CN102769551A - 网络质量评测与网络优化的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种网络质量评测与网络优化的方法，该方法包括以下步骤：根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量；根据终端对当前网络的期望配置和描述，比对单场景网络质量，获取所述网络在终端期望配置下的期望网络质量；参照单场景网络质量和期望网络质量，优化当前网络。本发明还公开一种网络质量评测与网络优化的系统。本发明通过根据精确获取的当前网络质量以及期望网络质量，对网络进行优化的方法，实现了精确测评不同应用场景网络质量且根据测评结果进行网络优化的有益效果，提高了网络性能和当前网络的有效利用率，提升了用户体验。

Description

网络质量评测与网络优化的方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种网络质量评测与网络优化的方法及系统。

背景技术

随着网络在人们日常工作和生活中的普及应用，网络质量成了人们重点关注的问题之一。

当前一些网络质量评测方法是通过下述方式实现的：对时延、重传率、抖动等网络参数进行统计和计算，得到网络质量参数，通过得到的网络质量参数对网络质量进行评测。现有技术的这类方法存在以下问题：

（一）、根据网络质量参数无法精确地判断网络的质量。现有技术方法通过对上述时延、重传率、抖动等参数进行统计，计算得到一个评测值，通过该值反映网络情况。该方法不能判断当前网络所适合的具体应用场景，因此无法对网络质量进行精确描述，如局域网质量、城域网质量、Wi-Fi（WirelessFidelity，无线上网技术）网络质量、连接国外网络质量等。

（二）、在相同的网络环境中，不同的应用，其体验可能完全不同。例如，在时延较大的网络环境（即长肥管道）中，只要丢包率低，FTP（File TransferProtocol，文件传输协议）下载依然可以达到很高的速度，其网络体验良好；但是，VOIP（Voice over Internet Phone，网络语音电话业务）可能就无法工作。利用现有技术评测的网络或线路质量，无法表达各类应用的真实体验和用户感受。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种网络质量评测与网络优化的方法及系统，旨在精确评测不同应用场景的网络质量，并根据评测结果进行网络优化。

本发明公开了一种网络质量评测与网络优化的方法，包括以下步骤：

步骤S01、根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量；

步骤S02、根据所述终端对当前网络的期望配置和描述，比对所述单场景网络质量，获取所述网络在所述终端期望配置下的期望网络质量；

步骤S03、参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

优选地，所述步骤S01之前还包括步骤：

步骤S10、终端定义网络类型，并通过网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

步骤S20、根据所述规则库，所述终端配置并描述所述整体期望网络。

优选地，所述步骤S02之后还包括步骤：

步骤S04、参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，所述终端优化当前网络。

优选地，所述步骤S01具体包括：

根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数；

根据所述当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；

判断所述成对比较矩阵是否满足一致性要求；

若是，则获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；

将所述特征向量进行归一化，获取所述单场景网络质量的决策权重向量，并根据所述决策权重向量和所述当前网络参数，获取所述单场景网络质量。

优选地，所述步骤S04具体包括：

识别当前网络应用场景，根据所述配置并描述的期望网络，获取期望网络矩阵；

根据所述期望网络矩阵，判断所述当前质量值是否大于预置阈值；

若否，则优化当前网络。

本发明还公开一种网络质量评测与网络优化的系统，包括：

单场景网络质量获取模块，用于根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量；

期望网络质量获取模块，用于根据所述终端对当前网络的期望配置和描述，比对所述单场景网络质量，获取所述网络在所述终端期望配置下的期望网络质量；

网络优化模块，用于参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

优选地，所述网络质量评测与网络优化的系统还包括：

终端；

所述终端用于，定义网络类型，并通过网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

根据所述规则库，配置并描述所述整体期望网络。

优选地，所述终端还用于：

参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

优选地，所述单场景网络质量获取模块具体包括：

矩阵获取单元，用于根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数；根据所述当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；

一致性检验单元，用于判断所述成对比较矩阵是否满足一致性要求；若是，则获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；

归一化单元，用于将所述特征向量进行归一化，获取所述单场景网络质量的决策权重向量，并根据所述决策权重向量和所述当前网络参数，获取所述单场景网络质量。

优选地，所述终端具体包括：

规则配置模块，用于定义所述网络类型，并通过所述网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

期望网络配置模块，用于根据所述规则库，所述终端配置并描述所述整体期望网络；

网络优化模块，用于参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络；

所述网络优化模块具体包括：

网络矩阵获取单元，用于识别当前网络应用场景，根据所述配置并描述的期望网络，获取期望网络矩阵；

网络优化单元，用于根据所述期望网络矩阵，判断所述当前质量值是否大于预置阈值；若否，则优化当前网络。

本发明通过针对不同的网络场景，根据获取的当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量，同时精确地给出满足终端需求的整体网络性能指标的期望网络质量，并根据所述单场景网络质量和期望网络质量，优化当前网络的方法，真实地反馈了当前网络对各网络场景的适用情况，实现了精确测评不同应用场景网络质量且根据测评结果进行网络优化的有益效果，提高了网络性能和当前网络的有效利用率，提升了用户体验。

附图说明

图1是本发明网络质量评测与网络优化的方法第一实施例流程示意图；

图2是本发明网络质量评测与网络优化的方法中单个场景质量测评框图；

图3是本发明网络质量评测与网络优化的方法中整体网络期望质量测评框图；

图4是本发明网络质量评测与网络优化的方法中网络的链路选择、负载均衡决策优化框图；

图5是本发明网络质量评测与网络优化的方法第二实施例流程示意图；

图6是本发明网络质量评测与网络优化的方法第三实施例流程示意图；

图7是本发明网络质量评测与网络优化的方法中流量与应用控制决策优化框图；

图8是本发明网络质量评测与网络优化的方法系统整体框图；

图9是本发明网络质量评测与网络优化的方法中获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量一实施例流程示意图；

图10是本发明网络质量评测与网络优化的方法中终端优化网络一实施例流程示意图；

图11是本发明网络质量评测与网络优化的系统第一实施例结构示意图；

图12是本发明网络质量评测与网络优化的系统第二实施例结构示意图；

图13是本发明网络质量评测与网络优化的系统中终端一实施例结构框图；

图14是本发明网络质量评测与网络优化的系统中单场景网络质量获取模块一实施例结构框图；

图15是本发明网络质量评测与网络优化的系统中终端的网络优化模块一实施例结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明下述各实施例中所用到的具体应用场景，除非特殊说明，均以远程FTP应用场景为例进行分析。特别地，下述各实施例以具体的远程FTP应用场景仅仅为了方便描述本发明的具体实施方式，并不用于限制本发明的应用范围。

参照图1，图1是本发明网络质量评测与网络优化的方法第一实施例流程示意图；如图1所示，本发明网络质量评测与网络优化的方法包括以下步骤：

步骤S01、根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量；

用户终端（包括运营商）可以根据自己对网络的需求，对网络进行分类；网关根据终端定义的不同网络类型，统计整个网络的当前网络参数；在一优选的实施例中，所述当前网络参数包括：时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽等。对终端定义的每一类网络场景，网关采用改进的层级分析法建立场景模型，求解当前网络状况对应的该种网络场景的质量，即获取当前网络条件下，单个网络场景所对应的单场景网络质量。所述改进的层级分析法指的是将单个网络场景分为方案层、决策层和目标层，对方案层、决策层和目标层从下到上逐层对整体网络情况进行评测，获取单场景网络质量。

具体地，参照图2，图2是本发明网络质量评测与网络优化的方法中单个场景质量测评框图；如图2所示，定义当前网络为方案层，定义网络参数即时延、丢包率、抖动和带宽利用率等为决策层，定义远程FTP场景网络质量为目标层。在方案层，根据实际网络环境确定决策层的各网络参数；在决策层，根据远程FTP的规则，确定上述各网络参数在远程FTP应用下的权重；最后，在目标层，根据当前网络参数判断当前网络在远程FTP应用情况下的网络质量，根据判断结果，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量。

步骤S02、根据所述终端对当前网络的期望配置和描述，比对所述单场景网络质量，获取所述网络在所述终端期望配置下的期望网络质量；

根据用户终端对整体期望网络的配置和描述，以及获取的当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量，同样采用上述改进的层级分析法，迭代计算出整个网络在用户终端期望配置描述下的期望网络质量。

具体地，图3是本发明网络质量评测与网络优化的方法中整体期望网络质量测评框图；如图3所示，用户终端可根据对当前网络应用的需求，按照上述对网络类型的定义方法对网络应用场景进行配置，得到用户终端期望的网络状况矩阵即网络场景成对比较矩阵。然后按照上述改进的层次分析法，从下到上逐层对整体网络情况进行评测，得到当前网络环境的整体衡量标准和当前网络对各网络场景的适用情况。最后网关对整体网络质量进行归一化处理，将质量映射到0~100区间，以便更直观地表示期望网络质量。默认情况下，用户终端对所有网络场景的期望程度均相等。若某一场景应用优势特别明显，可进行特殊提示和处理。

步骤S03、参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

评测系统根据用户的期望，得到整体期望网络质量，同时根据网络场景的描述规则库得到不同网络场景的使用情况。根据用户的期望、整体网络质量、各个网络场景的网络质量，网关可以进行负载均衡、链路优化、流量控制等网络优化和决策行为。在一优选的实施例中，所述网络优化主要包括两方面，一方面是对内网的优化，该部分主要是通过应用控制和流量控制等措施，在内网质量不理想的情况下，限制某些流量和应用，借此来保证关键应用和流量的理想使用；另一方面是对网络设备的优化，网络设备（如路由器等）通过对网络流量的链路选择、链路优化等，使不同的网络流量经过相对比较恰当的网络转发出去，进而优化整体网络。

下面以链路选择与负载均衡类优化为例来具体描述网络进行的网络优化和决策行为。

参照图4，图4是本发明网络质量评测与网络优化的方法中网络的链路选择、负载均衡决策优化框图；如图4所示，假设当前网管设备A有三个网络出口1、2、3，分别连接三个网络w1、w2、w3，当前网络场景库有两个场景：即时通信和远程FTP。三个网络w1、w2、w3在两个场景下的网络质量分别为w1（50，80）、w2（75，50）和w3（60，63）。当内部网络有远程文件下载的网络请求时，将所有远程文件下载请求都经过1出口连接到网络w1；同样，所有即时通信数据都经过2出口从w2传输。这样便能够很好地进行链路优化和网络的负载均衡，提高网络质量和利用率。

随着网络描述规则的增多，可以采用更加通用的方法进行链路选取。例如，将所有网络对应的网络质量向量组成一个矩阵，所述w1（50，80）、w2（75，50）、w3（60，65）可组成网络场景成对比较矩阵 $\left[\begin{array}{ccc}50& 75& 60\\ 80& 50& 65\end{array}\right],$ 对其做初等变换得到场景矩阵 $\left[\begin{array}{ccc}0& 1& 0\\ 1& 0& 0\end{array}\right],$ 符合场景一即远程FTP应用的数据都通过1出口经w1传输，符合场景二即即时通信的数据都通过2出口经w2传输，链路3则可作为其他应用的传输通道和备选通道。

本实施例通过根据终端定义的不同网络类型及对整体期望网络的配置和描述，统计当前网络参数并获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量和整体网络在所述终端期望配置下的期望网络质量的方法，实现了精确测评不同应用场景网络质量且根据测评结果进行网络优化的有益效果，提高了网络质量和当前网络的有效利用率。

参照图5，图5是本发明网络质量评测与网络优化的方法第二实施例流程示意图；本发明网络质量评测与网络优化的方法第二实施例与第一实施例的区别是，在步骤S01之前增加了步骤S10和步骤S20；本实施例仅对步骤S10和步骤S20作具体描述，本实施例所涉及的其他步骤请参照第一实施例的具体描述，在此不再赘述。

如图5所示，本发明网络质量评测与网络优化的方法在步骤S01之前还包括步骤：

步骤S10、终端定义网络类型，并通过网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

网络状况的描述和规则的指定依赖但不仅限于下述网络参数：时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽；用户终端（包括运营商）可根据自己对网络的需求，对网络进行分类并用网络参数对分类的网络类型进行描述。场景描述可形成场景规则库，便于管理和评测。所述终端按照网络参数之间相对权重对网络类型进行描述，每一种网络场景都形成一个成对比较矩阵，该成对比较矩阵就是该网络场景的场景特征矩阵，用于对特定网络场景进行描述，并唯一确定网络场景。

步骤S20、根据所述规则库，所述终端配置并描述所述整体期望网络。

所述终端根据所述规则库，配置所述整体期望网络，并对其配置的各网络场景进行描述；下面以远程FTP应用场景为例来具体描述所述终端配置并描述所述整体期望网络的过程。

远程FTP传输适用的网络类型可以接受较大的时延和适当的抖动；通常，在远程FTP应用场景中，传输时延一般较大，占用网络带宽不是特别多，且其他参数对远程FTP影响不大。因此可根据成对比较法得到如下成对比较矩阵作为远程FTP应用的特征矩阵，远程FTP应用场景规则描述矩阵如下表所示。

远程FTP应用	时延(D)	丢包率(L)	抖动（V）	带宽利用率（b/B）
					时延（D）	1	1/7	1/5	1/3
丢包率（L）	7	1	3	4
					抖动（V）	5	1/3	1	3
带宽利用率（b/B）	3	1/4	1/3	1

如上表远程FTP应用场景规则描述矩阵中，对成对比较的尺度定义如下：

1——表示第i个因素与第j个因素的影响相同；

3——表示第i个因素比第j个因素的影响稍强；

5——表示第i个因素比第j个因素的影响强；

7——表示第i个因素比第j个因素影响明显强；

9——表示第i个因素比第j个因素影响绝对的强；

2、4、6、8均表示第i个因素相对于第j个因素的影响介于上述两个相邻等级之间；

1/3、1/4、1/5、1/7表示与3、4、5、7的定义相反。

按照上述同样的方法，也可以定义局域网场景、实时通信场景等网络应用场景，各网络场景的具体定义过程在此不再赘述。

本实施例通过终端预先对各网络进行分类、对不同的网络类型及整体期望网络进行配置并描述的方法，具有唯一确定网络场景的有益效果，为后续精确获取当前网络质量提供重要前提。

参照图6，图6是本发明网络质量评测与网络优化的方法第三实施例流程示意图；本发明网络质量评测与网络优化的方法第三实施例与第二实施例的区别是，在步骤S02之后还包括步骤S04；本实施例仅对步骤S04作具体描述，本实施例所涉及的其他步骤请参照上述相关实施例，在此不再赘述。

如图6所示，本发明网络质量评测与网络优化的方法在步骤S02之后还包括步骤：

步骤S04、参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，所述终端优化当前网络。

参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，用户可对自己的行为进行规范，比如通过流量、应用等控制优化网络，限制某些网络场景或应用的流量行为，调整网络为满足用户自身需求的网络。下面以流量控制与应用控制类优化来具体描述所述终端优化当前网络的过程。

参照图7，图7是本发明网络质量评测与网络优化的方法中流量与应用控制决策优化框图；如图7所示，对流量控制与应用控制的优化主要应用于流控设备和网络管理设备，用于管理网络行为和网络应用。

例如，在晚上18~22时之间，家庭网络应用需求较大，同时即时通信类应用（如QQ聊天）和普通应用类（如浏览网页、看新闻）等需求非常大。用户（和/或运营商、和/或网络供应商、和/或网络管理设备）需要根据自己对网络的需求，对期望网络进行配置描述，然后查询当前网络状态；若当前网络状态对用户需求的网络质量不高，则用户可对网络进行流控或应用控制，如限制下载流量、限制视频流量等。用户首先对期望网络情况进行配置描述，得到期望网络状况矩阵即网络场景描述矩阵。假设当前有四个场景：即时通信、普通应用、远程FTP、视频音频传输。由于此时用户要加强普通应用和即时通信两个网络场景，获取期望网络矩阵： $\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 3& 3\\ 1& 1& 3& 3\\ 1/3& 1/3& 1& 1\\ 1/3& 1/3& 1& 1\end{array}\right];$ 根据期望矩阵和各个场景的网络质量，得到整个网络在用户期望下的网络质量F。若F的值较大，即大于预置阈值，则表明当前网络能较好的适用于用户对网络的期望；若F值较小，没能超过预先设置的阈值，则需要对当前网络进行流量控制和应用控制。假设此时网络中四个场景的单场景网络质量向量为（60，50，55，70），则可以限制第四个场景即视频音频传输的网络流量和网络应用，进而提高即时通信和普通应用的网络质量。

下面对本发明网络质量评测与网络优化的方法实施全过程进行具体描述。参照图8，图8是本发明网络质量评测与网络优化的方法系统整体框图；如图8所示，本发明网络质量评测与网络优化的方法主要分为两大部分，一部分是通过用户终端的配置和描述，对网络质量进行评价；第二部分是根据第一部分的评价结果进行相应的处理，如流量控制、应用控制、链路优化、负载均衡等。具体地，本发明网络质量评测与网络优化的方法的整体流程为：从网络数据流中提取网络参数，根据网络参数及网络场景描述规则库，按照网络场景规则，评测单个网络场景，获取单场景网络质量；根据用户期望的网络整体配置描述，进行用户期望的网络整体质量的评测，获取期望网络质量；根据所述单场景网络质量和期望网络质量，评测系统和用户终端进行流量控制、链路选择与决策优化。

本实施例通过终端根据单场景网络质量和期望网络质量、优化网络质量的方法，具有提高网络利用率和网络整体性能指标的有益效果，提升了用户体验。

参照图9，图9是本发明网络质量评测与网络优化的方法中获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量一实施例流程示意图；本实施例仅对步骤S01作进一步描述，本实施例涉及的其他步骤请参照上述实施例，在此不再赘述。

如图9所示，本发明网络质量评测与网络优化的方法中，步骤S01、根据终端定义的不同网络类型，统计整体网络的当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量的步骤具体包括：

步骤S11、根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数；

用户终端（包括运营商）可以根据自己对网络的需求，对网络进行分类；网关根据终端定义的不同网络类型，统计整个网络的当前网络参数；在一优选的实施例中，所述当前网络参数包括：时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽等。

步骤S 12、根据所述当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；

根据当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，如在某一具体的网络场景中，当前网络参数为时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽，比较上述各网络参数对当前网络的硬性强度即各网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；在一优选的实施例中，获取的所述成对比较矩阵为 $A=\left[\begin{array}{cccc}1& 1/7& 1/5& 1/3\\ 7& 1& 3& 4\\ 5& 1/3& 1& 3\\ 3& 1/4& 1/3& 1\end{array}\right];$ 所述获取网络场景成对比较矩阵的具体过程请参照图5所述实施例中对所述成对比较矩阵的获取过程，在此不再赘述。

步骤S13、判断所述成对比较矩阵是否满足一致性要求；若是，则执行步骤S14；若否，则执行步骤S15；

步骤S14、获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；

步骤S15、重新配置成对比较矩阵；并返回执行步骤S13；

根据网络规则库中的相关一致性规则，判断获取的所述成对比较矩阵是否满足一致性要求。若所述成对比较矩阵满足一致性要求，则获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；在一优选的实施例中，上述成对比较矩阵 $A=\left[\begin{array}{cccc}1& 1/7& 1/5& 1/3\\ 7& 1& 3& 4\\ 5& 1/3& 1& 3\\ 3& 1/4& 1/3& 1\end{array}\right]$ 所对应的特征值所对应的特征向量为

对其进行一致性检验，即判断所述特征向量中的各项特征值是否均大于预置阈值，在本实施例中，设置预置阈值为CI为0.0395；显然，特征向量中的每一项特征值均大于预置阈值CI，满足一致性要求；若所述成对比较矩阵不满足一致性要求，则采用上述对所述成对比较矩阵的获取方法，重新配置成对比较矩阵，并再次判断是否满足一致性要求，如此循环，直至通过一致性检验。

步骤S16、将所述特征向量进行归一化，获取所述单场景网络质量的决策权重向量，并根据所述决策权重向量和所述当前网络参数，获取所述单场景网络质量。

将通过一致性检验的成对比较矩阵的最大特征值所对应的特征向量进行归一化处理，在一优选的实施例中，采用归一化向量进行归一化处理，获取所述当前单场景网络质量的决策权重向量

根据所述决策权重向量，以及获取的所述当前网络参数，将决策因素先处理为相同量纲之后，采用公式：

F_远程FTP＝0.0559×f_D+0.5476×f_l+0.2699×f_v+0.1266×f_b/B；

其中，f_D、f_l、f_v、f_b/B分别为时延（D）、丢包率（l）、抖动（v）、带宽利用率（b/B）经过一定处理后的值，所述f_D、f_l、f_v、f_b/B用于描述各种网络参数对当前网络质量的影响。最后计算出F_远程FTP，即当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量，所述单场景网络质量用于表示在远程FTP应用场景下的网络状况。

在一优选的实施例中，可进一步对F_远程FTP进行归一化处理，将F_远程FTP的值映射到0~100的评分区间上，从而更符合用户的使用习惯，便于用户查阅；比如此时F=95的网络质量比F=80的网络质量好。

本实施例通过根据当前网络参数及所述网络参数之间的相对权重，获取网络场景成对比较矩阵，通过一致性检验后，获取当前单场景网络质量的决策权重向量，进而获取所述单场景网络质量的方法，具有根据不同网络的不同应用场景，精确获取当前单场景网络质量的有益效果，为后续优化当前网络质量提供重要前提。

参照图10，图10是本发明网络质量评测与网络优化的方法中终端优化网络一实施例流程示意图；本实施例仅对步骤S04作进一步描述，本发明网络质量评测与网络优化的方法所涉及的其他步骤请参照上述相关实施例，在此不再赘述。

如图10所示，本发明网络质量评测与网络优化的方法中，步骤S04、参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，所述终端优化当前网络的步骤具体包括以下步骤：

步骤S21、识别当前网络应用场景，根据所述配置并描述的期望网络，获取期望网络矩阵；

用户终端可根据对当前网络应用的需求，按照上述配置方法对网络应用场景进行配置，得到用户期望网络状况矩阵即网络场景成对比较矩阵。

步骤S22、根据所述期望网络矩阵，判断所述当前质量值是否大于预置阈值；若否，则执行步骤S23；若否，则说明当前网络质量良好，不需要再进行进一步优化。

步骤S23、优化当前网络。

按照上述改进的层次分析法，从下到上逐层对整体网络情况进行评测，得到当前网络环境的整体衡量标准和当前网络对各网络场景的适用情况；对整体网络质量进行归一化处理，将质量映射到0~100区间，以便更直观的表示网络质量。判断获取的当前质量值是否大于预置阈值，若是，则说明当前网络质量良好，能够适于用户当前的使用，不需要再进行进一步优化处理；若当前质量值不大于预置阈值，则优化当前网络。默认情况下，用户对所有网络场景的期望程度相等。若某一场景应用优势特别明显，可进行特殊提示和处理。终端根据单场景网络质量和期望网络质量，对当前网络进行优化的具体过程描述请参照图7所述实施例，在此不再赘述。

本实施例通过识别当前网络应用场景，获取期望网络矩阵且在期望网络矩阵的当前质量值不大于预置阈值时，优化当前网络的方法，具有提高当前网络利用率和当前网络性能指标的有益效果，提升了用户体验。

参照图11，图11是本发明网络质量评测与网络优化的系统第一实施例结构示意图；如图11所示，本发明网络质量评测与网络优化的系统包括：

单场景网络质量获取模块01，用于根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量；

终端可以根据自己对网络的需求，对网络进行分类；单场景网络质量获取模块01根据终端定义的不同网络类型，统计整个网络的当前网络参数；在一优选的实施例中，所述当前网络参数包括：时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽等。对终端定义的每一类网络场景，单场景网络质量获取模块01采用改进的层级分析法建立场景模型，求解当前网络状况对应的该种网络场景的质量，即获取当前网络条件下，单个网络场景所对应的单场景网络质量。所述改进的层级分析法指的是将单个网络场景分为方案层、决策层和目标层，对方案层、决策层和目标层从下到上逐层对整体网络情况进行评测，获取单场景网络质量。有关单场景网络质量的测评方法请参照图2所述实施例的具体描述，在此不再赘述。

期望网络质量获取模块02，用于根据所述终端对当前网络的期望配置和描述，比对所述单场景网络质量，获取所述网络在所述终端期望配置下的期望网络质量；

根据终端对整体期望网络的配置和描述，以及获取的当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量，期望网络质量获取模块02同样采用上述改进的层级分析法，迭代计算出整个网络在用户终端期望配置描述下的期望网络质量。终端对整体期望网络的网络质量测评过程请参照图3所述实施例的具体描述，在此不再赘述。

网络优化模块03，用于参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

期望网络质量获取模块02根据用户的期望，得到整体期望网络质量，同时根据单场景网络质量获取模块01获取的不同网络场景的使用情况，网络优化模块03根据用户的期望、整体网络质量、各个网络场景的网络质量，网关可以进行负载均衡、链路优化、流量控制等网络优化和决策行为。在一优选的实施例中，所述网络优化模块03进行网络优化主要包括两方面，一方面是对内网的优化，该部分主要是通过应用控制和流量控制等措施，在内网质量不理想的情况下，限制某些流量和应用，借此来保证关键应用和流量的理想使用；另一方面是对网络设备的优化，网络设备（如路由器等）通过对网络流量的链路选择、链路优化等，使不同的网络流量经过相对比较恰当的网络转发出去，进而优化整体网络。

本发明网络质量评测与网络优化的系统中，对链路选择与负载均衡类优化的具体网络优化和决策行为的实施过程，请参照图4所述实施例的具体描述，在此不再赘述。

本实施例通过根据终端定义的不同网络类型及对整体期望网络的配置和描述，统计当前网络参数并获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量和整体网络在所述终端期望配置下的期望网络质量，实现了精确测评不同应用场景网络质量且根据测评结果进行网络优化的有益效果，提高了网络质量和当前网络的有效利用率。

参照图12，图12是本发明网络质量评测与网络优化的系统第二实施例结构示意图；本发明网络质量评测与网络优化的系统第二实施例与第一实施例的区别是，在第一实施例的基础上还包括终端04；本实施例仅对终端04作具体描述，本发明网络质量评测与网络优化的系统所涉及的其他模块，请参照上述相关实施例，在此不再描述。

如图12所示，本发明网络质量评测与网络优化的系统还包括：

终端04；

所述终端04用于，定义网络类型，并通过网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；根据所述规则库，配置并描述所述整体期望网络。所述终端还用于：参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

参照图13，图13是本发明网络质量评测与网络优化的系统中终端一实施例结构框图；如图13所示，本发明网络质量评测与网络优化的系统中，终端04具体包括：

规则配置模块041，用于定义所述网络类型，并通过所述网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

网络状况的描述和规则的指定依赖但不仅限于下述网络参数：时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽；用户终端04（包括运营商）中的规则配置模块041可根据终端04对网络的需求，对网络进行分类并用网络参数对分类的网络类型进行描述。规则配置模块041通过对场景的描述建立场景规则库，便于管理和评测。

期望网络配置模块042，用于根据所述规则库，所述终端配置并描述所述整体期望网络；

所述终端04的规则配置模块041按照网络参数之间相对权重对网络类型进行描述，每一种网络场景都形成一个成对比较矩阵，该成对比较矩阵就是该网络场景的场景特征矩阵，期望网络配置模块042根据所述规则库对特定网络场景进行配置和描述，并唯一确定网络场景。具体地，所述期望网络配置模块042根据所述规则配置模块041建立的规则库，配置所述整体期望网络，并对其配置的各网络场景进行描述；下面以远程FTP应用场景为例来具体描述所述终端04配置并描述所述整体期望网络的过程。

远程FTP传输适用的网络类型可以接受较大的时延和适当的抖动；通常，在远程FTP应用场景中，传输时延一般较大，占用网络带宽不是特别多，且其他参数对远程FTP影响不大。因此可根据成对比较法得到如下成对比较矩阵作为远程FTP应用的特征矩阵，远程FTP应用场景规则描述矩阵如下表所示。

远程FTP应用	时延(D)	丢包率(L)	抖动（V）	带宽利用率（b/B）
					时延（D）	1	1/7	1/5	1/3
丢包率（L）	7	1	3	4
					抖动（V）	5	1/3	1	3
带宽利用率（b/B）	3	1/4	1/3	1

如上表远程FTP应用场景规则描述矩阵中，对成对比较的尺度定义如下：

1——表示第i个因素与第j个因素的影响相同；

3——表示第i个因素比第j个因素的影响稍强；

5——表示第i个因素比第j个因素的影响强；

7——表示第i个因素比第j个因素影响明显强；

9——表示第i个因素比第j个因素影响绝对的强；

2、4、6、8均表示第i个因素相对于第j个因素的影响介于上述两个相邻等级之间；

1/3、1/4、1/5、1/7表示与3、4、5、7的定义相反。

按照上述同样的方法，也可以定义局域网场景、实时通信场景等网络应用场景，各网络场景的具体定义过程在此不再赘述。

网络优化模块043，用于参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络；

参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，终端04的网络优化模块043可对终端04的行为进行规范，比如通过流量、应用等控制优化网络，限制某些网络场景或应用的流量行为，调整网络为满足用户自身需求的网络。所述网络优化模块043优化决策的具体实施过程请参照图7所述实施例，在此不再赘述。

本实施例通过终端预先对各网络进行分类、对不同的网络类型及整体期望网络进行配置并描述，具有唯一确定网络场景的有益效果，为后续精确获取当前网络质量提供重要前提。

参照图14，图14是本发明网络质量评测与网络优化的系统中单场景网络质量获取模块一实施例结构框图；本实施例仅对单场景网络质量获取模块01作进一步描述，本发明网络质量评测与网络优化的系统所涉及的其他模块请参照上述相关实施例，在此不再赘述。

如图14所示，本发明网络质量评测与网络优化的系统中，单场景网络质量获取模块01具体包括：

矩阵获取单元011，用于根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数；根据所述当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；

用户终端04（包括运营商）可以根据自己对网络的需求，对网络进行分类；矩阵获取单元011根据终端04定义的不同网络类型，统计整个网络的当前网络参数；在一优选的实施例中，所述当前网络参数包括：时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽等。矩阵获取单元011根据当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，如在某一具体的网络场景中，当前网络参数为时延、重传率、丢包率、抖动、实用带宽和理论带宽，矩阵获取单元011比较上述各网络参数对当前网络的硬性强度即各网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；在一优选的实施例中，矩阵获取单元011获取的所述成对比较矩阵为 $A=\left[\begin{array}{cccc}1& 1/7& 1/5& 1/3\\ 7& 1& 3& 4\\ 5& 1/3& 1& 3\\ 3& 1/4& 1/3& 1\end{array}\right];$ 所述矩阵获取单元011获取网络场景成对比较矩阵的具体过程请参照图5所述实施例中对所述成对比较矩阵的获取过程，在此不再赘述。

一致性检验单元012，用于判断所述成对比较矩阵是否满足一致性要求；若是，则获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；

根据网络规则库中的相关一致性规则，一致性检验单元012判断矩阵获取单元011获取的所述成对比较矩阵是否满足一致性要求。若所述成对比较矩阵满足一致性要求，则一致性检验单元012获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；在一优选的实施例中，上述矩阵获取单元011获取的成对比较矩阵 $A=\left[\begin{array}{cccc}1& 1/7& 1/5& 1/3\\ 7& 1& 3& 4\\ 5& 1/3& 1& 3\\ 3& 1/4& 1/3& 1\end{array}\right]$ 所对应的特征值所对应的特征向量为一致性检验单元012对其进行一致性检验，即判断所述特征向量中的各项特征值是否均大于预置阈值，在本实施例中，设置预置阈值为CI为0.0395；显然，特征向量中的每一项特征值均大于预置阈值CI，满足一致性要求；若所述成对比较矩阵不满足一致性要求，一致性检验单元012则采用上述对所述成对比较矩阵的获取方法，重新配置成对比较矩阵，并再次判断是否满足一致性要求，如此循环，直至通过一致性检验。

归一化单元013，用于将所述特征向量进行归一化，获取所述单场景网络质量的决策权重向量，并根据所述决策权重向量和所述当前网络参数，获取所述单场景网络质量。

归一化单元013将通过一致性检验单元012一致性检验的所述成对比较矩阵的最大特征值所对应的特征向量进行归一化处理，在一优选的实施例中，归一化单元013采用归一化向量进行归一化处理，获取所述当前单场景网络质量的决策权重向量

根据所述决策权重向量，以及获取的所述当前网络参数，将决策因素先处理为相同量纲之后，采用公式：

F_远程FTP＝0.0559×f_D+0.5476×f_l+0.2699×f_v+0.1266×f_b/B；

其中，f_D、f_l、f_v、f_b/B分别为时延（D）、丢包率（l）、抖动（v）、带宽利用率（b/B）经过一定处理后的值，所述f_D、f_l、f_v、f_b/B用于描述各种网络参数对当前网络质量的影响。最后计算出F_远程FTP，即当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量，所述单场景网络质量用于表示在远程FTP应用场景下的网络状况。

在一优选的实施例中，归一化单元013可进一步对F_远程FTP进行归一化处理，将F_远程FTP的值映射到0~100的评分区间上，从而更符合用户的使用习惯，便于用户查阅；比如此时F=95的网络质量比F=80的网络质量好。

本实施例通过根据当前网络参数及所述网络参数之间的相对权重，获取网络场景成对比较矩阵，通过一致性检验后，获取当前单场景网络质量的决策权重向量，进而获取所述单场景网络质量，具有根据不同网络的不同应用场景，精确获取当前单场景网络质量的有益效果，为后续优化当前网络质量提供重要前提。

参照图15，图15是本发明网络质量评测与网络优化的系统中终端的网络优化模块一实施例结构框图。本实施例仅对终端04中的网络优化模块043作进一步描述，本发明网络质量评测与网络优化的系统所涉及的其他模块请参照上述相关实施例，在此不再赘述。

如图15所示，本发明网络质量评测与网络优化的系统中，终端04的网络优化模块043具体包括：

网络矩阵获取单元431，用于识别当前网络应用场景，根据所述配置并描述的期望网络，获取期望网络矩阵；

网络矩阵获取单元431可根据对当前网络应用的需求，识别当前网络应用场景，并按照上述配置远程FTP场景的方法对网络应用场景进行配置，同时，对所述期望网络进行配置和描述，进而获取终端04的期望网络矩阵即网络场景成对比较矩阵。

网络优化单元432，用于根据所述期望网络矩阵，判断所述当前质量值是否大于预置阈值；若否，则优化当前网络。

网络优化单元432按照上述改进的层次分析法，从下到上逐层对整体网络情况进行评测，得到当前网络环境的整体衡量标准和当前网络对各网络场景的适用情况；对整体网络质量进行归一化处理，将质量映射到0~100区间，以便更直观的表示网络质量。网络优化单元432判断获取的当前质量值是否大于预置阈值，若是，则说明当前网络质量良好，能够适于用户当前的使用，不需要网络优化单元432再进行进一步优化处理；若当前质量值不大于预置阈值，网络优化单元432则优化当前网络。默认情况下，用户对所有网络场景的期望程度相等。若某一场景应用优势特别明显，可进行特殊提示和处理。终端04的网络优化单元432根据单场景网络质量和期望网络质量，对当前网络进行优化的具体过程描述请参照图7所述实施例，在此不再赘述。

本实施例通过识别当前网络应用场景，获取期望网络矩阵且在期望网络矩阵的当前质量值不大于预置阈值时，优化当前网络，具有提高当前网络利用率和当前网络性能指标的有益效果，提升了用户体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种网络质量评测与网络优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01、根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量；

步骤S02、根据所述终端对当前网络的期望配置和描述，比对所述单场景网络质量，获取所述网络在所述终端期望配置下的期望网络质量；

步骤S03、参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S01之前还包括步骤：

步骤S10、终端定义网络类型，并通过网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

步骤S20、根据所述规则库，所述终端配置并描述所述整体期望网络。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S02之后还包括步骤：

步骤S04、参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，所述终端优化当前网络。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S01具体包括：

根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数；

根据所述当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；

判断所述成对比较矩阵是否满足一致性要求；

若是，则获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；

将所述特征向量进行归一化，获取所述单场景网络质量的决策权重向量，并根据所述决策权重向量和所述当前网络参数，获取所述单场景网络质量。

5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S04具体包括：

识别当前网络应用场景，根据所述配置并描述的期望网络，获取期望网络矩阵；

根据所述期望网络矩阵，判断所述当前质量值是否大于预置阈值；

若否，则优化当前网络。

6.一种网络质量评测与网络优化的系统，其特征在于，包括：

单场景网络质量获取模块，用于根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数并建立场景模型，获取当前网络条件下单个网络场景所对应的单场景网络质量；

期望网络质量获取模块，用于根据所述终端对当前网络的期望配置和描述，比对所述单场景网络质量，获取所述网络在所述终端期望配置下的期望网络质量；

网络优化模块，用于参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

终端；

所述终端用于，定义网络类型，并通过网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

根据所述规则库，配置并描述所述整体期望网络。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述终端还用于：

参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络。

9.如权利要求6至8任一项所述的系统，其特征在于，所述单场景网络质量获取模块具体包括：

矩阵获取单元，用于根据终端定义的网络类型，统计当前网络参数；根据所述当前网络参数以及所述网络参数之间的相对权重，对所述网络类型进行描述，获取网络场景成对比较矩阵；

一致性检验单元，用于判断所述成对比较矩阵是否满足一致性要求；若是，则获取所述成对比较矩阵所对应的特征矩阵的特征值，进而获取最大特征值所对应的特征向量；

归一化单元，用于将所述特征向量进行归一化，获取所述单场景网络质量的决策权重向量，并根据所述决策权重向量和所述当前网络参数，获取所述单场景网络质量。

10.如权利要求6至9任一项所述的系统，其特征在于，所述终端具体包括：

规则配置模块，用于定义所述网络类型，并通过所述网络参数对所述网络类型进行配置和描述，同时建立所述网络类型与所述网络参数的规则库；

期望网络配置模块，用于根据所述规则库，所述终端配置并描述所述整体期望网络；

网络优化模块，用于参照所述单场景网络质量和所述期望网络质量，优化当前网络；

所述网络优化模块具体包括：

网络矩阵获取单元，用于识别当前网络应用场景，根据所述配置并描述的期望网络，获取期望网络矩阵；

网络优化单元，用于根据所述期望网络矩阵，判断所述当前质量值是否大于预置阈值；若否，则优化当前网络。

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