CN102325060A - 一种链路带宽测试的方法和路由器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种链路带宽测试的方法，该方法包括：当需要测试源路由器到目的路由器之间的链路带宽时，源路由器向目的路由器发送链路探测报文，获取源路由器与目的路由器之间的链路信息；其中，链路信息包括所述链路探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址；根据该链路信息向各路由器和目的路由器分别发送带宽测试报文，收到各路由器和目的路由器响应的带宽后，统计出整条链路的带宽。基于同样的发明构思，本发明还提出一种路由器，克服了传统链路带宽测试部署代价大，并占用较大网络资源的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种链路带宽测试的方法和路由器。
背景技术
随着网路中各种数据业务的开展，对于端到端的服务质量越来越重视，如VOIP、IPTV、VOD等业务对端到端的可用带宽、时延、抖动和丢包十分敏感，这些性能参数严重影响着此类业务的开展和运营维护。对于这些业务来说，足够的端到端可用带宽的保证是开展业务的先决条件。对于运营商来说，通过端到端带宽的测量，对于实现对网络瓶颈的分析，网络的优化以及业务的开展维护具有重要的意义。
参见图1，图1为数据业务的开展的典型应用示意图。图1中路由器101和路由器102需要互相发送业务流，同时该业务流对带宽具有较高的需求，这个时候需要进行路由器101与路由器102之间整条链路中带宽的测试，用于评估业务部署之后，能否正常运行，同时，通过路由器101与路由器102之间带宽的测试，可以发现端到端整条链路中的瓶颈，当前网络的运营模式由粗放式带宽租赁经营到精细化分级质量运营过程的转变以及增值业务对网络质量的不断挑战，使网络质量的可度量化、可管理性、可运营性成为将来网络运营维护管理的重中之重。因此，网络性能质量测评手段是这一切的基础，在这一基础之上建立网络质量测评体系是网络高效运营的关键，而端到端的网络带宽的测试则是网络性能质量的重要的测试因素。
当前采用的端到端的链路带宽测试的方法主要有三种，分别如下：
第一种方法是PPTD方法，发送端发送固定时间间隔的一对大小相同的数据包，然后在接收端测量这两个包的时间间隔，通过这个时间间隔可以推算出端到端的带宽。该方法要求网络中没有其他的干扰流量，这在实际网络环境中基本上不可能实现，因此需要多次测量，将那些受到干扰的测量包过滤掉。
第二种方法是Self-Loading Periodic Streams(SLoPS)，从发送端发送数据包到目的端，其原理是当测试数据流量速率大于可用带宽时，目的端包的时延将呈上升趋势，在测试数据流量速度近似可用带宽时，时延将是较平稳的。该方法是通过不断发送测试数据来进行流量估算，对网络资源的占用较大，会对网络中的正常业务性能造成影响。
第三种方法是TOPP(Trains of Packet Pairs)，该方法与SLoPS方法类似需要发送大量的探测包，对网络的占用较大，在实际网络测试中需要付出较大的代价并具有一定的危险性。
由上可见，当前测试链路带宽的方法具有部署代价大，并且会占用较大的网络资源的缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种链路带宽测试的方法和路由器，克服了传统链路带宽测试部署代价大，并占用较大网络资源的缺点。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种链路带宽测试的方法，该方法包括：当需要测试源路由器到目的路由器之间的链路带宽时，所述源路由器向目的路由器发送链路探测报文，获取源路由器与目的路由器之间的链路信息，其中，所述链路信息包括所述带宽探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址；根据所述链路信息向所述各路由器和目的路由器分别发送带宽测试报文，收到所述各路由器和目的路由器响应的带宽后，统计出整条链路的带宽。
其中，所述根据链路信息向所述各路由器和目的路由器分别发送带宽测试报文的方法为：
所述源路由器根据链路信息中的对应接口IP地址分别向各路由器和目的路由器发送带宽测试报文，其中，所述分别向各路由器发送的带宽测试报文携带对应各路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址。
所述方法进一步包括：
各路由器和目的路由器监听带宽测试报文，收到带宽测试报文后获取报文中的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址，获取出相应的上下行端口的可用带宽，向源路由器响应包含上下行端口的可用带宽的报文。
所述收到所述各路由器和目的路由器响应的带宽后，统计出整条链路的带宽的方法为：
所述源路由器收到各路由器和目的路由器发来的上行端口和下行端口的当前可用带宽，将上行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的上行带宽；将下行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的下行带宽
一种路由器，该路由器包括：发送单元、获取单元和统计单元；
所述发送单元，用于当需要测试自身所在源路由器同目的路由器之间的链路带宽时，向目的路由器发送链路探测报文；用于根据所述获取单元获取的链路信息分别向所述各路由器和目的路由器发送带宽测试报文；
所述获取单元，用于获取自身所在路由器与目的路由器之间的链路信息及各路由器和目的路由器响应的带宽；其中，所述链路信息包括所述带宽探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址；
所述统计单元，用于根据所述获取单元接收的各路由器和目的路由器响应的带宽，统计出整条链路的带宽。
其中，所述发送单元，用于根据所述获取单元获取的链路信息中的对应接口IP地址分别向各路由器和目的路由器发送带宽测试报文，其中，所述分别向各路由器发送的带宽测试报文携带对应各路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址；
所述获取单元，用于接收各路由器和目的路由器发来的上行端口和下行端口的当前可用带宽，其中，所述上行端口和下行端口的当前可用带宽根据所述带宽测试报文携带的对应各路由器和目的路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址获得的；
所述统计单元，用于将所述获取单元接收的上行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的上行带宽；将下行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的下行带宽。
一种路由器，所述路由器包括：监听单元、获取单元和响应单元；
所述监听单元，用于监听其他路由器发来的报文；
所述获取单元，用于当所述监听单元监听到链路探测报文时，获取自身所在路由器对应接口IP地址；当所述监听单元监听到带宽测试报文时，获取自身所在路由器的端口带宽；
所述响应单元，用于当所述监听单元监听到链路探测报文时，将所述获取单元获取的接口IP地址响应给发来链路探测报文的路由器；当所述监听单元监听到带宽测试报文时，将所述获取单元获取的路由器的端口带宽响应给发送所述带宽测试报文的路由器。
其中，所述获取单元，用于根据所述监听单元监听到的带宽测试报文携带的上行路由器对应的IP地址和下行路由器的对应接口IP地址，获取相应的上下行端口的可用带宽；
所述响应单元，用于将所述获取单元获取的上下行端口的可用带宽响应给发送所述带宽测试报文的路由器。
综上所述，本发明利用路由跟踪(TRACEROUTE)工作原理获取要测试带宽的整条链路信息，该链路信息包括链路探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址，根据链路信息分别向各路由器和目的路由器发送带宽测试报文，根据各路由器和目的路由器响应的带宽，统计出要测试的整条链路的带宽。克服了传统链路带宽测试部署代价大，并占用较大网络资源的缺点。
附图说明
图1为数据业务的开展的典型应用示意图；
图2为本发明实施例中测试链路带宽的方法流程图；
图3为报文流向拓扑结构示意图；
图4为本发明具体实施例中源路由器测试链路带宽流程图；
图5为本发明具体实施例中链路上中间路由器带宽链路测试流程图；
图6为本发明具体实施例中链路带宽测试第一路由器结构示意图；
图7为本发明具体实施例中链路带宽测试第二路由器结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。
参见图2，图2为本发明实施例中测试链路带宽的方法流程图。具体步骤为：
步骤201，当需要测试源路由器到目的路由器之间的链路带宽时，源路由器向目的路由器发送链路探测报文，获取源路由器与目的路由器之间的链路信息；其中，链路信息包括链路探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址。
本步骤中，获取源路由器与目的路由器之间的各路由器的链路信息的方法为：源路由器向目的路由器发送链路探测报文，收到链路上各路由器发来的超时报文，继续向目的路由器发送链路探测报文，直到收到目的路由器发来的不可达报文，其中，超时报文携带了发送超时报文的路由器的对应接口IP地址，源路由器获取发来超时报文的各路由器的对应接口IP地址。
该获取链路信息过程为TRACEROUTE工作原理，采用TTL加1，发送链路探测报文。该工作原理为现有技术，只是本方案需要根据该工作原理获取链路信息中的各路由器对应接口IP地址，这里不再详细赘述。
步骤202，源路由器根据链路信息向链路上各路由器和目的路由器分别发送带宽测试报文，收到各路由器和目的路由器响应的带宽后，统计出整条链路的带宽。
本步骤中，根据链路信息向所述各路由器和目的路由器分别发送带宽测试报文，收到所述各路由器和目的路由器响应的带宽的方法为：源路由器根据链路信息中的对应接口IP地址分别向各路由器和目的路由器发送带宽测试报文，其中，分别向各路由器发送的带宽测试报文携带对应各路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址；源路由器收到各路由器和目的路由器发来的上行端口和下行端口的当前可用带宽，其中，上行端口和下行端口的当前可用带宽根据所述带宽测试报文携带的对应各路由器和目的路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址获得的。
统计出整条链路的带宽的方法为：将上行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的上行带宽；将下行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的下行带宽。
在拓扑网络中，一个路由器既可以作为要测试链路带宽的源路由器，也可以作为其他要测试带宽的源路由器到目的路由器之间链路上的路由器。如果该路由器作为链路上的路由器而不是作为源路由器时，该路由器监听到其他路由器发来的链路探测报文时，如果自身是发来链路探测报文的目的路由器，则向发来链路探测报文的路由器发送不可达报文；否则，向发来链路探测报文的路由器发送超时报文并携带自身的对应接口IP地址。
如果该路由器监听到其他路由器发来的带宽测试报文时，将相应端口的带宽响应给发来带宽测试报文的路由器。
下面以图3为例，详细说明链路带宽测试过程。参见图3，图3为报文流向拓扑结构示意图。
图3中，路由器301与路由器302相连，路由器302与路由器304分别通过路由器303和路由器305相连，路由器304与路由器306相连。其中路由器301-路由器302-路由器303-路由器304-路由器306为本实施例中发送探测报文和测试报文的报文流向。报文的流向也可能是经过路由器301-路由器302-路由器305-路由器304-路由器306，但是在一次链路带宽测试过程中，一般只会经过一条路径。本发明以图中虚线箭头标向为例。为实现本发明的带宽链路测试，本发明在各路由器中增加带宽统计模块，该模块用来获取自身所在路由器的对应接口相对应的端口的当前可用端口带宽。
图3中路由器301作为源路由器，也可以看作链路探测报文和带宽测试报文的发送端，来测试路由器301到路由器306之间的链路带宽。下面以图4为例来描述源路由器测试链路带宽的过程。参见图4，图4为本发明具体实施例中源路由器测试链路带宽流程图。具体步骤为：
步骤401，路由器301指定目的路由器306的IP地址，并指定初始报文的TTL为1。
本步骤中，指定的是路由器306的IP地址，也可以指定路由器306某个接口的IP地址。
步骤402，路由器301向路由器306发送链路探测报文。
步骤403，当路由器301收到的超时报文时，将TTL加1。执行步骤402。
本步骤中收到超时报文时，表明发送的链路探测报文并未到达目的路由器306，而是到达了链路中间的路由器，需要将TTL加1，继续发送链路探测报文。
步骤404，当路由器301收到不可达报文。
本步骤中，收到不可达报文，该报文是目的路由器306发来的报文，表明链路探测报文已送达目的路由器。
步骤405，路由器301根据超时报文获取路由器301到路由器306之间的链路信息。
上述步骤根据路由跟踪原理获取整条链路的信息，该信息包括路由器302、路由器303和路由器304的对应接口IP地址。这里所说的对应接口是指链路探测报文经过的各路由器的对应接口，各IP地址分别携带在各路由器发来的超时报文中。
步骤406，路由器301分别向路由器302、路由器303、路由器304和路由器306发送带宽测试报文。
本步骤中，向各路由器发送的带宽测试报文，分别携带各路由器的上行路由器和下行路由器的对应接口IP地址。
步骤407，收到各路由器响应带宽，统计出路由器301到路由器306之间的链路带宽。
本步骤中，各路由器响应的带宽包括：根据收到的带宽测试报文携带各路由器的上行路由器和下行路由器的对应接口IP地址分别获取的对应上行端口和下行端口的当前可用带宽。路由器301将收到的各路由器的上行端口带宽中最小值作为要测试的链路的上行带宽；将下行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的下行带宽。
图3中路由器302、路由器303、路由器304为路由器301和路由器306之间的路由器，在链路带宽测试过程中各端口响应带宽测试报文和链路探测报文一致，下面以路由器303为例详细说明该过程。参见图5，图5为本发明具体实施例中链路上中间路由器带宽链路测试流程图。具体步骤为：
步骤501，路由器303监听报文。
步骤502，当路由器303监听到链路探测报文时，向路由器301发送超时报文，并携带路由器303的对应接口IP地址。本流程结束。
步骤503，当路由器303监听到带宽测试报文时，获取该带宽测试报文携带的上行路由器和下行路由器的对应接口IP地址。
步骤504，路由器303根据上行路由器和下行路由器的对应接口IP地址分别获取对应IP接口的相应端口的端口带宽。
本步骤中在路由器303收到带宽测试报文时，获取自身所在路由器303的上行路由器302和下行路由器304的IP地址对应IP接口的端口带宽的方法：通过路由器303上增加的带宽统计模块获取。带宽统计模块获取的是该端口当前可用带宽。
步骤505，路由器303向路由器301响应获取的端口带宽。
基于上述同样的发明构思，本发明还提出一种链路带宽测试的路由器。该路由器如果为要测试的链路带宽的源路由器，同时也可以作为其他要测试的链路带宽的链路上的路由器或目的路由器。只是在测试某条具体链路带宽时，作为源路由器，或者目的路由器，或者源路由器与目的路由器之间的路由器，因此下文描述的第一路由器和第二路由器中的各单元也可以部署在一台路由设备上。
参见图6，图6为本发明具体实施例中链路带宽测试第一路由器结构示意图。该路由器包括：发送单元601、获取单元602和统计单元603。
发送单元601，用于当需要测试自身所在源路由器同目的路由器之间的链路带宽时，向目的路由器发送链路探测报文；用于根据获取单元602获取的链路信息分别向所述各路由器和目的路由器发送带宽测试报文。
获取单元602，用于获取自身所在路由器与目的路由器之间的链路信息，其中，所述链路信息包括所述带宽探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址。
统计单元603，用于根据获取单元602接收的各路由器和目的路由器响应的带宽，统计出整条链路的带宽。
较佳地，
发送单元601，用于根据获取单元602获取的链路信息中的对应接口IP地址分别向各路由器和目的路由器发送带宽测试报文，其中，分别向各路由器发送的带宽测试报文携带对应各路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址。
较佳地，
获取单元602，用于接收各路由器和目的路由器发来的上行端口和下行端口的当前可用带宽，其中，上行端口和下行端口的当前可用带宽根据所述带宽测试报文携带的对应各路由器和目的路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址获得的。
统计单元603，用于将获取单元602接收的上行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的上行带宽；将下行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的下行带宽。
参见图7，图7为本发明具体实施例中链路带宽测试第二路由器。该路由器包括：监听单元701、获取单元702和响应单元703。
监听单元701，用于监听其他路由器发来的报文。
获取单元702，用于当监听单元701监听到链路探测报文时，获取自身所在路由器对应接口IP地址；当监听单元701监听到带宽测试报文时，获取自身所在路由器的端口带宽。
响应单元703，用于当监听单元701监听到链路探测报文时，将获取单元702获取的接口IP地址响应给发来链路探测报文的路由器；当监听单元702监听到带宽测试报文时，将获取单元702获取的路由器的端口带宽响应给发送所述带宽测试报文的路由器。
较佳地，
获取单元702，用于根据监听单元701监听到的带宽测试报文携带的上行路由器对应的IP地址和下行路由器的对应接口IP地址，获取相应的上下行端口的可用带宽。
响应单元703，用于将获取单元702获取的上下行端口的可用带宽响应给发送带宽测试报文的路由器。
上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
综上所述，本发明利用TRACEROUTE工作原理获取要测试的整条链路信息，该信息包含链路探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址，源路由器根据获取的对应接口IP地址向各路由器发送带宽测试报文，各路由器分别获取对应IP接口的相应端口的端口带宽，并响应给源路由器，源路由器根据响应的端口带宽分别统计链路的上行带宽和下行带宽。本发明避免了传统链路带宽测试部署代价大，并占用较大网络资源的缺点，以较低的成本实现链路带宽的测试，对于网络优化以及瓶颈发现提供很好的参考价值，同时实现可上行带宽以及下行带宽的测试。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种链路带宽测试的方法，其特征在于，该方法包括：
当需要测试源路由器到目的路由器之间的链路带宽时，所述源路由器向目的路由器发送链路探测报文，获取源路由器与目的路由器之间的链路信息，其中，所述链路信息包括所述带宽探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址；根据所述链路信息向所述各路由器和目的路由器分别发送带宽测试报文，收到所述各路由器和目的路由器响应的带宽后，统计出整条链路的带宽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据链路信息向所述各路由器和目的路由器分别发送带宽测试报文的方法为：
所述源路由器根据链路信息中的对应接口IP地址分别向各路由器和目的路由器发送带宽测试报文，其中，所述分别向各路由器发送的带宽测试报文携带对应各路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
各路由器和目的路由器监听带宽测试报文，收到带宽测试报文后获取报文中的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址，获取出相应的上下行端口的可用带宽，向源路由器响应包含上下行端口的可用带宽的报文。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述收到所述各路由器和目的路由器响应的带宽后，统计出整条链路的带宽的方法为：
所述源路由器收到各路由器和目的路由器发来的上行端口和下行端口的当前可用带宽，将上行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的上行带宽；将下行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的下行带宽。
5.一种路由器，其特征在于，所述路由器包括：发送单元、获取单元和统计单元；
所述发送单元，用于当需要测试自身所在源路由器同目的路由器之间的链路带宽时，向目的路由器发送链路探测报文；用于根据所述获取单元获取的链路信息分别向所述各路由器和目的路由器发送带宽测试报文；
所述获取单元，用于获取自身所在路由器与目的路由器之间的链路信息及各路由器和目的路由器响应的带宽；其中，所述链路信息包括所述带宽探测报文经过的各路由器的对应接口IP地址；
所述统计单元，用于根据所述获取单元接收的各路由器和目的路由器响应的带宽，统计出整条链路的带宽。
6.根据权利要求5所述的路由器，其特征在于，
所述发送单元，用于根据所述获取单元获取的链路信息中的对应接口IP地址分别向各路由器和目的路由器发送带宽测试报文，其中，所述分别向各路由器发送的带宽测试报文携带对应各路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址。
7.根据权利要求6所述的路由器，其特征在于，
所述获取单元，用于接收各路由器和目的路由器发来的上行端口和下行端口的当前可用带宽，其中，所述上行端口和下行端口的当前可用带宽根据所述带宽测试报文携带的对应各路由器和目的路由器的上行路由器的对应接口IP地址和下行路由器的对应接口IP地址获得的；
所述统计单元，用于将所述获取单元接收的上行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的上行带宽；将下行端口的可用带宽中最小值作为要测试的链路的下行带宽。
8.一种路由器，其特征在于，所述路由器包括：监听单元、获取单元和响应单元；
所述监听单元，用于监听其他路由器发来的报文；
所述获取单元，用于当所述监听单元监听到链路探测报文时，获取自身所在路由器对应接口IP地址；当所述监听单元监听到带宽测试报文时，获取自身所在路由器的端口带宽；
所述响应单元，用于当所述监听单元监听到链路探测报文时，将所述获取单元获取的接口IP地址响应给发来链路探测报文的路由器；当所述监听单元监听到带宽测试报文时，将所述获取单元获取的路由器的端口带宽响应给发送所述带宽测试报文的路由器。
9.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于，
所述获取单元，用于根据所述监听单元监听到的带宽测试报文携带的上行路由器对应的IP地址和下行路由器的对应接口IP地址，获取相应的上下行端口的可用带宽；
所述响应单元，用于将所述获取单元获取的上下行端口的可用带宽响应给发送所述带宽测试报文的路由器。
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