CN102572897A - 一种无线网络中可用带宽的判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对目前的可用带宽测量方法主要针对路径的测量，其给出的是整条路径的总的信息，不能提供承压链路之外其他链路的信息，因此设计了一种高效的可用带宽测量机制，保证了业务的高效稳定传输。

Description

一种无线网络中可用带宽的判断方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及无线传输和计算机网络理论。
背景技术
可用带宽测量对许多网络应用和协议有较为重要的作用。如流媒体的速率控制、端到端的接入控制、服务器的动态选择、覆盖网络的路由选择、拥塞控制以及服务质量QoS的验证等都需要网络可用带宽测量的支持。虽然网络拓扑的改变和网络流量的瞬间变化使得在网络中进行可用带宽测量工作变得困难，但是网络背景流在短时间内是平稳的，并且网络中绝大多数端到端路径采用单条路由并且持续数天或数星期，这使得可用带宽测量成为可能。
可用带宽测量属于主动测量。现有的研究主要集中在端到端路径的可用带宽测量方面，而针对链路的测量工作主要集中在容量测量上。端到端的可用带宽测量给出整条路径的信息，实际上提供的是承压链路(可用带宽最小的链路)的信息，不能提供非承压链路的信息，然而，获取链路的却不仅仅是路径的可用带宽。进行网络行为分析，需采用主动方式获得每条链路的流量，对于服务器负载均衡的实现，一个值得考虑的因素是服务器周围网络具有较大的可用带宽，在P2P应用中，端主机为快速获取数据，需要选择周围网络负载比较低的节点提供资源。由于任意两条路径可能交叉在一起并且拥有相同的承压链路，由多条路径构成的网络的总可用带宽不能简单地通过测量每条路径的可用带宽获得，因此需要对服务器周围网络上的每条链路进行测量，或者通过测量某些关键的链路的可用带宽来估计总可用宽，可用带宽下的业务传输模型如图1所示。
目前的可用带宽测量算法主要针对路径的测量，给出的是整条路径的总的信息，不能提供承压链路之外其他链路的信息，因此有必要设计一种高效的可用带宽测量机制。
    
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决现有网络不能提供承压链路之外其他链路信息问题。
本发明为解决上述技术问题提供一种无线网络中可用带宽的判断方法，其特征在于：
A、对无线网络可用带宽进行预估计； 
B、设置无线网络系统初始化参数；
C、获取无线网络可用带宽值; 
D、设计多个探针包的发送控制器。
所述步骤A中，无线网络可用带宽预估计子步骤为：a.无线网络中的探针节点向本地服务器发送一个探针包，获取探针包的(发送—返回)RTT延迟时间                                                
Figure 849224DEST_PATH_IMAGE001
；b.得到
Figure 766365DEST_PATH_IMAGE001
后，测量节点发送第一个探针包
Figure 546102DEST_PATH_IMAGE002
用于对可用带宽进行预估计。
所述步骤B中，设置网络系统初始化参数。令
Figure 941311DEST_PATH_IMAGE003
为在时刻
Figure 384712DEST_PATH_IMAGE004
向服务器发送的一个探针包，如果测量节点得到的最后一个RTT值为
Figure 207174DEST_PATH_IMAGE005
，则包含此探针包的业务在服务器中的等待时间为，并且下一个探针包在时刻
Figure 673108DEST_PATH_IMAGE007
该业务被发送。若最后一个探针包
Figure 466620DEST_PATH_IMAGE003
在时刻
Figure 459984DEST_PATH_IMAGE007
之前到达，则此时网络中无探针包，总的流程示意图如图2所示。
所述步骤C中，使用规则
Figure 214313DEST_PATH_IMAGE008
计算可用带宽，其中为探针包长度。当我们发送
Figure 599344DEST_PATH_IMAGE010
个探针包时，对于所有个探针包，最小的积压条件满足时，则服务器的条件时间为
Figure 270814DEST_PATH_IMAGE011
，其中为探针包
Figure 314042DEST_PATH_IMAGE010
返回至探针节点的时间，所有探针包等待时间和为
Figure 649209DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 378130DEST_PATH_IMAGE014
为探针节点至本地服务器的正向传输延迟，
Figure 456945DEST_PATH_IMAGE015
为本地服务器至探针节点的反向传输延迟，
Figure 607388DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 379035DEST_PATH_IMAGE017
为最小RTT时间，
Figure 329673DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 336812DEST_PATH_IMAGE019
为本地服务器的服务速率，
Figure 689296DEST_PATH_IMAGE020
为探针包的长度，
Figure 631845DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 69779DEST_PATH_IMAGE022
为第个探针包的在本地服务器中的平均等待时间。
所述步骤D中，设计多个探针包的发送控制器，其结构如图3所示。令
Figure 589065DEST_PATH_IMAGE024
和
Figure 450317DEST_PATH_IMAGE025
分别为上行链路和下行链路中的探针信号和
Figure 724489DEST_PATH_IMAGE027
，其抽样间隔分别为
Figure 785986DEST_PATH_IMAGE028
和
Figure 70337DEST_PATH_IMAGE029
，其中为正整数，
Figure 136961DEST_PATH_IMAGE031
，
Figure 318544DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 508217DEST_PATH_IMAGE033
和
Figure 532673DEST_PATH_IMAGE034
为线性时不变(LTI)控制器系统的增益，
Figure 98784DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 400452DEST_PATH_IMAGE036
，
Figure 761027DEST_PATH_IMAGE037
，
Figure 777174DEST_PATH_IMAGE038
为参考信号，
Figure 146975DEST_PATH_IMAGE039
为时间连续LTI系统，其相应的转移函数为
Figure 37571DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure 834626DEST_PATH_IMAGE041
为时间连续LTI控制器系统的时不变Z变换，LTI控制器系统的结构如图4所示。
本发明的有益效果为：针对目前的可用带宽测量方法主要针对路径的测量，给出的是整条路径的总的信息，不能提供承压链路之外其他链路的信息，因此设计了一种高效的可用带宽测量机制，保证了业务的高效稳定传输。
附图说明
图1为可用带宽下的业务传输模型示意图；
图2为总的流程示意图；
图3为多个探针包的发送控制器结构示意图；
图4为LTI控制器系统的结构图。

Claims (5)

1.一种无线网络中可用带宽的判断方法，解决现有网络不能提供承压链路之外其他链路信息问题，包括如下步骤：
A、对无线网络可用带宽进行预估计； 
B、设置无线网络系统初始化参数；
C、获取无线网络可用带宽值；
D、设计多个探针包的发送控制器。
2.根据权利要求1的方法，对于所述步骤A其特征在于：无线网络可用带宽预估计子步骤为：a.无线网络中的探针节点向本地服务器发送一个探针包，获取探针包的(发送—返回)RTT延迟时间                                                
Figure 456555DEST_PATH_IMAGE001
；b.得到
Figure 842537DEST_PATH_IMAGE001
后，测量节点发送第一个探针包
Figure 559957DEST_PATH_IMAGE002
用于对可用带宽进行预估计。
3.根据权利要求1的方法，对于所述步骤B其特征在于：设置网络系统初始化参数，令
Figure 955166DEST_PATH_IMAGE003
为在时刻
Figure 769538DEST_PATH_IMAGE004
向服务器发送的一个探针包，如果测量节点得到的最后一个RTT值为
Figure 592001DEST_PATH_IMAGE005
，则包含此探针包的业务在服务器中的等待时间为
Figure 796717DEST_PATH_IMAGE006
，并且下一个探针包在时刻
Figure 995617DEST_PATH_IMAGE007
该业务被发送，若最后一个探针包
Figure 664496DEST_PATH_IMAGE003
在时刻
Figure 625237DEST_PATH_IMAGE007
之前到达，则此时网络中无探针包。
4.根据权利要求1的方法，对于所述步骤C其特征在于：使用规则
Figure 379566DEST_PATH_IMAGE008
计算可用带宽，其中
Figure 116578DEST_PATH_IMAGE009
为探针包长度，当我们发送个探针包时，对于所有
Figure 538649DEST_PATH_IMAGE010
个探针包，最小的积压条件满足时，则服务器的条件时间为
Figure 780274DEST_PATH_IMAGE011
，其中
Figure 55398DEST_PATH_IMAGE012
为探针包
Figure 167710DEST_PATH_IMAGE010
返回至探针节点的时间，所有探针包等待时间和为，
Figure 231798DEST_PATH_IMAGE014
为探针节点至本地服务器的正向传输延迟，
Figure 310613DEST_PATH_IMAGE015
为本地服务器至探针节点的反向传输延迟，，
Figure 49079DEST_PATH_IMAGE017
为最小RTT时间，，
Figure 351064DEST_PATH_IMAGE019
为本地服务器的服务速率，
Figure 703548DEST_PATH_IMAGE020
为探针包的长度，
Figure 646096DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 84031DEST_PATH_IMAGE022
为第个探针包的在本地服务器中的平均等待时间。
5.根据权利要求1的方法，对于所述步骤D其特征在于：设计多个探针包的发送控制器，令
Figure 446059DEST_PATH_IMAGE024
和
Figure 559509DEST_PATH_IMAGE025
分别为上行链路和下行链路中的探针信号
Figure 953581DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 177889DEST_PATH_IMAGE027
，其抽样间隔分别为和
Figure 992578DEST_PATH_IMAGE029
，其中
Figure 405105DEST_PATH_IMAGE030
为正整数，
Figure 433104DEST_PATH_IMAGE031
，
Figure 614686DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 783455DEST_PATH_IMAGE033
和
Figure 683278DEST_PATH_IMAGE034
为线性时不变(LTI)控制器系统的增益，
Figure 249388DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 551057DEST_PATH_IMAGE036
，，为参考信号，
Figure 137393DEST_PATH_IMAGE039
为时间连续LTI系统，其相应的转移函数为，
Figure 293885DEST_PATH_IMAGE041
为时间连续LTI控制器系统的时不变Z变换。
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CN108011771A (zh) * 2016-11-01 2018-05-08 阿里巴巴集团控股有限公司 网络链路可用带宽的探测方法、装置和设备

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