CN102571479A

CN102571479A - 延时的测量方法、装置及系统

Info

Publication number: CN102571479A
Application number: CN2010106242364A
Authority: CN
Inventors: 杜新颜; 董旭言; 牛亚恒; 尚进; 张彩凤; 杨光远; 尹金辉
Original assignee: China Mobile Group Hebei Co Ltd
Current assignee: China Mobile Group Hebei Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: CN102571479B

Abstract

本发明公开了一种延时的测量方法、装置及系统，涉及通信技术领域，解决了现有技术中测量延时的方案效率差，安全性低的技术问题。其中，该方法包括：分别采集至少一个发送数据包的第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数，并分别记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间；根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时。本发明实施例的方法主要用于测量系统业务的延时。

Description

延时的测量方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域中网络传输技术，具体地，涉及一种延时的测量方法、装置及系统。

背景技术

数据包延时是反映网络运行质量的一个重要指标，现有技术中，对该指标的测量方案主要有ping方案。该ping方案，如图1所示，是从路由器设备上，直接执行ping命令，ping命令中指定需要测量延时的目的IP地址，从反馈回的信息中，可直接看到每个数据包的延时。Ping操作会在上述发起路由器设备处根据协议产生ICMP数据包，并根据数据包的ECHO时间计算时延。

例如：PING 10.126.16.210:56 data bytes，press CTRL_C to break

Reply from 10.126.16.210:bytes＝56 Sequence＝1 ttl＝252 time＝2ms

Reply from 10.126.16.210:bytes＝56 Sequence＝2ttl＝252 time＝2ms

Reply from 10.126.16.210:bytes＝56 Sequence＝3 ttl＝252 time＝3ms

Reply from 10.126.16.210:bytes＝56 Sequence＝4 ttl＝252 time＝2ms

Reply from 10.126.16.210:bytes＝56 Sequence＝5 ttl＝252 time＝2ms

在通过上述ping方案测量延时时，现有技术至少存在如下缺点：现有技术往往是通过客户投诉在已经知道网络侧有延时后，才采用ping方案，因此虽然该方案可统计出数据包在网络中的时延，但是都只能作为后续调查手段，及时性、预警性均不能满足运营级网络的要求；并且在出现延时后，很难准确定位到底是到那个IP地址出现了延时，必须通过人工查找分析解决，因此准确性差，效率低；再加之，现有技术方案需要产生新的数据包(如ICMP数据包)投放到网络中传输进而测量延时，因此容易对网络带来安全隐患。

发明内容

本发明的第一目的是提出一种延时的测量方法，以实现在可保证网络安全的同时，提高延时的测量效率。

本发明的第二目的是提出一种延时的测量装置，以实现在可保证网络安全的同时，提高延时的测量效率。

本发明的第三目的是提出一种延时的测量系统，以实现在可保证网络安全的同时，提高延时的测量效率。

为实现上述第一目的，根据本发明的一个方面，提供了一种延时的测量方法，包括：分别采集至少一个发送数据包的第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数，并分别记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间；根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时。

优选地，该方法还可包括：

将计算出的延时结果发送到网管中心进行处理；

其中，所述处理包括：当计算出的延时结果超过预设的延时参数时，发出报警。

为实现上述第二目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种延时的测量装置，包括：采集模块，用于分别采集至少一个发送数据包的第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数；记录模块，用于分别对采集模块采集的第一关键参数和第二关键参数对应记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间；查找模块，用于根据采集模块采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；计算模块，用于根据查找模块查找到的成对的数据包分别对应的记录模块记录的发送时间和接收时间计算延时。

优选地，上述装置还可包括：发送模块，用于将计算出的延时结果发送到网管中心进行处理；其中，所述处理包括：当计算出的延时结果超过预设的延时参数时，发出报警。

为实现上述第三目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种延时的测量系统，包括：延时的测量装置；该延时的测量装置用于分别采集至少一个发送数据包第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数，并分别对应记录发送时间和接收时间，根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包，并根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时。

本发明各实施例的延时的测量方法、装置和系统，通过对采集的接收数据包和发送数据包对应记录发送时间和接收时间，并在查找到成对的数据包后根据其对应记录的发送时间和接收时间计算延时，进而解决了现有技术中，只有当延时通过客诉反映出来后再才去调查，及时性、准确性差，并且必须引入测量延时用的数据包才能测量延时的技术问题，进而取得了，可快速准确的测量延时，无需进入测量延时用的数据包，保证网络安全，提高测量延时效率的技术效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据现有技术中的ping方案的示意图；

图2为根据本发明延时的测量方法实施例一的流程示意图；

图3为根据本发明延时的测量方法实施例二的场景示意图；

图4为根据本发明延时的测量方法实施例二的流程示意图；

图5为根据本发明延时的测量方法实施例二的采集关键参数的示意图；

图6为根据本发明延时的测量方法实施例二的TCP/IP协议格式的示意图；

图7为根据本发明延时的测量装置实施例的结构示意图；

图8为根据本发明延时的测量装置实施例的另一结构示意图；

图9为根据本发明延时的测量系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

方法实施例

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种延时的测量方法，如图2所示，包括：

S101，分别采集至少一个发送数据包的第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数，并分别对应记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间；

其中，发送数据包：为从本端发送出去到远端的数据包；接收数据包：为本端接收到的来自远端的数据包。本端，远端在本实施例中可代表本地路由器和异地路由器。

其中，第一关键参数主要包括：发送数据包的源/目的IP地址，发送数据包的源/目的端口号，以及发送数据包的序列号；

第二关键参数主要包括：接收数据包的源/目的IP地址，接收数据包的源/目的端口号，以及接收数据包的序列号。

S103，根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；

其中，上述成对的数据包：指一对数据包，由本端1发送到远端1的一个发送数据包和远端1发送到本端1的一个接收数据包组成，其中，发送数据包的接收地址刚好是接收数据包的发送地址，且接收数据包的发送地址，也刚好是发送数据包的接收地址。即：发送数据包的源和目的IP地址正好是接收数据包的目的和源IP地址，该发送数据包的源和目的端口号正好是该接收数据包的目的和源端口号，更优选的，该发送数据包的序列号与该接收数据包的序列号相邻。

S105，根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时。

查找到的成对的数据包即是本端1发送到远端1的发送数据包后，远端1返回的接收数据包，因此，这样的数据包是本端1与远端1进行某种业务，例如打电话时，相互交互的数据包，故而通过成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间可以计算出在打电话时，数据包从本端1到远端1，再回到本端1所产生的延时。

本实施例提供的方法，直接通过监控发送数据包和接收数据包，从而通过计算发送时间和接收时间求得延时的技术方案，解决了现有技术中，必须通过引入额外的数据包测量延时的技术问题，进而取得了在数据包发送过程中便可发现延时，快速准确，效率高，并且不会给网络带来安全的隐患的技术效果。

实施例二

本实施例以如图3所示的场景为例，提供一种延时的测量方法，参照图3，本端、远端为PE路由器，负责将各业务系统的数据包接入IP承载网，本发明实施例主要检测本端和远端之间执行某业务系统时，时延情况。其中，IP承载网为多个大型路由器设备组成的IP网络，包括众多路由器、传输设备；延时测量服务器为本发明实施例中提供的用于延时测量的关键设备，该延时测量服务器与本端PE路由器通过网线或光纤直连，并可直接读取本端PE路由器中数据包的关键参数，同时，该延时测量服务器与网管中心进行对接，一般直接将延时结果发送到网络中心，该网络中心可以根据延时结果呈现网络告警，及时发现网络问题，通过短信、电话、派发工单等方式第一时间处理故障。

如图4所示，该方法包括：

无论是业务系统2还是业务系统3与业务系统2执行某项业务时，业务系统1的发送数据包和来自业务系统2(或业务系统3)的接收数据包均将经过本端。

S201，在发送数据包和接收数据包经过本端时，延时测量服务器分别对流经本端的每个发送数据包采集其第一关键参数，并在采集每个发送数据包时执行时间戳操作，即记录发送数据包的发送时间；对每个接收数据包采集其第二关键参数，并在采集每个即数据包时执行时间戳操作，即记录发送数据包的接收时间。

如图5所示，为采集到的关键参数。

其中，在本实施例中，第一关键参数为：发送数据包的源和目的IP地址，源和目的端口号，以及序列号；第二关键参数为：接收数据包的源和目的IP地址，源和目的端口号，以及序列号。

如图6所示为当数据包支持TCP/IP协议时，数据包中包括的关键参数的格式。若是支持其它协议，如UDP(User Datagram Protocol，用户数据包协议)的数据包，在其数据包格式中也存在相应的关键参数，具体格式在此不一一列举。

S203，延时测量服务器以每个数据包为行，以采集到关键参数和对应记录的时间戳为列，以某一时间段(例如1小时)为一个单位，生成一个数据库文件，并分析生成的数据库文件，根据数据库文件上采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；

具体地，查找成对的数据包过程如下：

延时测量服务器查找第一关键参数中的IP地址、端口号、序列号分别与所述第二关键参数中的IP地址、端口号、序列号相对应的接收数据包和发送数据包，并将查找到的接收数据包和发送数据包作为成对的数据包，可通过显示成对数据包的列表形式列举出查找到的成对的数据包，参照下表1所示，为查找到的结果事例。

表一

优选地，可以在延时测量服务器上预设查找时间，当在预设的查找时间内，未查找到所述成对的数据包，则删除上述采集到第一关键参数、第二的关键参数，以及对应记录的发送时间和接收时间。即当一定时间后，在生成的数据库文件中仍未查找到成对的数据包时，可删除该生成的数据库文件。

S205，延时测量服务器根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时。

具体地，延时测量服务器根据列表中记录的时间戳，可计算出数据包之间的时间差获得本端到远端之间的延时。如此循环可得到本端与所有交互的远端IP地址之间的时延。并可根据计算出的延时统计生成一张延时结果列表，该列表中科以源、目的IP地址、端口号、序列号、延时为列，本端到目的端IP地址为行。

S207，延时测量服务器将计算出的延时结果，即将延时结果列表发送到网管中心进行处理；其中，所述处理包括：当计算出的延时结果超过预设的延时参数时，网管中心发出报警。

通过网管中心能够充分监控到网络中的各种隐患，为网络提供改进依据。

上面描述的S201到S207的方法，是以采集所有经过本端的数据包，并计算所有与本端交互的远端的延时为例进行描述的，该种方法在延时测量服务器的存储容量允许的情况下，优选执行。此外，若存储容量有限，或者仅需测量与本端进行交互的某个远端，例如仅测量本端与远端1时之间的延时时，则可在采集后(即S201采集关键参数后，但记录时间前)，通过增加如下步骤实现：

判断采集的关键参数中的IP地址是否为远端1的IP1地址，如果是，则将记录发送或接收时间，否则抛弃该数据包。

通过增加上述步骤，便可实现仅对指定的远端执行测量延时的技术效果，并且不需存储不必要的关键参数，也不需对不关心的数据包的关键参数进行后继的操作，可减少存储空间，降低服务器负担。

本实施例是以测量IP网络中的本端到远端之间的延时为例进行描述的，但本发明的应用并不仅限于IP网络中，也可以扩展到无线网络等其它网络中，具体实施方式是本领域技术人员根据上述描述的内容可以轻易获知的，在此不赘述。

本实施例提供的方法，直接利用现网中的数据包，从本端与远端交换的数据包中，筛选出交互中本端与远端的成对的数据包，根据两个数据包的时间差进行计算，从而获得数据包在本端和远端的时延。故而可测量出任何与本端进行信息交互的远端，到本端之间的时延。并且，延时结果可以与具有告警作用的网管中心相连，可以充分监控到网络中的各种隐患，及时性强，准确性高，因此提高了测量延时的效率。

装置实施例

根据本发明实施例，提供了一种延时的测量装置。该装置可作为上述实施例二中的延时测量服务器使用。如图7所示，该装置包括：采集模块71，记录模块72，查找模块73，计算模块74。

采集模块71，用于分别采集并存储至少一个发送数据包的第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数；记录模块72，用于分别对采集模块71采集的第一关键参数和第二关键参数对应记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间；查找模块73，用于根据采集模块71采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；计算模块74，用于根据查找模73块查找到的成对的数据包分别对应的记录模块72记录的发送时间和接收时间计算延时。

如图8所示，查找模块73包括：第一确定单元731和/或第二确定单元732。

第一确定单元731，用于查找所述第一关键参数中的源IP地址、源端口号分别与所述第二关键参数中的目的IP地址、目的端口号相同，且所述第一关键参数中的目的IP地址、目的端口号分别与所述第二关键参数中的源IP地址、源端口号相同的发送数据包和接收数据包，并将查找到的发送数据包和接收数据包作为成对的数据包。

第二确定单元732，用于查找第一关键参数中的序列号与所述第二关键参数中的序列号相邻，且所述第一关键参数中的源IP地址、源端口号分别与所述第二关键参数中的目的IP地址、目的端口号相同，且所述第一关键参数中的目的IP地址、目的端口号分别与所述第二关键参数中的源IP地址、源端口号相同的发送数据包和接收数据包，并将查找到的发送数据包和接收数据包作为成对的数据包。

并且，该装置还可包括如下模块包括：删除模块75，发送模块76。

删除模块75，用于当在预设的查找时间内，未查找到所述成对的数据包时，删除所述采集到第一关键参数和第二的关键参数。

发送模块76，用于将计算出的延时结果发送到网管中心进行处理；其中，所述处理包括：当计算出的延时结果超过预设的延时参数时，发出报警。

本实施提供的装置利用端到端测试延时的理念，从全网出发，屏蔽中间过程，可仅根据关键参数确定端到端之间各时间段在网络中的时延，不仅节省中间环节的开发成本，降低开发成本，适合部署到各个系统中，并且具有告警监控功能，能够准确定位，迅速处理，有助于提高延时测量效率。

系统实施例

根据本发明实施例，提供了一种延时测量的系统。如图8所示，该系统包括：延时的测量装置81，路由器82，网管中心83。

路由器82，用于发送和接收数据包，并将发送和接收的数据包发送到网络中；

延时的测量装置81，用于分别采集流经路由器82的至少一个发送数据包第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数，并分别对应记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间，根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包，并根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时；

网管中心83，用于监控网络的状况，在延时的测量装置81测量的延时严重时，发出告警。

本系统中延时的测量装置81还可以如上述装置实施例中延时的测量装置所述。

进一步地，在本实施例系统的另一实施形态中，该延时的测量系统也可如图3所示。

本发明各实施例的延时的测量系统，通过对采集的接收数据包和发送数据包对应记录发送时间和接收时间，并在查找到成对的数据包后根据其对应记录的发送时间和接收时间计算延时，进而解决了现有技术中，只有当延时通过客诉反映出来后再才去调查，及时性、准确性差，并且必须引入测量延时用的数据包才能测量延时的技术问题，进而取得了，可快速准确的测量延时，无需进入测量延时用的数据包，保证网络安全，提高测量延时效率的技术效果。

本发明能有多种不同形式的具体实施方式，上面以图1-图8为例结合附图对本发明的技术方案作举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例，任何的实施方式均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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

1.一种延时的测量方法，其特征在于，包括：

分别采集至少一个发送数据包的第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数，并分别记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间；

根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；

根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键参数包括：源/目的IP地址，源/目的端口号；所述根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包包括：

查找所述第一关键参数中的源IP地址、源端口号分别与所述第二关键参数中的目的IP地址、目的端口号相同，且所述第一关键参数中的目的IP地址、目的端口号分别与所述第二关键参数中的源IP地址、源端口号相同的发送数据包和接收数据包，并将查找到的发送数据包和接收数据包作为成对的数据包。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键参数包括：源/目的IP地址，源/目的端口号，序列号；所述根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包包括：

查找所述第一关键参数中的序列号与所述第二关键参数中的序列号相邻，且所述第一关键参数中的源IP地址、源端口号分别与所述第二关键参数中的目的IP地址、目的端口号相同，且所述第一关键参数中的目的IP地址、目的端口号分别与所述第二关键参数中的源IP地址、源端口号相同的发送数据包和接收数据包，并将查找到的发送数据包和接收数据包作为成对的数据包。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包后，该方法还包括：

当在预设的查找时间内，未查找到所述成对的数据包，则删除所述采集到第一关键参数和第二关键参数。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，在根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时之后，该方法还包括：

将计算出的延时结果发送到网管中心进行处理；

6.一种延时的测量装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于分别采集至少一个发送数据包的第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数；

记录模块，用于分别对采集模块采集的第一关键参数和第二关键参数对应记录发送数据包的发送时间和接收数据包的接收时间；

查找模块，用于根据采集模块采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包；

计算模块，用于根据查找模块查找到的成对的数据包分别对应的记录模块记录的发送时间和接收时间计算延时。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述查找模块包括：

第一确定单元，用于查找所述第一关键参数中的源IP地址、源端口号分别与所述第二关键参数中的目的IP地址、目的端口号相同，且所述第一关键参数中的目的IP地址、目的端口号分别与所述第二关键参数中的源IP地址、源端口号相同的发送数据包和接收数据包，并将查找到的发送数据包和接收数据包作为成对的数据包。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述查找模块包括：

第二确定单元，用于查找第一关键参数中的序列号与所述第二关键参数中的序列号相邻，且所述第一关键参数中的源IP地址、源端口号分别与所述第二关键参数中的目的IP地址、目的端口号相同，且所述第一关键参数中的目的IP地址、目的端口号分别与所述第二关键参数中的源IP地址、源端口号相同的发送数据包和接收数据包，并将查找到的发送数据包和接收数据包作为成对的数据包。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

删除模块，用于当在预设的查找时间内，未查找到所述成对的数据包时，删除所述采集到第一关键参数和第二的关键参数。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

发送模块，用于将计算出的延时结果发送到网管中心进行处理；

11.一种延时的测量系统，其特征在于，包括：如上述权利要求6至10中任意一项所述的延时的测量装置；

所述延时的测量装置，用于分别采集至少一个发送数据包第一关键参数和至少一个接收数据包的第二关键参数，并分别对应记录发送时间和接收时间，根据采集的第一关键参数和采集的第二关键参数查找成对的数据包，并根据查找到的成对的数据包分别对应的发送时间和接收时间计算延时。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

路由器，用于发送和接收数据包，并将发送和接收的数据包发送到网络中；

网管中心，用于监控网络的状况，在延时严重时，发出告警。