CN103095531A - 带宽测量方法、装置和网关设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带宽测量方法、装置和网关设备，该带宽测量方法包括：网关设备生成测试报文，并将测试报文发送给该网关设备直连的边界路由器；接收边界路由器发送的测试报文；如果网关设备确定上述边界路由器发送的测试报文为该网关设备生成的测试报文，则将上述边界路由器发送的测试报文发送给边界路由器，使得测试报文在网关设备与边界路由器之间被循环转发；如果上行速率大于下行速率，则网关设备确定下行速率为该网关设备的接入带宽。本发明中，只需对网关设备的功能稍加改进，即可完成宽带接入带宽的测量，并且测试过程只涉及网关设备和边界路由器之间的流量转发，基本排除了其他中间设备的带宽瓶颈对测试精度的影响，提高了测试精度。

Description

带宽测量方法、装置和网关设备

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种带宽测量方法、装置和网关设备。

背景技术

现有技术中常见的宽带接入方式包括小区宽带接入方式，该方式中，网络服务商采用光纤接入到楼或小区，再通过网线接入用户。该方式上下行带宽对等，通常采用的限速方式为接入端口限速。

在小区宽带接入方式中，宽带接入带宽的测量是用户最大的困扰。常见的问题如：下载速率不高，到底是下载资源的问题、线路问题还是运营商带宽问题，由于缺乏一个公认的测量手段，该问题往往得不到及时的响应和解决。

现有技术提供的带宽测量方式中，通过从测量网站下载一个视频文件或者其它格式的文件，根据下载速率来测量带宽大小。但是，该方式有如下局限性：

a）测量网站和待测试宽带接入点的距离越远，测量精度越低，实际结果受中间转发设备带宽瓶颈的限制，误差较大，特别是跨运营商情况下测量到的误差就更大；

b）受限于测量网站的带宽大小、服务器性能、同时在线测量用户数的影响，待测试宽带接入点的带宽越大，测量精度越低。

发明内容

本发明提供一种带宽测量方法、装置和网关设备，以提高宽带接入带宽的测量精度。

本发明一方面提供一种带宽测量方法，包括：

网关设备生成测试报文，并将所述测试报文发送给所述网关设备直连的边界路由器；所述测试报文的长度为预设的报文长度，所述测试报文的目的因特网协议IP地址为所述网关设备的IP地址，所述测试报文的生存时间为第一数值；

所述网关设备接收所述边界路由器发送的测试报文，所述边界路由器发送的测试报文是所述边界路由器接收到所述网关设备发送的测试报文，确定接收到的测试报文的目的IP地址为所述网关设备的IP地址，将所述接收到的测试报文的生存时间减去第二数值，并确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后发送给所述网关设备的；

如果所述网关设备确定所述边界路由器发送的测试报文为所述网关设备生成的测试报文，则所述网关设备将所述边界路由器发送的测试报文的生存时间减去所述第二数值，并确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后，将所述边界路由器发送的测试报文发送给所述边界路由器，使得测试报文在所述网关设备与所述边界路由器之间被循环转发；

所述网关设备根据第一预定时间内发送给所述边界路由器的测试报文的总长度，确定所述网关设备的上行速率，并根据第二预定时间内从所述边界路由器接收的测试报文的总长度，确定所述网关设备的下行速率；如果所述上行速率大于所述下行速率，则所述网关设备确定所述下行速率为所述网关设备的接入带宽。

本发明另一方面提供一种带宽测量装置，包括：生成模块、发送模块、接收模块和确定模块；

所述生成模块，用于生成测试报文；

所述发送模块，用于将所述生成模块生成的测试报文发送给所述带宽测量装置直连的边界路由器；所述测试报文的长度为预设的报文长度，所述测试报文的目的因特网协议IP地址为所述带宽测量装置的IP地址，所述测试报文的生存时间为第一数值；以及在所述接收模块接收所述边界路由器发送的测试报文之后，当所述确定模块确定所述接收模块接收的测试报文为所述生成模块生成的测试报文时，将所述接收模块接收的测试报文的生存时间减去所述第二数值，并在所述确定模块确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后，将所述接收模块接收的测试报文发送给所述边界路由器，使得测试报文在所述带宽测量装置与所述边界路由器之间被循环转发；

所述接收模块，用于接收所述边界路由器发送的测试报文，所述边界路由器发送的测试报文是所述边界路由器接收到所述发送模块发送的测试报文，确定接收到的测试报文的目的IP地址为所述带宽测量装置的IP地址，将所述接收到的测试报文的生存时间减去第二数值，并确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后发送给所述带宽测量装置的；

确定模块，用于根据第一预定时间内发送给所述边界路由器的测试报文的总长度，确定所述带宽测量装置的上行速率，并根据第二预定时间内从所述边界路由器接收的测试报文的总长度，确定所述带宽测量装置的下行速率；如果所述上行速率大于所述下行速率，则确定所述下行速率为所述带宽测量装置的接入带宽。

本发明再一方面提供一种网关设备，包括如上所述的带宽测量装置。

本发明的技术效果是：网关设备生成测试报文，将上述测试报文发送给该网关设备直连的边界路由器，并接收边界路由器返回的测试报文，再将接收到的测试报文发送给边界路由器，使测试报文在上述网关设备与上述边界路由器之间被循环转发。然后，网关设备分别根据第一预定时间内发送给边界路由器的测试报文的总长度和第二预定时间内从边界路由器接收的测试报文的总长度确定上述网关设备的上行速率和下行速率，如果上行速率大于下行速率，则网关设备可以确定下行速率为上述网关设备的接入带宽。本发明中，无须对边界路由器的功能进行改动，只需对网关设备的功能稍加改进，即可完成宽带接入带宽的测量，并且由于测试过程只涉及网关设备和该网关设备直连的边界路由器之间的流量转发，基本排除了性能以及其他中间设备的带宽瓶颈对测试精度的影响，提高了测试精度。

附图说明

图1为本发明带宽测量方法一个实施例的流程图；

图2为本发明应用场景一个实施例的示意图；

图3为本发明带宽测量装置一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明带宽测量方法一个实施例的流程图，如图1所示，该带宽测量方法可以包括：

步骤101，网关设备生成测试报文，并将上述测试报文发送给该网关设备直连的边界路由器。

本实施例中，直连可以为物理上直接连通，例如网关设备与边界路由器直接通过网线或光缆等连接；或者，直连也可以为网关设备通过至少一个中间设备与边界路由器连接，但上述至少一个中间设备透传上述网关设备与上述边界路由器之间交互的报文，也就是说，对于上述网关设备与上述边界路由器来说，上述至少一个中间设备是透明的。

本实施例中，上述测试报文的长度为预设的报文长度，上述测试报文的目的因特网协议（Internet Protocol；以下简称：IP）地址为上述网关设备的IP地址，上述测试报文的生存时间（Time To Live；以下简称：TTL）为第一数值。

其中，上述预设的报文长度可以在具体实现时根据测试要求和/或系统性能等自行设定，本发明实施例对预设的报文长度的大小不作限定，举例来说，上述预设的报文长度可以为1500字节。

步骤102，网关设备接收边界路由器发送的测试报文，上述边界路由器发送的测试报文是边界路由器接收到网关设备发送的测试报文，确定接收到的测试报文的目的IP地址为上述网关设备的IP地址，将上述接收到的测试报文的TTL减去第二数值，并确定减去第二数值后的TTL大于第三数值之后发送给上述网关设备的。

其中，如果边界路由器确定减去第二数值后的TTL等于第三数值，则边界路由器将丢弃上述测试报文，而不会将上述测试报文转发给网关设备。

步骤103，如果网关设备确定上述边界路由器发送的测试报文为该网关设备生成的测试报文，则上述网关设备将上述边界路由器发送的测试报文的TTL减去第二数值，并确定减去第二数值后的TTL大于第三数值之后，将上述边界路由器发送的测试报文发送给边界路由器，使得测试报文在上述网关设备与上述边界路由器之间被循环转发。

同样，如果网关设备确定减去第二数值后的TTL等于第三数值，则网关设备将丢弃上述边界路由器发送的测试报文，而不会继续将上述边界路由器发送的测试报文转发给边界路由器。

本实施例一种实现方式中，由于网关设备自身生成的测试报文的源IP地址也是该网关设备自身的IP地址，因此如果上述边界路由器发送的测试报文的源IP地址为该网关设备的IP地址，则该网关设备可以确定上述边界路由器发送的测试报文为该网关设备自身生成的测试报文。

另一种实现方式中，网关设备生成测试报文时，可以使用尚未被使用的、预留的协议号，这样在接收到上述边界路由器发送的测试报文之后，如果该网关设备确定上述边界路由器发送的测试报文的源IP地址为该网关设备自身的IP地址，并且上述边界路由器发送的测试报文的协议号为预留的协议号，则该网关设备就可以确定上述边界路由器发送的测试报文为该网关设备生成的测试报文。

在具体实现时，步骤103可以通过策略路由的功能实现，策略路由的优先级高于基于目的IP地址进行路由的优先级。具体地，可以将策略路由设置为将源IP地址为该网关设备的IP地址的报文发送给边界路由器。这样，网关设备接收到上述边界路由器发送的测试报文之后，先在该网关设备的策略路由表中进行匹配，发现上述边界路由器发送的测试报文的源IP地址与上述网关设备的IP地址相同，于是网关设备按照上述策略路由，将上述边界路由器发送的测试报文发送给边界路由器。

步骤104，网关设备根据第一预定时间内发送给上述边界路由器的测试报文的总长度，确定上述网关设备的上行速率，并根据第二预定时间内从上述边界路由器接收的测试报文的总长度，确定上述网关设备的下行速率；如果上述上行速率大于上述下行速率，则网关设备确定下行速率为上述网关设备的接入带宽。

其中，上述第一预定时间和第二预定时间的长度可以在具体实现时自行设定，上述第一预定时间和第二预定时间可以相等也可以不等，本实施例对上述第一预定时间和第二预定时间的长度不作限定，例如可以将上述第一预定时间和第二预定时间的长度均设为1秒或5秒，也可以将第一预定时间的长度设为1秒，将第二预定时间的长度设为5秒等等。以上述第一预定时间和第二预定时间的长度均为1秒为例，也就是说，如果1秒内网关设备发送给边界路由器的报文总长度为1.5兆字节（Mb），则上述网关设备可以确定上述网关设备的上行速率为1.5兆字节每秒（Mbps）；而如果1秒内网关设备从边界路由器接收的报文总长度为1.5Mb，则上述网关设备可以确定上述网关设备的下行速率为1.5Mbps。

也就是说，第一预定时间内发送给上述边界路由器的测试报文的总长度与上述第一预定时间的长度之商，即为该网关设备的上行速率；第二预定时间内从上述边界路由器接收的测试报文的总长度与上述第二预定时间的长度之商，即为该网关设备的下行速率。

如果上述上行速率大于上述下行速率，则上述网关设备可以确定下行速率为上述网关设备的接入带宽。这是因为，仍以上述第一预定时间和第二预定时间的长度均为1秒为例，网关设备的上行速率大于下行速率说明，1秒内网关设备发往边界路由器的报文总长度超过了上述网关设备的接入带宽，从而超过接入带宽的报文被丢弃，这样发送至边界路由器的测试报文的总长度为上述接入带宽的大小，于是1秒内边界路由器返回的测试报文的总长度与上述接入带宽的大小相等，所以当网关设备确定的上述网关设备的上行速率大于下行速率时，上述网关设备可以确定下行速率为上述网关设备的接入带宽。

举例来说，假设网关设备的接入带宽为2M，1秒内网关设备发往边界路由器的测试报文的总长度为3M，从而有1M的测试报文将会被丢弃，只有2M的测试报文被发送给边界路由器，于是1秒内边界路由器返回的测试报文的总长度也只有2M，这样网关设备确定的上述网关设备的上行速率就会大于下行速率，于是网关设备可以确定上述网关设备的接入带宽为2M。

本实施例步骤101中，网关设备生成测试报文可以为：网关设备按照预设的报文构造速率生成测试报文，其中，报文构造速率即为单位时间内构造测试报文的个数，上述单位时间可以为1秒。则在步骤104，网关设备根据第一预定时间内发送给上述边界路由器的测试报文的总长度，确定上述网关设备的上行速率，并根据第二预定时间内从上述边界路由器接收的测试报文的总长度，确定上述网关设备的下行速率之后，如果上述上行速率小于或等于上述下行速率，则网关设备还可以提高上述报文构造速率，按照提高后的报文构造速率生成测试报文，再次执行步骤101~步骤104，直至上述网关设备确定的上述网关设备的上行速率大于上述网关设备的下行速率，并确定上述网关设备的下行速率为上述网关设备的接入带宽。具体地，提高上述报文构造速率的方式可以为：按照预定的倍数提高上述报文构造速率，或者按照预定的步长提高上述报文构造速率。

本实施例中，第一数值和第二数值为正整数，并且第一数值大于第二数值；第三数值为非负数，并且第一数值大于第三数值。

其中，第一数值、第二数值和第三数值可以在具体实现时根据测试要求和/或系统性能等自行设定，优选地，在设定第一数值、第二数值和第三数值的大小时，需要使得上述第一数值与第三数值之差为第二数值的偶数倍，这样，上述测试报文的TTL会在网关设备被减为第三数值而被丢弃，可以保证网关设备确定接入带宽的大小的精确度。举例来说，可以设定第一数值为254，第二数值为1，第三数值为0，这样就可以使得上述测试报文的TTL在网关设备被减为第三数值而被丢弃。

上述实施例中，网关设备生成测试报文，将上述测试报文发送给该网关设备直连的边界路由器，并接收边界路由器返回的测试报文，再将接收到的测试报文发送给边界路由器，使测试报文在上述网关设备与上述边界路由器之间被循环转发。然后，网关设备分别根据第一预定时间内发送给边界路由器的测试报文的总长度和第二预定时间内从边界路由器接收的测试报文的总长度确定上述网关设备的上行速率和下行速率，如果上行速率大于下行速率，则网关设备可以确定下行速率为上述网关设备的接入带宽。本实施例中，无须对边界路由器的功能进行改动，只需对网关设备的功能稍加改进，即可完成宽带接入带宽的测量，并且由于测试过程只涉及网关设备和该网关设备直连的边界路由器之间的流量转发，基本排除了性能以及其他中间设备的带宽瓶颈对测试精度的影响，提高了测试精度。

本发明图1所示实施例提供的方法可以应用于图2所示的应用场景中，图2为本发明应用场景一个实施例的示意图，如图2所示，用户网关A的下一跳为因特网服务提供商（Internet Service Provider；以下简称：ISP）边界路由器C，用户侧所有前往因特网的流量都会经由ISP边界路由器C转发到因特网。

图2中，ISP设备B用于汇聚各个接入用户，以及对接入用户进行限速，例如：限制用户接入的速率为2M或4M等。ISP设备B透传用户网关A与ISP边界路由器C之间交互的报文，因此对于用户网关A与ISP边界路由器C来说，ISP设备B是透明的，这样可以认为用户网关A与ISP边界路由器C是直连的。

本发明图1所示实施例提供的方法在用户网关A上实现，为了方便说明，假设用户网关A的公网IP为IP1，ISP边界路由器C的公网IP为IP2。

首先，开始测量后，用户网关A按照预设的报文生成速率生成测试报文，该测试报文的长度为预设的报文长度（默认取最长的1500字节，这样有利于加快测试过程）、上述测试报文的目的IP地址为IP1、上述测试报文的TTL为254，并将上述测试报文发送给ISP边界路由器C。

ISP边界路由器C接收到上述测试报文之后，发现上述测试报文的目的IP地址为IP1，于是ISP边界路由器C将上述测试报文的TTL减去1，如果确定减去1后的TTL大于0，则ISP边界路由器C将上述测试报文发送给用户网关A。如果确定减去1后的TTL为0，则ISP边界路由器C会丢弃上述测试报文。

本发明实施例中，如果用户网关A确定ISP边界路由器C发送的测试报文为该用户网关A生成的测试报文，则用户网关A将ISP边界路由器C发送的测试报文的TTL减去1，如果确定减去1后的TTL大于0，将上述ISP边界路由器C发送的测试报文再发送给ISP边界路由器C，使得测试报文在用户网关A与ISP边界路由器C之间被循环转发，直至TTL被减为0。同样用户网关A将接收到的测试报文的TTL减去1后，如果确定减去1后的TTL为0，则用户网关A将接收到的测试报文丢弃。其中，用户网关A确定ISP边界路由器C发送的测试报文为该用户网关A生成的测试报文的方式，以及将ISP边界路由器C发送的测试报文发送给ISP边界路由器C的方式请参照本发明图1所示实施例中的描述，在此不再赘述。

接下来，用户网关A根据第一预定时间内发送给上述ISP边界路由器C的测试报文的总长度，确定上述用户网关A的上行速率，并根据第二预定时间内从上述ISP边界路由器C接收的测试报文的总长度，确定上述用户网关A的下行速率；如果上述上行速率大于上述下行速率，则用户网关A确定下行速率为上述用户网关A的接入带宽；而如果上述上行速率小于或等于上述下行速率，则用户网关A还可以提高上述报文构造速率，按照提高后的报文构造速率生成测试报文，并重复执行上述过程，直至上述上行速率大于上述下行速率，并确定上述下行速率为上述用户网关A的接入带宽。

其中，上述第一预定时间和第二预定时间的长度可以在具体实现时自行设定，上述第一预定时间和第二预定时间可以相等也可以不等，本实施例对上述第一预定时间和第二预定时间的长度不作限定，例如可以将上述第一预定时间和第二预定时间的长度均设为1秒或5秒，也可以将第一预定时间的长度设为1秒，将第二预定时间的长度设为5秒等等。以上述第一预定时间和第二预定时间的长度均为1秒为例，也就是说，如果1秒内用户网关A发送给ISP边界路由器C的报文总长度为1.5Mb，则上述用户网关A可以确定上述用户网关A的上行速率为1.5Mbps；而如果1秒内用户网关A从ISP边界路由器C接收的报文总长度为1.5Mb，则上述用户网关A可以确定上述用户网关A的下行速率为1.5Mbps。

如果上述上行速率大于上述下行速率，则上述用户网关A可以确定下行速率为上述用户网关A的接入带宽。这是因为，仍以上述第一预定时间和第二预定时间的长度均为1秒为例，用户网关A的上行速率大于下行速率说明，1秒内用户网关A发往ISP边界路由器C的报文总长度超过了上述用户网关A的接入带宽，从而超过接入带宽的报文被丢弃，这样发送至ISP边界路由器C的测试报文的总长度为上述接入带宽的大小，于是1秒内ISP边界路由器C返回的测试报文的总长度与上述接入带宽的大小相等，所以当用户网关A确定的上述用户网关A的上行速率大于下行速率时，上述用户网关A可以确定下行速率为上述用户网关A的接入带宽。

举例来说，假设用户网关A的接入带宽为2M，1秒内用户网关A发往ISP边界路由器C的测试报文的总长度为3M，从而有1M的测试报文将会被丢弃，只有2M的测试报文被发送给ISP边界路由器C，于是1秒内ISP边界路由器C返回的测试报文的总长度也只有2M，这样用户网关A确定的上述用户网关A的上行速率就会大于下行速率，于是用户网关A可以确定上述用户网关A的接入带宽为2M。

需要说明的是，用户网关A一般为嵌入式系统，用户网关A的中央处理单元（Central Processing Unit；以下简称：CPU）的处理能力有限，为了尽量降低测试过程步骤101对CPU利用率的影响，本发明通过步骤103循环转发的方式，假设TTL为254，则一个测试报文从第一次被发送给ISP边界路由器C至TTL被减为0该测试报文被丢弃为止，上述测试报文在用户网关A与ISP边界路由器C之间被转发TTL/2=254/2=127次，因此一个测试报文占用的带宽被放大了127倍，从而可以将报文构造速率设置为较小的值。

以测试报文的预设报文长度为1500字节为例，一个测试报文占用的带宽为1500×8=12kbps，放大127倍后为1524kbps=1.524Mbps，这样10M带宽只需要每秒构造

个报文即可完成测试，其中，

表示对（10/1.524）上取整，也就是说，10M带宽只需要将报文构造速率预设为7。

本实施例中，TTL取254是为了保证测试报文始终是在用户网关A由于TTL被减为0而被丢弃，而不是在ISP边界路由器C被丢弃，以避免影响用户网关A对接入带宽的确定。

另外，在尽量不影响CPU利用率的前提下，预设的报文构造速率越大、预设的报文长度越大，越有利于快速完成带宽测量；

如果用户网关A测量出来的带宽远远大于运营商说明的带宽值，则说明带宽限速不是通过接入端口完成，即图2中的ISP设备B未提供限速功能。但这种情况一般不会出现，因为这样容易导致ISP边界路由器C受到流量攻击。

本发明提供的带宽测量方法简单易实施，简化了测试环境，降低了宽带接入带宽的测试要求，并且对实施设备的要求极低；并且由于测试过程只涉及两台设备之间的流量转发，基本排除了性能以及其它设备的带宽瓶颈对测试精度的影响，提高了测试精度，并有利于带宽问题排查、缓解运营商和用户之间的矛盾。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各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，执行包括上述各方法实施例的步骤；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。

图3为本发明带宽测量装置一个实施例的结构示意图，本实施例中的带宽测量装置可以作为网关设备或者设置在网关设备中，实现本发明图1所示实施例的流程，如图3所示，上述带宽测量装置可以包括：生成模块31、发送模块32、接收模块33和确定模块34；

其中，生成模块31，用于生成测试报文。

发送模块32，用于将生成模块31生成的测试报文发送给上述带宽测量装置直连的边界路由器；上述测试报文的长度为预设的报文长度，上述测试报文的目的IP地址为上述带宽测量装置的IP地址，上述测试报文的TTL为第一数值；以及在接收模块33接收上述边界路由器发送的测试报文之后，当确定模块34确定接收模块33接收的测试报文为生成模块31生成的测试报文时，将接收模块33接收的测试报文的TTL减去第二数值，并在确定模块34确定减去第二数值后的TTL大于第三数值之后，将接收模块33接收的测试报文发送给上述边界路由器，使得上述测试报文在上述带宽测量装置与上述边界路由器之间被循环转发；其中，如果确定减去第二数值后的TTL等于第三数值，则带宽测量装置将丢弃上述边界路由器发送的测试报文，发送模块32不会继续将上述边界路由器发送的测试报文转发给边界路由器。

其中，确定模块34确定接收模块33接收的测试报文为生成模块31生成的测试报文可以为：确定模块34，具体用于当确定边界路由器发送的测试报文的源IP地址为上述带宽测量装置的IP地址时，确定边界路由器发送的测试报文为上述生成模块31生成的测试报文；或者，当确定边界路由器发送的测试报文的源IP地址为上述带宽测量装置的IP地址，并且上述边界路由器发送的测试报文的协议号为预留的协议号时，确定上述边界路由器发送的测试报文为上述生成模块31生成的测试报文。

本实施例中，发送模块32将接收模块33接收的测试报文发送给上述边界路由器的方式请参照本发明图1所示实施例中的描述，在此不再赘述。

接收模块33，用于接收边界路由器发送的测试报文，上述边界路由器发送的测试报文是边界路由器接收到发送模块32发送的测试报文，确定接收到的测试报文的目的IP地址为上述带宽测量装置的IP地址，将上述接收到的测试报文的TTL减去第二数值，并确定减去上述第二数值后的TTL大于第三数值之后发送给上述带宽测量装置的；其中，如果边界路由器确定减去第二数值后的TTL等于第三数值，则边界路由器将丢弃上述测试报文，而不会将上述测试报文转发给带宽测量装置。

确定模块34，用于根据第一预定时间内发送给边界路由器的测试报文的总长度，确定上述带宽测量装置的上行速率，并根据第二预定时间内从边界路由器接收的测试报文的总长度，确定上述带宽测量装置的下行速率；如果上述上行速率大于上述下行速率，则确定上述下行速率为带宽测量装置的接入带宽。

本实施例中，生成模块31，具体用于按照预设的报文构造速率生成测试报文。

进一步地，生成模块31，还用于当确定模块34确定的上行速率小于或等于确定模块34确定的下行速率时，提高报文构造速率，并按照提高后的报文构造速率生成测试报文，再次由发送模块32、接收模块33和确定模块34执行将生成的测试报文发送给边界路由器的步骤及其后续步骤，直至确定模块34确定的上述带宽测量装置的上行速率大于确定模块34确定的上述带宽测量装置的下行速率，并确定上述下行速率为上述带宽测量装置的接入带宽。

具体地，生成模块31用于提高上述报文构造速率可以为：生成模块31，具体用于按照预定的倍数或者预定的步长提高上述报文构造速率。

其中，第一数值、第二数值和第三数值可以在具体实现时根据测试要求和/或系统性能等自行设定，优选地，在设定第一数值、第二数值和第三数值的大小时，需要使得上述第一数值与第三数值之差为第二数值的偶数倍，这样，上述测试报文的TTL会在带宽测量装置被减为第三数值而被丢弃，可以保证带宽测量装置确定接入带宽的大小的精确度。举例来说，可以设定第一数值为254，第二数值为1，第三数值为0，这样就可以使得上述测试报文的TTL在带宽测量装置被减为第三数值而被丢弃。

上述实施例中，生成模块31生成测试报文，发送模块32将上述测试报文发送给该带宽测量装置直连的边界路由器，接收模块33接收边界路由器返回的测试报文，再由发送模块32将接收到的测试报文发送给边界路由器，使测试报文在上述带宽测量装置与上述边界路由器之间被循环转发。然后，确定模块34分别根据第一预定时间内发送给边界路由器的测试报文的总长度和第二预定时间内从边界路由器接收的测试报文的总长度确定上述带宽测量装置的上行速率和下行速率，如果上行速率大于下行速率，则确定模块34可以确定下行速率为上述带宽测量装置的接入带宽。本实施例中，无须对边界路由器的功能进行改动，只需对带宽测量装置的功能稍加改进，即可完成宽带接入带宽的测量，并且由于测试过程只涉及带宽测量装置和该带宽测量装置直连的边界路由器之间的流量转发，基本排除了性能以及其他中间设备的带宽瓶颈对测试精度的影响，提高了测试精度。

本发明还提供一种网关设备，该网关设备可以包括本发明图3所示实施例提供的带宽测量装置；具体地，该网关设备同样可以包括：生成模块、发送模块、接收模块和确定模块；

其中，生成模块，用于生成测试报文。

发送模块，用于将生成模块生成的测试报文发送给上述网关设备直连的边界路由器；上述测试报文的长度为预设的报文长度，上述测试报文的目的IP地址为上述网关设备的IP地址，上述测试报文的TTL为第一数值；以及在接收模块接收上述边界路由器发送的测试报文之后，当确定模块确定接收模块接收的测试报文为生成模块生成的测试报文时，将接收模块接收的测试报文的TTL减去第二数值，并在确定模块确定减去第二数值后的TTL大于第三数值之后，将接收模块接收的测试报文发送给上述边界路由器，使得上述测试报文在上述网关设备与上述边界路由器之间被循环转发；其中，如果确定减去第二数值后的TTL等于第三数值，则网关设备将丢弃上述边界路由器发送的测试报文，发送模块不会继续将上述边界路由器发送的测试报文转发给边界路由器。

其中，确定模块确定接收模块接收的测试报文为生成模块生成的测试报文可以为：确定模块，具体用于当确定边界路由器发送的测试报文的源IP地址为上述网关设备的IP地址时，确定边界路由器发送的测试报文为上述生成模块生成的测试报文；或者，当确定边界路由器发送的测试报文的源IP地址为上述网关设备的IP地址，并且上述边界路由器发送的测试报文的协议号为预留的协议号时，确定上述边界路由器发送的测试报文为上述生成模块生成的测试报文。

本实施例中，发送模块将接收模块接收的测试报文发送给上述边界路由器的方式请参照本发明图1所示实施例中的描述，在此不再赘述。

接收模块，用于接收边界路由器发送的测试报文，上述边界路由器发送的测试报文是边界路由器接收到发送模块发送的测试报文，确定接收到的测试报文的目的IP地址为上述网关设备的IP地址，将上述接收到的测试报文的TTL减去第二数值，并确定减去上述第二数值后的TTL大于第三数值之后发送给上述网关设备的；其中，如果边界路由器确定减去第二数值后的TTL等于第三数值，则边界路由器将丢弃上述测试报文，而不会将上述测试报文转发给网关设备。

确定模块，用于根据第一预定时间内发送给边界路由器的测试报文的总长度，确定上述网关设备的上行速率，并根据第二预定时间内从边界路由器接收的测试报文的总长度，确定上述网关设备的下行速率；如果上述上行速率大于上述下行速率，则确定上述下行速率为网关设备的接入带宽。

本实施例中，生成模块，具体用于按照预设的报文构造速率生成测试报文。

进一步地，生成模块，还用于当确定模块确定的上行速率小于或等于确定模块确定的下行速率时，提高报文构造速率，并按照提高后的报文构造速率生成测试报文，再次由发送模块、接收模块和确定模块执行将生成的测试报文发送给边界路由器的步骤及其后续步骤，直至确定模块确定的上述网关设备的上行速率大于确定模块确定的上述网关设备的下行速率，并确定上述下行速率为上述网关设备的接入带宽。

具体地，生成模块用于提高上述报文构造速率可以为：生成模块，具体用于按照预定的倍数或者预定的步长提高上述报文构造速率。

其中，第一数值、第二数值和第三数值可以在具体实现时根据测试要求和/或系统性能等自行设定，优选地，在设定第一数值、第二数值和第三数值的大小时，需要使得上述第一数值与第三数值之差为第二数值的偶数倍，这样，上述测试报文的TTL会在网关设备被减为第三数值而被丢弃，可以保证网关设备确定接入带宽的大小的精确度。举例来说，可以设定第一数值为254，第二数值为1，第三数值为0，这样就可以使得上述测试报文的TTL在网关设备被减为第三数值而被丢弃。

上述实施例中，生成模块生成测试报文，发送模块将上述测试报文发送给该网关设备直连的边界路由器，接收模块接收边界路由器返回的测试报文，再由发送模块将接收到的测试报文发送给边界路由器，使测试报文在上述网关设备与上述边界路由器之间被循环转发。然后，确定模块分别根据第一预定时间内发送给边界路由器的测试报文的总长度和第二预定时间内从边界路由器接收的测试报文的总长度确定上述网关设备的上行速率和下行速率，如果上行速率大于下行速率，则确定模块可以确定下行速率为上述网关设备的接入带宽。本实施例中，无须对边界路由器的功能进行改动，只需对网关设备的功能稍加改进，即可完成宽带接入带宽的测量，并且由于测试过程只涉及网关设备和该网关设备直连的边界路由器之间的流量转发，基本排除了性能以及其他中间设备的带宽瓶颈对测试精度的影响，提高了测试精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种带宽测量方法，其特征在于，包括：

网关设备生成测试报文，并将所述测试报文发送给所述网关设备直连的边界路由器；所述测试报文的长度为预设的报文长度，所述测试报文的目的因特网协议IP地址为所述网关设备的IP地址，所述测试报文的生存时间为第一数值；

所述网关设备接收所述边界路由器发送的测试报文，所述边界路由器发送的测试报文是所述边界路由器接收到所述网关设备发送的测试报文，确定接收到的测试报文的目的IP地址为所述网关设备的IP地址，将所述接收到的测试报文的生存时间减去第二数值，并确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后发送给所述网关设备的；

如果所述网关设备确定所述边界路由器发送的测试报文为所述网关设备生成的测试报文，则所述网关设备将所述边界路由器发送的测试报文的生存时间减去所述第二数值，并确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后，将所述边界路由器发送的测试报文发送给所述边界路由器，使得测试报文在所述网关设备与所述边界路由器之间被循环转发；

所述网关设备根据第一预定时间内发送给所述边界路由器的测试报文的总长度，确定所述网关设备的上行速率，并根据第二预定时间内从所述边界路由器接收的测试报文的总长度，确定所述网关设备的下行速率；如果所述上行速率大于所述下行速率，则所述网关设备确定所述下行速率为所述网关设备的接入带宽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关设备确定所述边界路由器发送的测试报文为所述网关设备生成的测试报文包括：

如果所述网关设备确定所述边界路由器发送的测试报文的源IP地址为所述网关设备的IP地址，则所述网关设备确定所述边界路由器发送的测试报文为所述网关设备自身生成的测试报文；或者，

如果所述网关设备确定所述边界路由器发送的测试报文的源IP地址为所述网关设备的IP地址，并且所述边界路由器发送的测试报文的协议号为预留的协议号，则所述网关设备确定所述边界路由器发送的测试报文为所述网关设备生成的测试报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关设备生成测试报文包括：

所述网关设备按照预设的报文构造速率生成测试报文。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网关设备根据第一预定时间内发送给所述边界路由器的测试报文的总长度，确定所述网关设备的上行速率，并根据第二预定时间内从所述边界路由器接收的测试报文的总长度，确定所述网关设备的下行速率之后，还包括：

如果所述上行速率小于或等于所述下行速率，则所述网关设备提高所述报文构造速率，按照提高后的报文构造速率生成测试报文，再次执行将生成的测试报文发送给所述边界路由器的步骤及其后续步骤，直至所述网关设备确定的所述网关设备的上行速率大于所述网关设备的下行速率，并确定所述下行速率为所述网关设备的接入带宽。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一数值和所述第二数值为正整数，并且所述第一数值大于所述第二数值；所述第三数值为非负整数，并且所述第一数值大于所述第三数值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一数值与所述第三数值之差为所述第二数值的偶数倍。

7.一种带宽测量装置，其特征在于，包括：生成模块、发送模块、接收模块和确定模块；

所述生成模块，用于生成测试报文；

所述发送模块，用于将所述生成模块生成的测试报文发送给所述带宽测量装置直连的边界路由器；所述测试报文的长度为预设的报文长度，所述测试报文的目的因特网协议IP地址为所述带宽测量装置的IP地址，所述测试报文的生存时间为第一数值；以及在所述接收模块接收所述边界路由器发送的测试报文之后，当所述确定模块确定所述接收模块接收的测试报文为所述生成模块生成的测试报文时，将所述接收模块接收的测试报文的生存时间减去所述第二数值，并在所述确定模块确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后，将所述接收模块接收的测试报文发送给所述边界路由器，使得测试报文在所述带宽测量装置与所述边界路由器之间被循环转发；

所述接收模块，用于接收所述边界路由器发送的测试报文，所述边界路由器发送的测试报文是所述边界路由器接收到所述发送模块发送的测试报文，确定接收到的测试报文的目的IP地址为所述带宽测量装置的IP地址，将所述接收到的测试报文的生存时间减去第二数值，并确定减去所述第二数值后的生存时间大于第三数值之后发送给所述带宽测量装置的；

确定模块，用于根据第一预定时间内发送给所述边界路由器的测试报文的总长度，确定所述带宽测量装置的上行速率，并根据第二预定时间内从所述边界路由器接收的测试报文的总长度，确定所述带宽测量装置的下行速率；如果所述上行速率大于所述下行速率，则确定所述下行速率为所述带宽测量装置的接入带宽。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块确定所述接收模块接收的测试报文为所述生成模块生成的测试报文包括：

所述确定模块，具体用于当确定所述边界路由器发送的测试报文的源IP地址为所述带宽测量装置的IP地址时，确定所述边界路由器发送的测试报文为所述生成模块生成的测试报文；或者，当确定所述边界路由器发送的测试报文的源IP地址为所述网关设备的IP地址，并且所述边界路由器发送的测试报文的协议号为预留的协议号时，确定所述边界路由器发送的测试报文为所述生成模块生成的测试报文。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述生成模块，具体用于按照预设的报文构造速率生成测试报文。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述生成模块，还用于当所述确定模块确定的上行速率小于或等于所述确定模块确定的下行速率时，提高所述报文构造速率，并按照提高后的报文构造速率生成测试报文，再次由所述发送模块、所述接收模块和所述确定模块执行将生成的测试报文发送给所述边界路由器的步骤及其后续步骤，直至所述确定模块确定的所述带宽测量装置的上行速率大于所述确定模块确定的所述带宽测量装置的下行速率，并确定所述下行速率为所述带宽测量装置的接入带宽。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述生成模块用于提高所述报文构造速率包括：

所述生成模块，具体用于按照预定的倍数或者预定的步长提高所述报文构造速率。

12.一种网关设备，其特征在于，包括如权利要求7-11任意一项所述的带宽测量装置。

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