CN106506273A - 一种带宽测量方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种带宽测量方法、装置及系统，包括：接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm，并将放大后的测试流输出至业务接收管道，将所述接收能力Rm作为接收带宽Rm；其中，测试流是发送端通过业务发送管道发送的。通过本发明提供的技术方案，实现了大容量不对称链路的带宽测量，从而在提高设备能力的同时，降低了实现链路测量的成本。
Description
技术领域
本发明涉及但不限于通信技术领域，尤指一种带宽测量方法、装置及系统。
背景技术
带宽的测量能够更好的反馈线路的质量，是用户最关心的数据指标。传统的链路带宽测量方法均要求在上下行带宽一致的场景下进行。
当前的业务应用，一方面，普遍存在着上下行的带宽不对称的场景；另一方面，随着对通信设备大带宽要求的提升，当前通信设备的上行端口速率要求提升到100GE，越来越多的厂商将设备升级到上行端口具备100GE的能力，但是，由于成本和技术限制，虽然上行端口具备100GE的吞吐量，却还是无法进行100GE端口的链路带宽的测量。
如图1所示，设备A和设备B是两种典型的通信设备和板卡的原理图，在设备A中，CPU负责软件逻辑，完成对分组芯片(SW)和现场可编程门阵列(FPGA，Field-ProgrammableGate Array)的控制；SW与FPGA之间存在GE/FE的数据通道，其中，GE接口是千兆口，FE接口是百兆口。这里，大容量端口指与网络相连的至少10GE容量的上行端口。在设备B中，CPU同样负责软件逻辑，完成对分组芯片的控制，设备B由大容量端口输出大容量数据包。从图1可见，由于设备A能够将一些处理逻辑分给FPGA进行，因此，设备A比设备B在功能和应用上灵活；而设备B的成本要低一些。链路测量技术要同时考虑这两种设备，但是，无论是FPGA和CPU，都无法处理大容量的测试数据包，这是测量的一个约束。
如果要使用具备100GE链路测量的芯片，无疑会提高设备的成本，同时，也需要对已经使用的设备进行更换，而这些设备中的许多已经具备向100GE端口升级的能力；即使现在将设备进行更换，并且具备链路测量的能力，也需要对将来要求的更大容量带宽进行考虑，如果能够引入一种不依赖于端口容量变化的技术和方法，完成链路容量的测试，并且能够应用到以后的设备中，对芯片是否具备链路测量能力不产生约束，无疑将是一种提高设备竞争力的方法。
发明内容
本发明提供一种带宽测量方法、装置及系统，能够实现大容量不对称链路的带宽测量，从而在提高设备能力的同时，降低实现链路测量的成本。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种带宽测试方法，包括：
接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm，并将放大后的测试流输出至业务接收管道，将所述接收能力Rm作为接收带宽Rm；
其中，测试流是发送端通过业务发送管道发送的。
可选地，该方法还包括：
根据测试得到的所述接收带宽Rm配置所述接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm。
可选地，所述接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm包括：
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量大于在所述接收端自身可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收端自身可环回的所述数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm；
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量小于在所述接收端可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收到的测试数据流在接收端等量环回后，将环回的数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm。
可选地，所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量为：所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的经过第一次放大后的流量。
可选地，当所述业务发送管道的发送能力Sm大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，还包括：
减小所述接收端的放大倍数，或者减小与所述接收端对应的发送端的发包器的发送流量，以减少所述测试流的流量。
可选地，当所述业务发送管道的发送能力Sm远远大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，还包括：
将与所述接收端对应的发送端的放大倍数切换为缩小倍数，以使进入环回器的流量在等量环回并经过与所述接收端的放大后，进入所述接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
可选地，所述放大倍数包括第二放大倍数W2、第一放大倍数W3；
所述将接收能力Rm作为接收带宽Rm包括：
当与所述发送端发出所述测试流预设时长后，所述发送端的接收器计算流量为Rm；
当判断出接收器计算流量Rm大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，则将接收器计算流量Rm设置为当前计算的最大接收流量Max_Rm；
当判断出所述第二放大倍数W2小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，之后返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
可选地，当判断出所述第二放大倍数W2不小于最大放大倍数Max_W，还包括：
将所述第二放大倍数W2设置为最大放大倍数Max_W；
判断所述第一放大倍数W3小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
可选地，当判断出接收器计算流量Rm不大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，测试出所述接收带宽为最大接收流量Max_Rm。
可选地，所述方法之前还包括：
设置所述接收端中的第三缩小倍数A3＝min(Max_A,R_H/Rm+1)；第一缩缩小倍数A1＝min(Max_A,2×Pm/R_H)；第三放大倍数W1＝2×Pm/L_H；第二缩小倍数A2＝min(Rm/L_H+1,Max_A)；其中，Rm为所述接收带宽，Max_A为缩小器的最大缩小倍数，Pm为发送和接收端口带宽，L_H为发送端本地发包器的最大发包能力和接收器的最大接收能力，R_H为接收端中环回器的最大环回能力。
可选地，所述根据测试得到的所述接收带宽Rm配置接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm包括：
当进入所述业务接收管道的流量Tm远小于所述接收带宽Rm时，发送带宽Sm＝Tm×A1×A2×A3。
本发明还提供了一种带宽测试系统，包括发送端和接收端；其中，
发送端，用于通过业务发送管道发送测试流；
接收端，用于放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm，并将放大后的测试流输出至业务接收管道，将所述接收能力Rm作为接收带宽Rm。
可选地，所述接收端还用于：根据测试得到的所述接收带宽Rm配置所述接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm。
可选地，所述接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm具体包括：
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量大于在所述接收端自身可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收端自身可环回的所述数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm；
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量小于在所述接收端可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收到的测试数据流在接收端等量环回后，将环回的数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm。
可选地，所述接收端包括与业务发送管道连接的第一放大器；
所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量为：所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的经过第一放大器放大后的流量。
可选地，当所述业务发送管道的发送能力Sm大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，
所述接收端还用于：减小放大倍数；
或者，所述发送端还用于：减小发包器的发送流量，以减少所述测试流的流量。
可选地，当所述业务发送管道的发送能力Sm远远大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，所述接收端还用于：
所述发送端的放大倍数切换为缩小倍数，以使进入环回器的流量在等量环回并经过与所述接收端的放大后，进入所述接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
可选地，所述接收端包括与业务发送管道连接的第一放大器、与业务接收管道连接的第二放大器；
所述接收端接收到所述测试流预设时长后，具体用于：
当判断出所述发送端的接收器计算流量Rm大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，则将接收器计算流量Rm设置为当前计算的最大接收流量Max_Rm；
当判断出所述第二放大器的放大倍数W2小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，之后返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
可选地，当判断出所述第二放大器的放大倍数W2不小于最大放大倍数Max_W，所述接收端还用于：
将所述第二放大器的放大倍数W2设置为最大放大倍数Max_W；
判断所述第一放大器的放大倍数W3小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
可选地，当判断出接收器计算流量Rm不大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，测试出所述接收带宽为最大接收流量Max_Rm。
可选地，所述发送端还包括：缩小倍数A3＝min(Max_A,R_H/Rm+1)的第三缩小器；缩小倍数A1＝min(Max_A,2×Pm/R_H)的第一缩小器；放大倍数W1＝2×Pm/L_H的第三放大器；缩小倍数A2＝min(Rm/L_H+1,Max_A)的第二缩小器；其中，Rm为所述接收带宽，Max_A为缩小器的最大缩小倍数，Pm为发送和接收端口带宽，L_H为发送端本地发包器的最大发包能力和接收器的最大接收能力，R_H为接收端中环回器的最大环回能力。
可选地，所述接收端中的根据测试得到的所述接收带宽Rm配置接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm具体包括：
当进入所述业务接收管道的流量Tm远小于所述接收带宽Rm时，发送带宽Sm＝Tm×A1×A2×A3。
本发明还提供了一种宽带测试装置，至少包括第一控制器、第一放大器、环回器、第二放大器；其中，
第一控制器，用于协调所述带宽测试装置中的各组成部分的控制；
第一放大器，用于对来自业务发送管道的测试流进行放大后输出给环回器；
环回器，用于等量发送接收的测试流；
第二放大器，用于对来自环回器的测试流进行放大后输出给业务发送管道。
可选地，当所述业务接收管道的接收能力Rm大于进入接收管道的流量时，所述第一控制器还用于：增大所述第一放大器的放大倍数，或者增大所述第二放大器的放大倍数。
可选地，当所述业务发送管道的发送能力Sm大于所述环回器的最大环回能力时，所述第一控制器还用于：
减小与所述第二放大器的放大倍数，或者减小发送所述测试流的发包器的发送流量，以使进入所述业务接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
可选地，当所述业务发送管道的发送能力Sm远远大于所述环回器的最大环回能力时，所述第一控制器还用于：
将与所述第一放大器切换为缩小器，以使进入环回器的流量在等量环回并经过与所述第二放大器放大后，进入所述接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
可选地，当所述测试流发送出预设时长后，所述接收器还用于：计算流量为Rm；
所述第一控制器还用于：
当判断出所述接收器计算流量Rm大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，则将接收器计算流量Rm设置为当前计算的最大接收流量Max_Rm；
当判断出所述第二放大器的放大倍数W2小于放大器的最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，之后返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
可选地，所述第一控制器还用于：当判断出所述第二放大器的放大倍数W2不小于放大器的最大放大倍数Max_W，将所述第二放大器的放大倍数W2设置为最大放大倍数Max_W；
判断所述第一放大器的放大倍数W3小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
本发明还提供了一种带宽测试装置，包括：第二控制器、发包器、第三放大器、接收器和第二缩小器；其中，
第二控制器，用于协调所述带宽测试装置中的各组成部分的控制；
发包器，用于发送测试流；
第三放大器，用于对来自发包器的测试流进行放大后输出给业务发送管道；
第二缩小器，用于接收来自业务接收管道的测试流并缩小后输出给接收器；
接收器，用于计算流量。
可选地，所述第二控制器还用于：
当判断出所述接收器计算流量Rm不大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，测试出所述接收带宽为最大接收流量Max_Rm。
可选地，所述第二控制器还用于：当进入所述业务接收管道的流量Tm远小于所述接收带宽Rm时，发送带宽Sm＝Tm×A1×A2×A3；
其中，A2为所述第二缩小器的缩小倍数，A3为所述带宽测试装置对应的接收端的第三缩小器的缩小倍数，A1为所述带宽测试装置对应的接收端的第一缩小器的缩小倍数。
与现有技术相比，本发明方法包括：接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm，并将放大后的测试流输出至业务接收管道，将接收能力Rm作为接收带宽Rm；其中，测试流是发送端通过业务发送管道发送的。通过本发明提供的技术方案，实现了大容量不对称链路的带宽测量，从而在提高设备能力的同时，降低了实现链路测量的成本。
本发明提供的技术方案，利用组播技术和负载分担技术，通过杠杆原理，实现了大容量不对称链路的带宽测量，使带宽测量在多种设备上的实现，从而在提高了设备能力的同时，降低了实现链路测量的成本。
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。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中的两种通信设备和板卡的原理示意图；
图2为本发明实施例中实现链路测试的原理示意图；
图3为本发明带宽测试系统组成构建和原理示意图；
图4为本发明带宽测试方法的流程图；
图5为本发明接收带宽测试的原理图；
图6为本发明发送带宽测试的原理图；
图7为本发明接收带宽测试的实施例的流程图；
图8为本发明发送带宽测试的实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
组播是一种点对多点的通信，能够使组播源的一个数据包在网络上复制成多份数据包，从而达到对流量的放大，因此，可以把组播技术看成数据包的放大器。负载分担是将一个大通道分成多个小通道，完成大数据量在小带宽链路上的传输，对于大带宽中的小通道来说，小通道是大带宽流量的缩小。因此，组播和负载分担就是一种杠杆，组播能够达到小流量变成大流量的能力，负载分担能够达到大流量变成小流量的能力。本申请发明人经过研究发现，利用组播技术和负载分担技术，通过杠杆原理，可以实现大容量不对称链路的带宽测量，使带宽测量在多种设备上实现，从而在提高设备能力的同时，降低实现链路测量的成本。
图2为本发明实施例中实现链路测试的原理示意图，图2中，仅示出了单方向的原理图，并不用于限定本发明的保护范围。如图2所示，存在设备PX和设备PY，假设设备PX为发送端设备，设备PY为接收端设备。设备PX和设备PY都含有FPGA的构造，设备PX中对链路带宽测量在设备PX的FPGA上实现，设备PX中的FPGA与SW之间存在GE/FE的数据通道，该数据通道为发送端设备的内部数据链路；设备PY中对链路带宽测量在设备PY的FPGA上实现，设备PY中的FPGA与SW之间存在GE/FE的数据通道，该数据通道为接收端设备的内部数据链路。发送端设备中的SW的上行端口为GE/10GE的大容量端口，接收端设备中的SW的上行端口也为GE/10GE的大容量端口。
在发送端设备即设备PX上，测量端点需要发送测试数据包以形成测试流，发送的测试数据包要能够填充满大容量端口，但是大容量端口和FPGA数据通道之间存在一个很大的倍数，比如大容量端口为15Mpps(pps表示每秒包数，15Mpps相当于10GE)，FPGA中进行链路带宽测试时的发包能力为0.15Mpps(即100Mbps)，这之间存在100倍的关系，因此，在实际的测试过程中，经过数据链路发送的测量数据包的数据量若需要填充满大容量端口，则需要构造一个放大器，如图2所示，在设备PX上，构造一个含有100个虚端口的组播组，该组播组与测试流输入端口形成一个组播域，在组播域中，将测试流输入流量进行放大。如图2所示，组播组中存在多少个虚端口，数据就会复制多少份，因此可以通过组播组中虚端口的个数改变放大倍数。组播组中的虚端口需要指向同一个物理端口，即：大容量端口，这样放大后的数据流才会从大容量端口中输出给接收端设备。
在接收端设备即设备PY上，从大容量端口进入的经过放大后的数据流，如果全部都转发到设备PY的内部数据链路上，将会在内部数据链路上产生丢包，无法体现实际的丢包率和流量，因此需要对来自大容量端口的经过放大后的数据流进行分流。本发明中，通过在设备PY上建立聚合组或者等价路径，聚合组或者等价路径可以按照权重建立，比如drop端口分担90％的流量，内部数据链路分担10％的流量，这样，内部数据链路承担的流量就会降低，而且可以窥视大容量端口的流量，此时，可以通过向聚合组或者等价路径中的添加/删除接口来调节缩小倍数，在聚合组或者等价路径支持权重分配带宽的条件下，调节接口的分配比重来控制缩小倍数。
在聚合组或者等价路径各接口之间平均分配流量的情况下，本发明中，通过合理的放大和缩小的配比，实现了覆盖多种不对称带宽的测量；同时，根据设备能力，可以通过合理调节放大倍数，比如FPGA中进行带宽测试时的发包能力为0到1Mpps，SW中放大器的放大倍数为1到256，则该设备能够在一个端口最大发送256Mpps的流量，相当于支持170GE的端口，也就是说，如果分组芯片能力较弱，可以配置一个在带宽测试时具有强发包能力的FPGA，如果分组芯片能力较强，则带宽测试时FPGA的发包能力可以弱化，本发明提供的发包能力调整方式为芯片选择提供了很大的灵活性。
基于图2所示的本发明实施例中实现链路测试的原理示意图，本发明提供一种带宽测试装置的构件和原理示意图，如图3所示，带宽测试系统包括发送端设备和接收端设备，其中，发送端设备可以包括：带宽测量逻辑、放大器、缩小器、发包器、接收器；接收端设备可以包括：带宽测量逻辑、放大器、缩小器、环回器。
带宽测量逻辑，用于负责对自身所在设备中其他构件的控制、信息的获取、计算，负责和对端带宽测量逻辑进行协议交互；
发包器，用于负责发送指定速率的测试流；
接收器，用于负责接收测试流并计算接收速率；
环回器，用于负责将接收的数据包等量发送出去。
放大器，用于通过组播技术，将流量进行复制，达到扩增流量的功能；
缩小器，用于利用链路聚合或者等价路径的方式，将流量进行负载分担，达到一个接口流量缩小的功能。
图4为本发明带宽测试方法的流程图，如图4所示，包括：
步骤400：接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm，并将放大后的测试流输出至业务接收管道，将所述接收能力Rm作为接收带宽Rm。
也就是说，本步骤中利用接收端的放大器，将进入接收管道的测试流的流量放大到超过业务接收管道的接收能力Rm，将接收能力Rm作为接收带宽Rm。
其中，测试流是发送端通过业务发送管道发送的。
图5为本发明接收带宽测试的原理图，如图5所示，假设发送端的发包器发送的测试流的流量为X，发送端的与业务发送管道连接的放大器B1的放大倍数为W1，接收端的与业务发送管道连接的放大器B3的放大倍数为W3，接收端的与业务接收管道连接的放大器B2的放大倍数为W2，发送端的与业务接收管道连接的缩小器L2的缩小倍数为A2，业务发送管道的发送能力为Sm，业务接收管道的接收能力为Rm，环回器的最大环回能力为H。
如图5所示，第一种情况，当Sm经放大器B3放大后<＝H时，进入环回器的流量为Sm×W3，等量环回后，经过放大器B2，进入接收管道的流量为Sm×W3×W2，此时存在两种关系：
关系1如公式(1)所示：Rm>＝Sm×W3×W2 (1)
关系2如公式(2)所示：Rm<Sm×W3×W2 (2)
当满足关系2时，通过接收管道进入发送端设备的流量就是Rm，那么，测试的流量就是Rm；此时，缩小器L2的作用就是减少发送端中的接收器的负担，实现通过少量的流量而探测大的管道的目的。
假设设备可以支持的放大倍数W2的值最大为max(W2)，可以支持的放大倍数W3的最大值为max(W3)，环回器能够环回的最大流量为H，可以知道存在以下关系时：环回器能够环回的流量T＝min(H，max(W3)×Sm)；
将环回器能够环回的流量T代入上述公式(2)，也就是说Rm满足公式(3)所示的关系：
Rm<T×W2，即Rm/T<W2 (3)
此时，可以测出Rm的值。
当满足关系1时，通过接收管道进入发送端设备的流量比Rm少，此时，是无法反映Rm的真实值的，因此，要使关系1向关系2转变，转变的方法就是增大放大器B2的放大倍数W2或者放大器B3的放大倍数W3的值。
如图5所示，第二种情况，当Sm>H时，通过减小放大器B1的放大倍数W1，或者减小发送器的发送流量，以减少测试流的流量，从而将测试流程转换到第一种情况继续进行测试。
但是，当Sm>>H时，可以将放大器B1换成缩小器，让经由业务发送管道并放大后进入环回器的流量向第一种情况转换，当然，也可以继续使用放大器，只不过环回器最多也就是环回H的流量部分。
进一步地，当业务发送管道的发送能力Sm远远大于接收端的环回器的最大环回能力时，本步骤还包括：将发送端的放大器切换为缩小器，以使进入环回器的流量在等量环回并经过与业务接收管道连接的第二放大器放大后，进入接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
如图5所示，在满足第一种情况的条件Sm<＝H，并且满足公式(3)所示的Rm/T<W2时，进行Rm的测量。
只需将放大器B2的放大倍数W2和放大器B3的放大倍数W3取合适的值，即可测得Rm，假设经过缩小器L2后，发送端的接收器接收的流量为SRm,缩小器L2的缩小倍数为A2，则，如公式(4)所示：
Rm＝SRm/A2 (4)
步骤401：根据测试得到的所述接收带宽Rm配置接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm。
也就是说，根据测试得到的接收带宽Rm配置接收端中的缩小器，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽。
图6为本发明发送带宽测试的原理图，如图6所示，假设发送端的发包器发送的流量为X，发送端的与业务发送管道连接的放大器B1的放大倍数为W1，接收端的与业务发送管道连接的缩小器L1的缩小倍数为A1，接收端的与业务接收管道连接的缩小器L3的缩小倍数为A3，发送端的与业务接收管道连接的缩小器L2的缩小倍数为A2。
如图6所示，为了使测试流量能够灌满业务发送通道Sm，以使到达接收端的环回器的流量为Sm，可以通过调整X和W1，使X×W1>Sm。
通过步骤400已经知道了接收带宽为Rm，假设预先设置缩小器L3的输出最多为Rm。由于环回器的最大环回流量为H，要求满足：H>Sm/A1，也就是说，缩小器L1的缩小倍数为A1满足公式(5)所示：
A1>Sm/H (5)
为了使缩小器L3的输出最多为Rm，环回器的最大输出为H，则要求满足：H/A3<Rm,也就是说，缩小器L3的缩小倍数为A3满足公式(6)所示：
A3>H/Rm (6)
假设进入接收器的流量为SRm，则：Sm＝SRm×A1×A2×A3。
根据公式(5)、公式(6)所示，举个例子来看，当Sm为100G时，H为1G，Rm为2M时，则要求缩小器L1的缩小倍数A1至少为100倍，也就是分担1/100的流量，缩小器L3的缩小倍数A3至少为512倍，即分担1/512份流量。
图7为本发明实现接收带宽测试的实施例的流程图，如图7所示，包括：
步骤700：配置发送端和接收端的所有放大器的最大放大倍数Max_W。
步骤701：配置缩小器L2的缩小倍数A2＝2×Pm/L_H，其中，L_H为发送端本地发包器的最大发包能力和接收器的最大接收能力，也就是发送端的发包器和接收器的最大流量；配置本地放大器B1的放大倍数W1＝2×Pm/L_H；配置发送器的发送速率X＝L_H/W1。其中，Pm为发送和接收端口带宽。
步骤702：通过协议配置放大器B3的放大倍数为1，放大器B2的放大倍数W2＝Pm/R_H，将环回使能；发送端以L_H/2进行发送，接收器开始计算，当前最大接收流量为Max_Rm＝0。
其中，R_H表示环回器的最大环回能力，也就是能够接收和发送的最大流量。
步骤703：等待预设时长如1秒(S)后，接收器计算流量为Rm。
本实施例中，假设最初的最大接收流量为Max_Rm＝0，如果是从步骤709返回执行的话，最大接收流量Max_Rm就是之前计算的最大Rm值。
步骤704：判断接收器计算的当前流量Rm是否大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，如果是，进入步骤705；否则进入步骤711。
步骤705：将接收器计算流量Rm设置为当前计算的最大接收流量Max_Rm。
步骤706：判断放大器B2的放大倍数W2是否小于最大放大倍数Max_W，如果是，进入步骤710；否则进入步骤707。
步骤707：将放大器B2的放大倍数W2设置为最大放大倍数Max_W。
步骤708：判断放大器B3的放大倍数W3是否小于最大放大倍数Max_W，如果是，进入步骤709；否则结束本流程，此时发送管道远小于接收管道，无法测出接收管道的带宽。
步骤709：将放大器B3的放大倍数W3是按照预先设置的步长进行增加。比如本实施例中将放大器B3的放大倍数W3的放大倍数加1。之后返回步骤703。
步骤710：将放大器B3的放大倍数W3是按照预先设置的步长进行增加。比如本实施例中将放大器B3的放大倍数W3的放大倍数加1。之后返回步骤703。
步骤711：测试出接收带宽为Max_Rm。
图8为本发明发送带宽测试的实施例的流程图，如图8所示，包括：
步骤800：配置发送和接收端口带宽Pm，配置发送端和接收端的所有缩小器的最大缩小倍数Max_A。
步骤801：配置缩小器L3的缩小倍数A3＝min(Max_A,R_H/Rm+1)，配置缩小器L1的缩小倍数A1＝min(Max_A,2×Pm/R_H)。
步骤802：配置发送端本地放大器B1的放大倍数W1＝2×Pm/L_H，配置发送器的发送速率X＝L_H/2。
步骤803：配置缩小器L2的缩小倍数A2＝min(Rm/L_H+1,Max_A)。
步骤804：判断缩小器L3的缩小倍数A3是否等于最大缩小倍数Max_A，如果是，表明接收带宽Rm极小，进入步骤805；否则进入步骤806。
步骤805：将缩小器L1的缩小倍数A1设置为最大缩小倍数Max_A。
步骤806：环回器使能，发送端接收器开始计算发送端发包器以X进行发包。
步骤807：等待1S后，到达接收端的流量经过缩小器L1缩小后，再经过环回器环回后，经缩小器L3缩小的流量为Tm。
步骤808：计算Tm与缩小器L2的缩小倍数A2之间的乘积，判断计算得到的积值是否小于接收带宽Rm，如果是，进入步骤809；否则进入步骤810。
步骤809：测试出发送带宽Sm＝Tm×A2×A1×A3。
步骤810：此时发送管道远小于接收管道，无法测出接收管道的带宽，结束本流程。
下面结合一个具体实施例来看看本发明的接收带宽和发送带宽的获取过程。本实施例中，假设业务发送管道的发送能力Sm的范围为(2M，100G)，业务接收管道的接收能力Rm的范围为(2M，100G)，H的值定义为1G，放大器的最大放大倍数为256，缩小器的最大缩小倍数为1024。
首先，进行接收带宽Rm的测量：
如图5所示，假设放大器B3的放大倍数W3的取值范围为[1，256]，此时，让放大器B3的放大倍数W3取最大放大倍数即256，以覆盖较大的测量范围；当Sm为2M时，环回器环回的流量为2M×256＝512M；取放大器B2的放大倍数W2为256，则向业务接收管道释放的流量为512M×256＝128G，覆盖Rm的(2M，100G)的业务接收管道范围。此时，通过接收管道进入发送端设备的流量就是Rm。
然后，进行发送带宽Sm的测量：
如图6所示，假设缩小器L3的缩小倍数A3的取值范围为[1，1024]，当到达接收端的环回器的流量Sm为100G时，取缩小器L1的缩小倍数A1为1024，则进入环回器的流量＝100G/1024＝100M；取缩小器L3的缩小倍数A3也为1024，则进入业务接收管道的流量＝100M/1024＝100K，而100K<2M，业务接收管道能够将流量全面的回送到发送端，即实现了准确的测试到发送流量。
极端情况下，当Rm为100G时，在最大放大倍数为256的情况下，要求Sm最小为3.2M，才能按照本发明提供的技术方案测试Rm的带宽；
极端情况下，当Sm为100G时，在最大缩小倍数为1024的情况下，要求Rm最小为100K，才能按照本发明提供的技术方案测试Sm的带宽；
比如：假设发送端为总部设备，环回端为远端设备，Sm为50M(即下行流量为50M)，Rm为5M(即上行业务流量为5M)。
首先，测试Rm：
配置发送和接收端口带宽Pm为1G即Pm＝1G，所有放大器的的最大放大倍数为256，所有缩小器的最大缩小倍数为8，发送端所在本地L_H＝1G，环回端所在远端R_H＝1G；按照本发明实施例的配置，存在如下配置关系：
A2＝2×Pm/L_H＝2×1G/1G＝2；
W1＝2×Pm/L_H＝2×1G/1G＝2；
X＝L_H/W1＝1G/2＝512M；
W3＝1；
W2＝Pm/R_H＝1G/1G＝1；
发送流量X，1S后，由于发送的流量为X×W1＝1G，业务发送管道能力为50M即Sm＝50M，那么：到达环回器的流量为W3×Sm＝1×50M＝50M；从放大器B2流入业务接收管道的流量为W2×W3×Sm＝50M；由于上行管道的流量为5M，因此，到达发送端的流量就是5M，此时Rm＝5M。重新设置W2＝W2+1，即W2＝2，此时，Max_Rm＝5M，从放大器B2流入业务接收管道的流量为W2×W3×Sm＝2×1×50M＝100M；由于上行管道的流量为5M，因此，到达发送端的流量就是5M，此时Rm为5M，Max_Rm＝5M；由于Rm＝Max_Rm，得到最终的解，即接收带宽为5M。
在获知Rm为5M的情况下，接着，测试Sm：
按照本发明实施例的配置，存在如下配置关系：
A3＝min(Max_A,R_H/Rm+1)＝min(8，1G/5M+1)＝8；
A1＝min(Max_A,2×Pm/R_H)＝min(8,2×1G/1G)＝2；
W1＝2×Pm/L_H＝2×1G/1G＝2；
X＝L_H/2＝1G/2＝512M；
A2＝min(Rm/L_H+1,Max_A)＝min(5M/1G+1，8)＝1；
如果，A3＝MAX_A＝8，表明Rm极小即Rm的值比Sm的小很多，将A1＝8，发送数据包，等待1S后：到达接收端的流量为50M，经过缩小器L1后，流量为50M/A1＝50M/8＝6.25M，再经过环回器环回后，经缩小器L3缩小后的流量为6.25M/8＝0.78125M即Tm，也就是说，此时，进入业务接收管道的流量Tm远小于Rm，表明流量不会受到Rm<<Sm的限制，那么，进入接收器的流量为0.78125M/1＝0.78125M，因此得到业务发送管道的带宽Sm＝0.78125M×A1×A2×A3＝0.78125M×8×1×8＝50M。
本文提出的方法，解决了带宽的不对称时测量带宽的方法，并且利用杠杆原理，解除了对链路带宽升级造成的改变。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (31)
1.一种带宽测试方法，其特征在于，包括：
接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm，并将放大后的测试流输出至业务接收管道，将所述接收能力Rm作为接收带宽Rm；
其中，测试流是发送端通过业务发送管道发送的。
2.根据权利要求1所述的带宽测试方法，其特征在于，该方法还包括：
根据测试得到的所述接收带宽Rm配置所述接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm。
3.根据权利要求1或2所述的带宽测试方法，其特征在于，所述接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm包括：
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量大于在所述接收端自身可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收端自身可环回的所述数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm；
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量小于在所述接收端可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收到的测试数据流在接收端等量环回后，将环回的数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm。
4.根据权利要求3所述的带宽测试方法，其特征在于，所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量为：所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的经过第一次放大后的流量。
5.根据权利要求1所述的带宽测试方法，其特征在于，当所述业务发送管道的发送能力Sm大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，还包括：
减小所述接收端的放大倍数，或者减小与所述接收端对应的发送端的发包器的发送流量，以减少所述测试流的流量。
6.根据权利要求1所述的带宽测试方法，其特征在于，当所述业务发送管道的发送能力Sm远远大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，还包括：
将与所述接收端对应的发送端的放大倍数切换为缩小倍数，以使进入环回器的流量在等量环回并经过与所述接收端的放大后，进入所述接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
7.根据权利要求5或6所述的带宽测试方法，其特征在于，所述放大倍数包括第二放大倍数W2、第一放大倍数W3；
所述将接收能力Rm作为接收带宽Rm包括：
当与所述发送端发出所述测试流预设时长后，所述发送端的接收器计算流量为Rm；
当判断出接收器计算流量Rm大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，则将接收器计算流量Rm设置为当前计算的最大接收流量Max_Rm；
当判断出所述第二放大倍数W2小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，之后返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
8.根据权利要求7所述的带宽测试方法，其特征在于，当判断出所述第二放大倍数W2不小于最大放大倍数Max_W，还包括：
将所述第二放大倍数W2设置为最大放大倍数Max_W；
判断所述第一放大倍数W3小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
9.根据权利要求7或8所述的带宽测试方法，其特征在于，当判断出接收器计算流量Rm不大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，测试出所述接收带宽为最大接收流量Max_Rm。
10.根据权利要求2所述的带宽测试方法，其特征在于，所述方法之前还包括：
设置所述接收端中的第三缩小倍数A3＝min(Max_A,R_H/Rm+1)；第一缩缩小倍数A1＝min(Max_A,2×Pm/R_H)；第三放大倍数W1＝2×Pm/L_H；第二缩小倍数A2＝min(Rm/L_H+1,Max_A)；其中，Rm为所述接收带宽，Max_A为缩小器的最大缩小倍数，Pm为发送和接收端口带宽，L_H为发送端本地发包器的最大发包能力和接收器的最大接收能力，R_H为接收端中环回器的最大环回能力。
11.根据权利要求10所述的带宽测试方法，其特征在于，所述根据测试得到的所述接收带宽Rm配置接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm包括：
当进入所述业务接收管道的流量Tm远小于所述接收带宽Rm时，发送带宽Sm＝Tm×A1×A2×A3。
12.一种带宽测试系统，其特征在于，包括发送端和接收端；其中，
发送端，用于通过业务发送管道发送测试流；
接收端，用于放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm，并将放大后的测试流输出至业务接收管道，将所述接收能力Rm作为接收带宽Rm。
13.根据权利要求12所述的带宽测试系统，其特征在于，所述接收端还用于：根据测试得到的所述接收带宽Rm配置所述接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm。
14.根据权利要求12或13所述的带宽测试系统，其特征在于，所述接收端放大测试流的流量到超过业务接收管道的接收能力Rm具体包括：
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量大于在所述接收端自身可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收端自身可环回的所述数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm；
当所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量小于在所述接收端可环回至所述业务接收管道的数据流时，将所述接收到的测试数据流在接收端等量环回后，将环回的数据流放大到超过所述业务接收管道的接收能力Rm。
15.根据权利要求14所述的带宽测试系统，其特征在于，所述接收端包括与业务发送管道连接的第一放大器；
所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的流量为：所述接收端通过所述业务发送管道接收到的测试流的经过第一放大器放大后的流量。
16.根据权利要求12所述的带宽测试系统，其特征在于，当所述业务发送管道的发送能力Sm大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，
所述接收端还用于：减小放大倍数；
或者，所述发送端还用于：减小发包器的发送流量，以减少所述测试流的流量。
17.根据权利要求12所述的带宽测试系统，其特征在于，当所述业务发送管道的发送能力Sm远远大于所述接收端的环回器的最大环回能力时，所述接收端还用于：
所述发送端的放大倍数切换为缩小倍数，以使进入环回器的流量在等量环回并经过与所述接收端的放大后，进入所述接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
18.根据权利要求16或17所述的带宽测试系统，其特征在于，所述接收端包括与业务发送管道连接的第一放大器、与业务接收管道连接的第二放大器；
所述接收端接收到所述测试流预设时长后，具体用于：
当判断出所述发送端的接收器计算流量Rm大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，则将接收器计算流量Rm设置为当前计算的最大接收流量Max_Rm；
当判断出所述第二放大器的放大倍数W2小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，之后返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
19.根据权利要求18所述的带宽测试系统，其特征在于，当判断出所述第二放大器的放大倍数W2不小于最大放大倍数Max_W，所述接收端还用于：
将所述第二放大器的放大倍数W2设置为最大放大倍数Max_W；
判断所述第一放大器的放大倍数W3小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
20.根据权利要求18或19所述的带宽测试系统，其特征在于，当判断出接收器计算流量Rm不大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，测试出所述接收带宽为最大接收流量Max_Rm。
21.根据权利要求13所述的带宽测试系统，其特征在于，所述发送端还包括：缩小倍数A3＝min(Max_A,R_H/Rm+1)的第三缩小器；缩小倍数A1＝min(Max_A,2×Pm/R_H)的第一缩小器；放大倍数W1＝2×Pm/L_H的第三放大器；缩小倍数A2＝min(Rm/L_H+1,Max_A)的第二缩小器；其中，Rm为所述接收带宽，Max_A为缩小器的最大缩小倍数，Pm为发送和接收端口带宽，L_H为发送端本地发包器的最大发包能力和接收器的最大接收能力，R_H为接收端中环回器的最大环回能力。
22.根据权利要求21所述的带宽测试系统，其特征在于，所述接收端中的根据测试得到的所述接收带宽Rm配置接收端中的缩小倍数，并按照配置的缩小倍数测试发送带宽Sm具体包括：
当进入所述业务接收管道的流量Tm远小于所述接收带宽Rm时，发送带宽Sm＝Tm×A1×A2×A3。
23.一种宽带测试装置，其特征在于，至少包括第一控制器、第一放大器、环回器、第二放大器；其中，
第一控制器，用于协调所述带宽测试装置中的各组成部分的控制；
第一放大器，用于对来自业务发送管道的测试流进行放大后输出给环回器；
环回器，用于等量发送接收的测试流；
第二放大器，用于对来自环回器的测试流进行放大后输出给业务发送管道。
24.根据权利要求23所述的带宽测试装置，其特征在于，当所述业务接收管道的接收能力Rm大于进入接收管道的流量时，所述第一控制器还用于：增大所述第一放大器的放大倍数，或者增大所述第二放大器的放大倍数。
25.根据权利要求24所述的带宽测试装置，其特征在于，当所述业务发送管道的发送能力Sm大于所述环回器的最大环回能力时，所述第一控制器还用于：
减小与所述第二放大器的放大倍数，或者减小发送所述测试流的发包器的发送流量，以使进入所述业务接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
26.根据权利要求24所述的带宽测试装置，其特征在于，当所述业务发送管道的发送能力Sm远远大于所述环回器的最大环回能力时，所述第一控制器还用于：
将与所述第一放大器切换为缩小器，以使进入环回器的流量在等量环回并经过与所述第二放大器放大后，进入所述接收管道的流量超过业务接收管道的接收能力Rm。
27.根据权利要求24～26任一项所述的带宽测试装置，其特征在于，当所述测试流发送出预设时长后，所述接收器还用于：计算流量为Rm；
所述第一控制器还用于：
当判断出所述接收器计算流量Rm大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，则将接收器计算流量Rm设置为当前计算的最大接收流量Max_Rm；
当判断出所述第二放大器的放大倍数W2小于放大器的最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，之后返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
28.根据权利要求27所述的宽带测试装置，其特征在于，所述第一控制器还用于：当判断出所述第二放大器的放大倍数W2不小于放大器的最大放大倍数Max_W，将所述第二放大器的放大倍数W2设置为最大放大倍数Max_W；
判断所述第一放大器的放大倍数W3小于最大放大倍数Max_W，将所述第一放大器的放大倍数W3按照预先设置的步长进行增加，返回所述发送端的接收器计算流量为Rm的步骤。
29.一种带宽测试装置，其特征在于，包括：第二控制器、发包器、第三放大器、接收器和第二缩小器；其中，
第二控制器，用于协调所述带宽测试装置中的各组成部分的控制；
发包器，用于发送测试流；
第三放大器，用于对来自发包器的测试流进行放大后输出给业务发送管道；
第二缩小器，用于接收来自业务接收管道的测试流并缩小后输出给接收器；
接收器，用于计算流量。
30.根据权利要求29所述的带宽测试装置，其特征在于，所述第二控制器还用于：
当判断出所述接收器计算流量Rm不大于当前计算的最大接收流量Max_Rm，测试出所述接收带宽为最大接收流量Max_Rm。
31.根据权利要求29所述的带宽测试装置，其特征在于，所述第二控制器还用于：当进入所述业务接收管道的流量Tm远小于所述接收带宽Rm时，发送带宽Sm＝Tm×A1×A2×A3；
其中，A2为所述第二缩小器的缩小倍数，A3为所述带宽测试装置对应的接收端的第三缩小器的缩小倍数，A1为所述带宽测试装置对应的接收端的第一缩小器的缩小倍数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |