6扩展时间戳报头之后的下一个扩展头和协议报头类型，长度为8位。Hdr Ext Len：报头扩展长度，指目的选项扩展报头中的8字节块的数量，其中不包括第一个8字节，长度为8位。Options：选项，是一系列字段的组合，即该扩展报头所承载的发送时间戳信息和测试报文序号等字段。

本发明方法所构造的IPv6目标选项扩展头的Options字段用来携带报文发送时间戳信息和记录测试报文序号，供目标节点进行处理，该字段以类型-长度-值(TLV)格式编码，具体扩展方法如图5所示，含义说明如下：

第一个8位是Option Type字段，表示该选项类型和相关节点对该选项的处理方法；根据RFC2460的定义，Option Type字段的最高两位用于说明相关节点对该选项的处理方法，值为00，表示若节点不支持该选项类型，则忽略此选项完成对扩展头其余部分的处理；第3位指明在包从源地址到目的地址的传送过程中，选项数据的值是否可以改变，值为0，表示不允许改变；从第4位至第8位可根据需要定义。本发明中，Option Type字段完整格式为00000010，即值为2，表示该报文是由源端A发送给目的端B的报文；Option Type字段格式为00000011，即值为3，表示该报文是由目的端B发回给源端A的反向报文。第二个8位是Option Data Length字段，表示该选项的字节长度，不包括Option Type和OptionLength的长度，本方法定义值为8。最后是Option Value字段，长度为96位。其中，前64位用以记录具体时间戳数值，用UTC午夜开始到当前时间所经过的微秒数表示，这8个字节的长度可以使时间戳具有足够的精确度；紧跟其后的16位是测试报文序号DGNum字段，用于标示测试报文序号；紧跟其后的16位是Pads字段，用于填充，以确保把整个IPv6报文头的长度填充成8B的整数倍。

根据IETF对网络服务性能参数制定的标准，并结合DiffServ的特点，本方法选用延迟、稳定性和带宽三方面的六种参数作为测量指标，具体如下：

1)单路延迟(One-way Delay)：是网络传播延迟的基本定量特征，RFC2679规定了单向延迟度量值。定义为在T时，包P的第一个比特位从源端A 201向目的端B 401发送；目的端B 401在T+ΔT时收到包P的最后一个比特位，ΔT就是单路延迟。

2)回路延迟(Round-trip Delay)：RFC2681中给出了定义。定义为在T时，包P的第一个比特位从源端A 201向目的端B 401发送；目的端B 401收到后，立即将类型包返回到源端A 201；源端A 201在T+ΔT时收到包P的最后一个比特位，ΔT就是回路延迟。

在本发明提出的测量方法中，目的端B 401通过调换源地址与目的地址构造发送给源端A 201的反向包。设源端A 201在在T时，包P的第一个比特位从源端A 201向目的端B401发送；在T+ΔT时收到来自目的端B 401的返回包的最后一个比特位，则回路延迟为ΔT。

3)包延迟变化(Delay Variation)：RFC3393中给出了定义。它基于单向延迟度量值，定义为同一数据流中的两个包的单向延迟之差。假设在同一数据流中选取包P1和包P2，其单向延迟分别为ΔT1和ΔT2，则包的延迟变化为|ΔT1-ΔT2|。

4)丢包率(Packet Loss)：RFC2680定义了包丢失。如果一个包不能在合理的时间段内到达目的地，则认为包丢失，这个合理的时间段依赖于测量得到的单向延迟。本发明方法中，丢包率分为从源端A 201到目地端B401的正向丢包率与目地端B401到源端A 201的反向丢包率。所有没有在门限时间内收到的报文都作为丢失报文，按公式

LR＝L/N    (1)

计算丢包率，其中L位丢失的报文数，N位总的发送报文数。

5)平均包吞吐率(Average Packet Throughput)：包吞吐率是指单位时间内成功传送的包的数量，它的值通常由该路径上的传送速度最慢的链路所决定，即所谓的瓶颈带宽。为了使用户通过测量结果对网络性能有整体的了解，本方法以平均包吞吐率作为指标，按公式

$B=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{t}_i---\left(2\right)$

计算各业务流的平均包吞吐率，其中S_i为单个数据包的长度(单位：B)，t_i为该数据包的往返时间(单位：s)。

6)带宽分配的公平性：考虑到DiffServ针对不同的网络业务，在基于流的基础上在网络节点处被聚合，聚合后的流量具有相同的QoS保证的特点，因此本测量方法还把带宽分配的公平性作为考察指标。

带宽分配的公平性是指，针对具有不同带宽、延时和抖动等要求的业务流，DiffServ区域按照预定的服务策略提供有差别的服务，有限的网络资源应以公平的方式分配给共享的各业务流。测量带宽分配的公平性的目的是为改进服务实现机制，消除各种流特性差异对公平性的影响提供依据。

定义：DiffServ区域内有R种服务级别，即对应R种PHB，其中第j种服务级别中共有N_j条业务流(j＝1，…，R)，设属于该服务级别的第i条业务流的预约带宽为c_i(i＝1，…，N_j)，域内的总带宽为C_b，则第i条业务流的公平带宽为：

$f_i=c_i+(C_b-\underset{i=1}{\overset{N_j}{\mathrm{\Σ}}}{c}_i)*\frac{N_j}{{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^R{N}_j}*\frac{c_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N_j}{c}_i}---\left(3\right)$

公式(3)中，公平的带宽由预约带宽和加权剩余带宽组成。对于一定的DiffServ区域，总带宽C_b、服务级别种类数R都是已知常量，预约带宽c_i、当前各业务流数N_j可以设定或测量得到，因此可以计算出f_i的理论值。将f_i与业务流的平均包吞吐率B_i进行比较，可以对带宽分配的公平性做出评价。

在源端A 201和目的端B 401中各维护着一张数据报文信息表，分别包含字段如表1所示。

表1.数据报文信息表字段一览表

网络流量中，75％的字节、70％的报文和75％的流是Web流量，FTP只占50％的字节、3％的报文和不到1％的流。当网络流量变化时，路由器作为拥塞控制设备将对流重新进行资源分配，从而产生调整过程中的拥塞。整体上，DiffServ区域也会体现出受网络流量特征影响较大的特征。为了使测量结果尽量真实的反映网络性能，本发明如图6所示，以DSCP值聚合性能为指导，采用响应阻塞流(TCP)和不响应阻塞流(UDP)二者混合的数据流来模拟业务流；在具体业务类型上，采用Web、FTP、Telnet和基于UDP的各种应用数据包按比例构成网络流量发送。通过IPv6报文的流标签位标记各数据流。

根据IETF的相关标准，本发明中同一种业务流按指数分布发送测试数据包。按照此规律发送同类业务测量包将构成一个泊松过程，在此测量时间段内，测量给定状态下的网络所得的性能状况渐近等价于整个网络在此状态下实际的性能状况。根据泊松过程的特点，泊松过程的和仍为泊松过程，链路中各种不同业务的复合对于整个网络来说，测量到的样本数据仍旧是无偏的。同时，同一组测量实验应进行多次，以保证测量数据在一定的分布满意度内。

在测量结束，由源端A 201的统计计算模块206向目的端B 401获取信息表TB的相关信息，系统收集信息表TA和TB，经过指标统计、计算后将网络性能测量结果提供给用户。

具体过程为：

单路延迟：分为从源端A 201到目的端B 401的延迟和从目的端B 401到源端A 201的延迟。各条报文从源端A 201到目的端B 401的延迟为ΔTAB＝TB.ReceiveTime-TB.ASentTime；如果该报文的反向报文在TA中的Return字段值为1，则说明源端A 201收到反向报文，对应的从目的端B 401到源端A 201的延迟为ΔTBA＝TA.RetTime-TA.RetSentTime；否则反向报文丢失。

回路延迟：为上述单路延迟之和ΔTRet＝ΔTAB+ΔTBA。

包延迟变化：根据定义，由每个数据流中相邻数据报的单路延迟之差可以计算得到包延迟变化。

丢包率：首先统计信息表TA中记录数N_A和未收到反向报文的记录数L_BA，再按这些记录的报文序号查找信息表TB，如未找到该序号对应的记录，说明对应报文丢失，丢失报文数为L_AB，设TB中总的记录数为N_B，则丢包率为LR＝(L_AB+L_BA)/(N_A+N_B)。

平均包吞吐率：查找在信息表TA中收到反向报文的记录，统计这些报文的长度之和

和往返时间之和

根据上文提出的计算公式(2)求出平均包吞吐率。

带宽分配公平性：通过信息表TA中流类型字段、流标签字段分别统计服务级别种类，以及各服务级别中业务流数；再根据各业务流的预约带宽以及总带宽(通过估计或设定)，按照公式(3)求出各条业务流的公平带宽理论值。将各业务流的公平带宽与实际包吞吐率进行比较，可以评估带宽分配是否公平。在具体实施中，可以通过变化业务流数、预约带宽等参数进行多组测试，动态观察DiffServ区域资源分配和服务性能的变化特点，为改进服务实现机制、消除各种流特性差异对公平性的影响提供依据。

本发明提出的测量方法可应用于IPv6网络中各种DiffServ区域端到端的网络测量，为用户提供反映网络整体性能的服务质量指标，并可以利用其进行其他网络参数的推测。

以下提供本发明的一个实施例进一步说明本发明。

实施例

如图7，首先在IPv6网络DiffServ区域301中选定待测边缘节点302、306，分别与测试源端A 201、目的端B 401相连，并建立报文信息表TA、TB。然后设定测量所需的参数信息。在源端AF发送的业务流中，服务等级AF1，AF2，AF3，BE分别发送常规TCP流，选择Web、FTP等数据流；EF为基于UDP的恒定比特率(CBR)数据流，AF4为突发性的UDP语音流。为各业务流分配权值和首次实验的传输速率，并按指数分布产生TCP数据包。源端A 201构造包含IPv6目标选项扩展头的报文组成符合要求的业务流，按设定的分布序列以目的端B 401为目的地址发送，并将报文信息记录到信息表TA中。测试报文经过DiffServ区域的边缘和内部路由节点到达目的端B 401。如果在单向延迟门限值内，目的端B 401将源地址A201和目的地址B401互换构造反向报文，并将发出时间记录在IPv6目标选项扩展头中供源端A 201处理，否则丢弃该数据报文；同时，将报文信息记录到信息表TB中。源端A 201收到反向报文后，将收到报文的当前时间等报文信息记录到信息表TA中。结束后，源端A 201收集报文信息表TA、TB，对信息表按指标体系进行计算，将性能评价指标量化。

在具体实施中，本发明测量方法可以根据环境的不同设定与环境相似的业务流结构，如对时延敏感的语音流、允许一定的丢包率的视频流、传统的网页浏览和文件传输业务等，从而最小程度减少对原网络流量的影响；并可多次改变各业务流的发送速率和数量进行反复测量，以测试待测网络的带宽分配变化。

Claims (5)

1.一种IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法，其特征是包括以下步骤：

1)将测试源端A(201)和目的端B(401)与待测IPv6下DiffServ区域(301)需测量的两个网络端点相连，分别建立其报文信息表TA、TB并配置测量所需的相关参数信息；

2)源端A(201)按指数分布序列向目的端B(401)发送包含IPv6目标选项扩展头的报文构成的测试业务流，并将报文信息记录到信息表TA中；

3)目的端B(401)若在约束时间内收到测试报文则构造反向报文发送给源端A(201)，否则丢弃该报文；同时，将报文信息记录到信息表TB中；源端A(201)收到反向报文后，将收到报文的报文信息记录到信息表TA中；

4)收集存储在源端A(201)、目的端B(401)分别维护的报文信息表TA、TB，对信息表进行查询、计算，将性能评价指标量化，得出反映IPv6下DiffServ区域(301)端到端网络整体性能的指标；所述性能评价指标为单路延迟、回路延迟、包延迟变化、丢包率、平均包吞吐率、带宽分配的公平性；所述的对信息表进行查询、计算的操作步骤包括：

(1)单路延迟的查表计算方法为各条报文从源端A(201)到目的端B(401)延迟为ΔTAB＝TB.ReceiveTime-TB.AsentTime，ReceiveTime是收到时间，AsentTime是报文发出时间；若该报文的反向报文在TA中的Return字段值为1，则源端A(201)收到反向报文，对应的从目的端B(401)到源端A(201)的延迟为ΔTBA＝TA.RetTime-TA.RetSentTime；否则反向报文丢失；RetTime是反向报文到达时间、RetSentTime是反向报文发出时间；

(2)回路延迟的查表计算为上述单路延迟之和ΔTRet＝ΔTAB+ΔTBA；

(3)包延迟变化的查表计算方法为由每个数据流中相邻数据包的单路延迟之差计算得到包延迟变化；

(4)丢包率的查表计算方法为：首先统计信息表TA中记录数N_A和未收到反向报文的记录数L_BA，再按这些记录的报文序号查找信息表TB，如未找到该序号对应的记录，则对应报文丢失，丢失报文数为L_AB，设TB中总的记录数为N_B，则丢包率为LR＝(L_AB+L_BA)/(N_A+N_B)；

(5)平均包吞吐率的查表计算方法为：查找在信息表TA中收到反向报文的记录，统计报文的长度之和

和往返时间之和

根据公式求出平均包吞吐率；

(6)带宽分配公平性的查表计算方法：通过信息表TA中流类型字段、流标签字段分别统计服务级别种类和各服务级别中业务流数；根据估计或设定的各业务流的预约带宽以及总带宽，按照

求出各条业务流的公平带宽理论值；将各业务流的公平带宽与实际包吞吐率比较；DiffServ区域内有R种服务级别，其中第j种服务级别中共有N_j条业务流，c_i是属于该服务级别的第i条业务流的预约带宽，C_b为域内的总带宽。

2.根据权利要求1所述的IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法，其特征是：步骤2)所述IPv6目标选项扩展头记录有该报文发送时的时间戳信息，具有如下结构：

Next Header：下一个报头，紧跟IPv6扩展时间戳报头之后的下一个扩展头和协议报头类型，长度为8位；

Hdr Ext Len：报头扩展长度，指目标选项扩展头中的8字节块的数量，其中不包括第一个8字节，长度为8位；

Options：选项，扩展头所承载的发送时间戳信息字段，该字段以类型-长度-值的格式编码，格式为：

第一个8位是Option Type字段，表示该选项类型和相关节点对该选项的处理方法；根据RFC2460的定义，Option Type字段的最高两位用于说明相关节点对该选项的处理方法，值为00，表示若节点不支持该选项类型，则忽略此选项完成对扩展头其余部分的处理；第3位指明在包从源地址到目的地址的传送过程中选项数据的值是否可改变，值为0，表示不允许改变；从第4位至第8位根据需要定义；

第二个8位是Option Data Length字段，该选项的字节长度，不包括Option Type和Option Data Length的长度；

最后是Option Value字段，长度为96位，其中前64位用以记录具体时间戳数值，用UTC午夜开始到当前时间所经过的微秒数表示；紧跟其后的16位是测试报文序号DGNum字段，用于标示测试报文序号；紧跟其后的16位是Pads字段，用于填充。

3.根据权利要求1所述的IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法，其特征是：步骤2)所述指数分布序列采用响应阻塞流和不响应阻塞流二者混合各种应用数据包按一定比例构成混合业务流进行发送，通过IPv6报文的流标签位标记各业务流，其中同一种业务流按指数分布发送测试数据包，按此规律发送同类业务测试数据包将构成一个泊松过程。

4.根据权利要求1所述的IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量方法，其特征是：步骤1)所述的报文信息表TA、TB包含下表字段：

5.一种应用权利要求1-4快速测量方法的IPv6下DiffServ区域端到端网络性能的快速测量系统，由源端A(201)、IPv6下DiffServ区域(301)和目的端B(401)组成，其特征是：

所述IPv6下DiffServ区域(301)由若干边缘节点和若干个核心节点构成；

所述源端A(201)由测量控制模块(202)、报文处理模块(203)、业务流处理模块(204)、信息表维护模块(205)、统计计算模块(206)组成，所述目的端B(401)由控制模块(402)、另一报文处理模块(403)和另一信息表维护模块(404)构成，其中：

测量控制模块(202)实现对包括IPv6配置、单路时延门限值、业务流结构、速率、权重测量参数的配置，对源端A(201)和目的端B(401)发送控制指令，启动和控制测量过程；

报文处理模块(203、403)实现对报文构造、发送、接收与处理；

信息表维护模块(205、404)实现对信息表的创建、更新和查询操作；

业务流处理模块(204)通过处理数据报文的流标签和流类别、设定上层应用协议和填充内容实现业务流序列的构造，并控制发送速率和分布规律；

统计计算模块(206)收集信息表数据，按指标体系进行计算处理；

控制模块(402)接受来自源端A(201)的控制信息，并答复相关请求。

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