CN106487608B - 测量远端时间戳单位的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种测量远端时间戳单位的方法和装置。该方法包括：获取m组采样数据，其中，每组采样数据包括远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，m为正整数，m>1；根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位；从该m个估计时间戳单位中筛选与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位；根据筛选后的估计时间戳单位计算得到该远端设备的时间戳单位。

Description

测量远端时间戳单位的方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及计算机领域，并且更具体地，涉及测量远端时间戳单位的方法和装置。
背景技术
传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)中有时间戳的选项。当一个TCP流支持该选项时，数据包头中含有数据包传输时间的记录。实现方法是发送方在发送报文段时把当前系统时钟的计数ticks放入时间戳字段。接收方在确认该报文段时把时间戳字段值复制到时间戳回送应答字段。时间戳(tick)是一个单调增长的值。一般TCP应用中，接收方只需要回送收到的时间戳，不需要关注对方的时间戳的单元是什么，也不需要连接双方的时钟同步。由于各操作系统和计算机使用的系统时钟频率各不相同，一个tick计数的的时间单位对不同服务器不尽相同，可以从0.5毫秒到1000毫秒。
由于TCP协议的时间戳只是tick计数，不是绝对时间，因此目前时间戳只能在本地应用，不能被网络中任何一个远端设备利用。
现有的一种测量远端时间戳单位的方法，基于远端和本地的时间同步，根据收包的时间和包头时间戳比对，除去传输时延带来的误差，可以估算到时间戳的单位。这种方法需要网络的时间同步，且不能有效地消除传输时延造成的测量误差，测量准确性不够。
发明内容
本发明实施例提供一种测量远端时间戳单位的方法和装置，能够在不需要全网时钟同步的条件下，获得较为准确的时间戳单位。
第一方面，提出了一种测量远端时间戳单位的方法，该方法包括：
获取m组采样数据，其中，每组采样数据包括远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，m为正整数，m>1；根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位；从该m个估计时间戳单位中筛选与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位；根据筛选后的估计时间戳单位计算得到该远端设备的时间戳单位。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位，具体实现为，根据以下公式确定该m个估计时间戳单位：
Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)；
其中，S1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发数据包的发包时间戳，S2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的发包时间戳，t1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发发数据包的到达监测点时间，t2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的到达监测点时间，Ui表示第i组采样数据计算得到的估计时间戳单位。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，根据筛选后的估计时间戳单位得到该远端设备的时间戳单位，具体实现为，根据以下公式确定该远端设备的时间戳单位：
U＝int(1/q(ΣUi))；
其中，ΣUi表示该筛选后的估计时间戳单位之和，q表示该筛选后的估计时间戳单位的个数，函数int表示向下取整。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，从该m个估计时间戳单位中筛选与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位，具体实现为：从该m个估计时间戳单位中选择与该m个估计时间戳单位的平均值之差小于该m个估计时间戳单位的3倍样本标准差的估计时间戳单位。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，具体实现为：该m组采样数据中的任意两个数据包的包长相等，该m组采样数据中任意两组采样数据的发包间隔相等。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，具体实现为，该发包间隔满足以下公式：
D>10L/B；
其中，D表示该发包间隔的实际时间长度，L表示该包长，B表示该远端设备与本端设备之间的网络瓶颈带宽。
结合第一方面的第四种可能的实现方式或第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，具体实现为，样本数据的组数m满足以下公式：
其中，n表示该发包间隔所包含的时间戳单位的个数，表示该m个估计时间戳单位的平均值，该远端设备到本端设备的发包排队时延服从负指数分布λe-λt，erfc函数为补余误差函数。
第二方面，提出了一种测量装置，该装置包括：采样单元，用于获取m组采样数据，其中，每组采样数据包括远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，m为正整数，m>1；计算单元，用于根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位；筛选单元，用于从该m个估计时间戳单位中筛选与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位；该计算单元还用于根据筛选后的估计时间戳单位计算得到该远端设备的时间戳单位。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，在用于根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位的过程中，该计算单元具体用于根据以下公式确定该m个估计时间戳单位：
Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)；
其中，S1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发数据包的发包时间戳，S2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的发包时间戳，t1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发发数据包的到达监测点时间，t2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的到达监测点时间，Ui表示第i组采样数据计算得到的估计时间戳单位。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在用于根据筛选后的估计时间戳单位得到该远端设备的时间戳单位的过程中，该计算单元具体用于根据以下公式确定该远端设备的时间戳单位：
U＝int(1/q(ΣUi))；
其中，ΣUi表示该筛选后的估计时间戳单位之和，q表示该筛选后的估计时间戳单位的个数，函数int表示向下取整。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，该筛选单元具体用于：
从该m个估计时间戳单位中选择与该m个估计时间戳单位的平均值之差小于该m个估计时间戳单位的3倍样本标准差的估计时间戳单位。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式至第二方面的第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，具体实现为：该m组采样数据中的任意两个数据包的包长相等，该m组采样数据中任意两组采样数据的发包间隔相等。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，具体实现为，该发包间隔满足以下公式：
D>10L/B；
其中，D表示该发包间隔的实际时间长度，L表示该包长，B表示该远端设备与本端设备之间的网络瓶颈带宽。
结合第二方面的第四种可能的实现方式或第二方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，具体实现为，样本数据的组数m满足以下公式：
其中，n表示该发包间隔所包含的时间戳单位的个数，表示该m个估计时间戳单位的平均值，该远端设备到本端设备的发包排队时延服从负指数分布λe-λt，erfc函数为补余误差函数。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第七种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，具体实现为：该装置位于服务器上，或者该装置位于客户端上。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第八种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，具体实现为：该监测点位于远端设备与本端设备之间的路由器上，或者该监测点为本端设备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例测量远端时间戳单位的方法流程图。
图2是本发明实施例远端时间戳单位的估计方法示意图。
图3是本发明实施例测量装置的结构示意图。
图4是本发明实施例测量装置的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了方便理解本发明实施例，首先在此介绍本发明实施例描述中会引入的几个要素。
标准差(Standard Deviation)，在概率统计中最常使用作为统计分布程度(statistical dispersion)上的测量。标准差定义是总体各单位标准值与其平均数离差平方的算术平均数的平方根。它反映组内个体间的离散程度。
总体标准差：假设有一组数值x1,x2,x3,......xn(皆为实数)，其平均值(算术平均值)为μ，总体标准差对应excel函数：STDEVP。
样本标准差：假设有一组数值x1,x2,x3,......xn(皆为实数)，其平均值(算术平均值)为μ，样本标准差对应excel函数：STDEV。
补余误差函数：
图1是本发明实施例测量远端时间戳单位的方法流程图。图1的方法由测量装置执行。该测量装置可以位于服务器上，或者位于客户端上。当测量装置位于服务器上时，远端为客户端；当服务器位于客户端时，远端为服务器。
S110，获取m组采样数据，其中，每组采样数据包括远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，m为正整数，m>1。
当然，应理解，本发明实施例的方法，适用于包含发包时间戳的场景。
应理解，数据包的发包时间戳，是指数据包在发送端的发包时间戳，记录在数据包的发包时间戳字段。例如，TCP数据包中，该发包时间戳记录在数据包的TCP时间戳字段。
应理解，监测点是本端(测量装置)所指定的测量点，本端(测量装置)可以指定远端数据包到本端的网络路径中的某一个网关设备作为监测点，或者指定本端作为监测点。
S120，根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位。
S130，从该m个估计时间戳单位中筛选与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位。
S140，根据筛选后的估计时间戳单位计算得到该远端设备的时间戳单位。
本发明实施例中，通过用两个包的时间戳之差和本地监测点的时钟对比得到远端时钟的单位，并通过采用统计平均求无偏估计的方法，消除传输时延随机性带来的误差，从而能够在不需要全网时钟同步的条件下，获得较为准确的时间戳单位。
具体地，步骤120可实现为，根据以下公式确定该m个估计时间戳单位：
Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)；
其中，S1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发数据包的发包时间戳，S2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的发包时间戳，t1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发发数据包的到达监测点时间，t2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的到达监测点时间，Ui表示第i组采样数据计算得到的估计时间戳单位。
可选地，作为一个实施例，步骤S130具体可实现为：从该m个估计时间戳单位中选择与该m个估计时间戳单位的平均值之差小于该m个估计时间戳单位的3倍样本标准差的估计时间戳单位。应理解，本发明实施例中，还可采用其它筛选方式去除误差较大的样本，本发明实施例只是其中的一种优选方案。
可选地，作为一个实施例，步骤140具体可实现为：根据以下公式确定该远端设备的时间戳单位：
U＝int(1/q(ΣUi))；
其中，ΣUi表示该筛选后的估计时间戳单位之和，q表示该筛选后的估计时间戳单位的个数，函数int表示向下取整。
应理解，本发明实施例中，还可采用其它计算方式求取远端设备的时间戳单位，例如，对筛选后的估计时间戳单位求取平方平均值，再进行四舍五入，等等，本发明实施例只是其中的一种优选方案。
优选地，该m组采样数据中的任意两个数据包的包长相等，该m组采样数据中任意两组采样数据的发包间隔相等。
应理解，本发明实施例中所指的两个数据包的包长相等，并不是数学意义上的长度严格相等。当两个数据包的长度的比值范围在1±δ之间时，可认为两个数据包的包长相等。其中，δ是一个接近于0的数值，可以根据实际情况设定，例如设定δ等于0.01、0.05、0.1，等等。以δ＝0.01为例，当两个数据包的长度的比值介于0.99～1.01之间时，可认为两个数据包的包长相等。
类似地，当两组采样数据的发包间隔的比值范围在1±ε之间时，可认为两组采样数据的发包间隔相等。其中，ε是一个接近于0的数值，可以根据实际情况设定，例如设定ε等于0.01、0.05、0.1，等等。
进一步地，该发包间隔满足以下公式：
D>>L/B；
其中，D表示该发包间隔的实际时间长度，L表示该包长，B表示该远端设备与本端设备之间的网络瓶颈带宽。
通常情况下，相差1个数量级即可视为远大于。即，D>10L/B。
更进一步地，样本数据的组数m满足以下公式：
其中，n表示该发包间隔所包含的时间戳单位的个数，表示该m个估计时间戳单位的平均值，该远端设备到本端设备的发包排队时延服从负指数分布λe-λt，erfc函数为补余误差函数。
下面，将结合具体的实施例，对本发明实施例的方法做进一步的描述。
图2是本发明实施例远端时间戳单位的估计方法示意图。如图2所示，客户端获取的一组采样数据中，包括两个数据包的发包时间戳和到达监测点的时间。不妨将先发送的数据包称为先发数据包(图2的PKT1)，将后发送的数据包称为后发数据包(图2的PKT2)。此时，客户端需要获取的一组采样数据包括：PKT1发包的时间戳计数(简称发包时间戳)S1，PKT1到达监测点的时间t1，PKT2发包的时间戳计数S2，PKT2到达监测点的时间t2。其中，t1和t2都是监测点的时钟。
如果两包的传输时间相同，两包在监测点的时间间隔不变。在监测点直接就可以测量时间戳单位。即时间戳单位U＝(S2-S1)/(t2-t1)。但是，两包传输的时间是随机变化的，造成监测点看到的包间隔和发包的间隔不一样。
本发明实施例的一种测量方式如下：
S1，m次测量，得到m组采样数据。
其中，第i次测量得到的采样数据包括：先发数据包的发包时间戳S1i及到达监测点时间t1i，后发数据包的发包时间戳S2i及到达监测点时间t2i。
通过计算，可以得到第i次的时间戳单位Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)。
S2，求取平均值
S3，选择与平均值之差在预定范围内的时间戳单位测量值。
例如，可以选择与相差在±5％的时间戳单位测量值。
又例如，可按照统计学的方法，大于3倍样本标准差的取样值是异常误差，应该被抛弃。此时，可计算测量的样本标准差根据样本标准差S，选择满足条件的时间戳单位测量值，假设为q个。
S4，再次计算平均时间戳单位，
S5，对U取整，
此时，即为所求的时间戳单位。
当然，如果采样数据选取不合适，将会导致较大的测量误差。
例如，如果先发数据包和后发数据包的包长不一样，导致前后包的传输时间不一样，在监测点测得的包间隔与在发包处的包间隔差别较大，将导致该采样数据得到的时间戳单位与实际的时间戳单位相差较大。
同时，如果不同组采样数据的包长不一致，或者包间隔不一致，也导致采样数据计算得到的时间戳单位的准确性降低。
因此，在选择采样数据时，应尽可能使得所有采样数据的数据包(包括先发数据包和后发数据包)的包长都相等，使得所有采样数据的包间隔都相等。
此外，如果包间隔过小，由于网络带宽限制，监测点测得的包间隔将可能变大，或者，由于网络传输的流量变化，虽然带宽足够，但是其它竞争流量包插入包间隔，也可能导致在监测点测得的包间隔变大。
因此，对于包间隔的选择上，应尽可能的保证包间隔的长度D(单位为毫秒)远大于包长L(单位为B)除以网络瓶颈带宽B(单位为kB)，即D>>L/B。通常情况下，D>10L/B。
此外，本发明实施例的计算远端时间戳单位的方法，其准确性与样本个数和包间隔也紧密相关。
下面给出一个例子，说明如何选择包间隔n时间戳单位(tick)和测量取样数m以保证测量得到的时间戳单位(tick)的准确性。
假定发送端的时间戳的一个tick等于k毫秒，发包时前后两包的包间隔是D。假定传输路径的排队时延服从负指数分布λe-λt,其中λ>0是指数分布的一个参数，常被称为速率参数(rate parameter)，即每单位时间发生该事件的次数。该分布的平均值＝1/λ，分布的方差＝1/λ2。例如，假设平均有5个包排在被研究的包的前面等待传输，则1/λ＝5×MSS/带宽，其中，MSS表示数据包的包长，带宽为网络传输的瓶颈带宽。先发数据包和后发数据包在测量点的包间隔(t2-t1)的分布即为：其中，t表示排队时延。该分布的均值＝D，方差＝2/λ2。
在测量点，可用m个取样值对时间戳单位U做无偏估计：
第一步：每个取样值Ui＝(t2-t1)/(S2-S1)。
其中，Ui均值＝k毫秒，方差＝2/λ2/n2.
第二步：对m个测量取均值，的均值＝k，方差是2/λ2/(mn2)。
的分布可近似为正态分布Norma{k，[2/λ2/(mn2)]1/2}。对于正态分布，其误差概率可由误差函数计算得到。为了保证取整后的毫秒，需要保证误差小于0.5k。此时，可以选择n和m的取值，保证使成为一个小概率事件。叫做补余误差函数，其数值可以查数学常用表或者工程常用表得到。
实例：假设k＝10毫秒，MSS＝1500bytes，传输带宽＝100Mbits，1/λ＝0.6毫秒。查 补余误差表，对应小于0.001的的值＝2.33，即
可取m＝25，n＝8，即只对包间隔大于80毫秒的样本计算，就可基本保证得到的时间单位的准确性。或者取m＝36，n＝7，即只对包间隔大于70毫秒的样本计算。如果n＝2，则m需要大于等于400。
图3是本发明实施例测量装置300的结构示意图。测量装置300可以位于服务器上，也可位于客户端上。如图3所示，测量装置300可包括：
采样单元310，用于获取m组采样数据，每组采样数据包括远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，其中，m为正整数，m>1。
计算单元320，用于根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位。
筛选单元330，用于从该m个估计时间戳单位中筛选与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位。
计算单元320还用于根据筛选后的估计时间戳单位计算得到该远端设备的时间戳单位。
本发明实施例中，测量装置300通过用两个包的时间戳之差和本地监测点的时钟对比得到远端时钟的单位，并通过采用统计平均求无偏估计的方法，消除传输时延随机性带来的误差，从而能够在不需要全网时钟同步的条件下，获得较为准确的时间戳单位。
具体地，在用于根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位的过程中，计算单元320可用于根据以下公式确定该m个估计时间戳单位：
Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)；
其中，S1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发数据包的发包时间戳，S2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的发包时间戳，t1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发发数据包的到达监测点时间，t2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的到达监测点时间，Ui表示第i组采样数据计算得到的估计时间戳单位。
可选地，作为一个实施例，筛选单元330具体可用于：从该m个估计时间戳单位中选择与该m个估计时间戳单位的平均值之差小于该m个估计时间戳单位的3倍样本标准差的估计时间戳单位。其中，该样本标准差为该m个估计时间戳单位的样本标准差。应理解，本发明实施例中，还可采用其它筛选方式去除误差较大的样本，本发明实施例只是其中的一种优选方案。
可选地，作为一个实施例，在用于根据筛选后的估计时间戳单位计算得到该远端设备的时间戳单位的过程中，计算单元320具体用于根据以下公式确定该远端设备的时间戳单位：
U＝int(1/q(ΣUi))；
其中，ΣUi表示该筛选后的估计时间戳单位之和，q表示该筛选后的估计时间戳单位的个数，函数int表示向下取整。
应理解，本发明实施例中，还可采用其它计算方式求取远端设备的时间戳单位，例如，对筛选后的估计时间戳单位求取平方平均值，再进行四舍五入，等等，本发明实施例只是其中的一种优选方案。
优选地，该m组采样数据中的任意两个数据包的包长相等，该m组采样数据中任意两组采样数据的发包间隔相等。
进一步地，该发包间隔满足以下公式：
D>>L/B；
其中，D表示该发包间隔的实际时间长度，L表示该包长，B表示该远端设备与本端设备之间的网络瓶颈带宽。
通常情况下，相差1个数量级即可视为远大于。即，D>10L/B。
更进一步地，样本数据的组数m满足以下公式：
其中，n表示该发包间隔所包含的时间戳单位的个数，表示该m个估计时间戳单位的平均值，该远端设备到本端设备的发包排队时延服从负指数分布λe-λt，erfc函数为补余误差函数。
可选地，该测量装置300可位于服务器上，或者位于客户端上。
可选地，该监测点位于远端设备与本端设备之间的路由器上，或者该监测点为本端设备。
图4是本发明实施例测量装置400的结构示意图。测量装置400可包括通道接口401、处理器402和存储器403。
通道接口401、处理器402和存储器403通过总线404系统相互连接。总线404可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器403，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器403可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器402提供指令和数据。存储器403可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
处理器402，执行存储器403所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
获取m组采样数据，其中，每组采样数据包括远端的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，m为正整数，m>1；
根据该m组采样数据分别计算得到m个估计时间戳单位，并从该m个估计时间戳单位中选择与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的时间戳单位，求取平均值后再取整得到无偏估计时间戳单位。
上述如本发明图1-2中任一实施例揭示的测量装置执行的方法可以应用于处理器402中，或者由处理器402实现。处理器402可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器402中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器402可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器403，处理器402读取存储器403中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例中，测量装置400通过用两个包的时间戳之差和本地监测点的时钟对比得到远端时钟的单位，并通过采用统计平均求无偏估计的方法，消除传输时延随机性带来的误差，从而能够在不需要全网时钟同步的条件下，获得较为准确的时间戳单位。
具体地，在用于根据该m组采样数据中该远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位的过程中，处理器402可用于根据以下公式确定该m个估计时间戳单位：
Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)；
其中，S1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发数据包的发包时间戳，S2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的发包时间戳，t1i表示第i组采样数据中该远端设备的先发发数据包的到达监测点时间，t2i表示第i组采样数据中该远端设备的后发数据包的到达监测点时间，Ui表示第i组采样数据计算得到的估计时间戳单位。
可选地，作为一个实施例，在用于从该m个估计时间戳单位中筛选与该m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位的过程中，处理器402具体可用于：从该m个估计时间戳单位中选择与该m个估计时间戳单位的平均值之差小于该m个估计时间戳单位的3倍样本标准差的估计时间戳单位。应理解，本发明实施例中，还可采用其它筛选方式去除误差较大的样本，本发明实施例只是其中的一种优选方案。
可选地，作为一个实施例，在用于根据筛选后的估计时间戳单位计算得到该远端设备的时间戳单位的过程中，处理器402具体用于根据以下公式确定该远端设备的时间戳单位：
U＝int(1/q(ΣUi))；
其中，ΣUi表示该筛选后的估计时间戳单位之和，q表示该筛选后的估计时间戳单位的个数，函数int表示向下取整。
应理解，本发明实施例中，还可采用其它计算方式求取远端设备的时间戳单位，例如，对筛选后的估计时间戳单位求取平方平均值，再进行四舍五入，等等，本发明实施例只是其中的一种优选方案。
优选地，该m组采样数据中的任意两个数据包的包长相等，该m组采样数据中任意两组采样数据的发包间隔相等。
进一步地，该发包间隔满足以下公式：
D>>L/B；
其中，D表示该发包间隔的实际时间长度，L表示该包长，B表示该远端设备与本端设备之间的网络瓶颈带宽。
通常情况下，相差1个数量级即可视为远大于。即，D>10L/B。
更进一步地，样本数据的组数m满足以下公式：
其中，n表示该发包间隔所包含的时间戳单位的个数，表示该m个估计时间戳单位的平均值，该远端设备到本端设备的发包排队时延服从负指数分布λe-λt，erfc函数为补余误差函数。
可选地，该测量装置400可位于服务器上，或者位于客户端上。
可选地，该监测点位于远端设备与本端设备之间的路由器上，或者该监测点为本端设备。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种测量远端设备的时间戳单位的方法，其特征在于，包括：
获取m组采样数据，其中，每组采样数据包括远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，m为正整数，m>1；
根据所述m组采样数据中所述远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位；
从所述m个估计时间戳单位中筛选与所述m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位；
根据筛选后的估计时间戳单位计算得到所述远端设备的时间戳单位；
其中，所述根据所述m组采样数据中所述远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位包括：
根据以下公式确定所述m个估计时间戳单位：
Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)；
其中，S1i表示第i组采样数据中所述远端设备的先发数据包的发包时间戳，S2i表示第i组采样数据中所述远端设备的后发数据包的发包时间戳，t1i表示第i组采样数据中所述远端设备的先发发数据包的到达监测点时间，t2i表示第i组采样数据中所述远端设备的后发数据包的到达监测点时间，Ui表示第i组采样数据计算得到的估计时间戳单位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据筛选后的估计时间戳单位得到所述远端设备的时间戳单位包括：
根据以下公式确定所述远端设备的时间戳单位：
U＝int(1/q(ΣUi))；
其中，ΣUi表示所述筛选后的估计时间戳单位之和，q表示所述筛选后的估计时间戳单位的个数，函数int表示向下取整。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述从所述m个估计时间戳单位中筛选与所述m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位包括：
从所述m个估计时间戳单位中选择与所述m个估计时间戳单位的平均值之差小于所述m个估计时间戳单位的3倍样本标准差的估计时间戳单位。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述m组采样数据中的任意两个数据包的包长相等，所述m组采样数据中任意两组采样数据的发包间隔相等。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发包间隔满足以下公式：
D>10L/B；
其中，D表示所述发包间隔的实际时间长度，L表示所述包长，B表示所述远端设备与本端设备之间的网络瓶颈带宽。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，样本数据的组数m满足以下公式：
其中，n表示所述发包间隔所包含的时间戳单位的个数，表示所述m个估计时间戳单位的平均值，所述远端设备到本端设备的发包排队时延服从负指数分布λe-λt，erfc函数为补余误差函数。
7.一种测量装置，其特征在于，包括：
采样单元，用于获取m组采样数据，其中，每组采样数据包括远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，m为正整数，m>1；
计算单元，用于根据所述m组采样数据中所述远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位；
筛选单元，用于从所述m个估计时间戳单位中筛选与所述m个估计时间戳单位的平均值之差在预定范围内的估计时间戳单位；
所述计算单元还用于根据筛选后的估计时间戳单位计算得到所述远端设备的时间戳单位；
其中，在用于根据所述m组采样数据中所述远端设备的先发数据包和后发数据包的发包时间戳及到达监测点时间，分别计算得到m个估计时间戳单位的过程中，所述计算单元具体用于根据以下公式确定所述m个估计时间戳单位：
Ui＝(S2i-S1i)/(t2i-t1i)；
其中，S1i表示第i组采样数据中所述远端设备的先发数据包的发包时间戳，S2i表示第i组采样数据中所述远端设备的后发数据包的发包时间戳，t1i表示第i组采样数据中所述远端设备的先发发数据包的到达监测点时间，t2i表示第i组采样数据中所述远端设备的后发数据包的到达监测点时间，Ui表示第i组采样数据计算得到的估计时间戳单位。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，在用于根据筛选后的估计时间戳单位得到所述远端设备的时间戳单位的过程中，所述计算单元具体用于根据以下公式确定所述远端设备的时间戳单位：
U＝int(1/q(ΣUi))；
其中，ΣUi表示所述筛选后的估计时间戳单位之和，q表示所述筛选后的估计时间戳单位的个数，函数int表示向下取整。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述筛选单元具体用于：
从所述m个估计时间戳单位中选择与所述m个估计时间戳单位的平均值之差小于所述m个估计时间戳单位的3倍样本标准差的估计时间戳单位。
10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，
所述m组采样数据中的任意两个数据包的包长相等，所述m组采样数据中任意两组采样数据的发包间隔相等。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述发包间隔满足以下公式：
D>10L/B；
其中，D表示所述发包间隔的实际时间长度，L表示所述包长，B表示所述远端设备与所述装置所在的本端设备之间的网络瓶颈带宽。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，样本数据的组数m满足以下公式：
其中，n表示所述发包间隔所包含的时间戳单位的个数，ū表示所述m个估计时间戳单位的平均值，所述远端设备到所述装置所在的本端设备的发包排队时延服从负指数分布λe-λt，erfc函数为补余误差函数。
13.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置位于服务器上，或者所述装置位于客户端上。
14.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述监测点位于远端设备与本端设备之间的路由器上，或者所述监测点为本端设备。
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