CN108092840B - 网络速率分段处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种网络速率分段处理方法及装置。该方法包括：选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，第一段链路为发射端至目标接口的链路，第二段链路为目标接口至接收端的链路；采集经过目标接口的、发射端和接收端的交互数据及交互数据到达目标接口的时间；根据交互数据及交互数据到达目标接口的时间获取第一段链路和第二段链路的时延；根据时延获取两者的速率。本发明实施例通过采集网络中的单一网络接口的数据，形成数据集作为统计分析的原始数据源，与现有技术相比，能避免由于不同接口的数据时间不同步导致的无法整合计算的问题，具有精确缩小网络问题查找范围的优点。

Description

网络速率分段处理方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及一种网络速率分段处理方法及装置。
背景技术
从业务流程和网络构成可知，网络速率受到端到端质量各环节性能影响。端到端质量各环节指的是各种专业网络以及互联网内容服务提供商、客户端等等，各种专业网络包括但不限于无线网、传送网和互联网等等。
从技术实现上，根据现有技术如果需要对端到端质量各环节分段和关联分析，需要在不同专业网络的不同节点采集数据后，再通过整理和汇总各种专业网络的数据才能实现判断和分析。
但在实现本发明实施例的过程中，发明人发现由于采集数据量大且不同专业网络的不同节点设备的时间同步、设备厂家私有协议、数据采样可行性等等客观原因都可能导致数据一致性、完整性和准确性无法得到保证，从而导致实际应用中数据整合处理和分析的难度很大，无法应用于长期跟踪和挖掘网络质量隐患，对更深入分析存在瓶颈。
发明内容
本发明实施例的一个目的是解决现有技术由于采集的不同接口的数据时间不同步导致的无法整合计算的问题。
本发明实施例提出了一种网络速率分段处理方法，包括：
选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路；
采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间；
根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率。
可选的，所述根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延包括：
根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间，若检测获知交互数据中存在心跳数据包，则根据所述心跳数据包到达所述目标接口的时间，获取所述心跳数据包在第一段链路的时延和第二段链路的时延；
根据所述心跳数据包在所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取一次优化后的第一段链路的时延和第二段链路的时延。
可选的，所述检测获知交互数据中存在心跳数据包包括：
根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取每个分片到达所述目标接口的时间；
根据每个分片到达所述目标接口的时间确定交互数据中的心跳数据包。
可选的，在根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率之前，所述方法还包括：
采用主成分分析法，对所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间进行分析，获取所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延的相关关系值；
相应地，所述根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率，具体包括：
根据所述相关关系值获取二次优化后的所述第一段链路的时延；
根据所述第二段链路的时延和二次优化后的第一段链路的时延获取第一段链路的速率和第二段链路的速率。
可选的，所述方法还包括：
若检测获知数据在传送过程中出现异常，则根据所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率判断异常出现的链路；
若判断获知异常出现在所述第二段链路且所述第二段链路中存在至少两个网络设备，则对所述第二段链路进行二次划分，并判断异常出现的链路或网络设备。
本发明实施例提供一种网络速率分段处理装置，包括：
选取模块，用于选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路；
采集模块，用于采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间；
第一处理模块，用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
第二处理模块，用于根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率。
可选的，所述第一处理模块，用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间，若检测获知交互数据中存在心跳数据包，则根据所述心跳数据包到达所述目标接口的时间，获取所述心跳数据包在第一段链路的时延和第二段链路的时延；根据所述心跳数据包在所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取一次优化后的第一段链路的时延和第二段链路的时延。
可选的，所述第一处理模块，还用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取每个分片到达所述目标接口的时间；
根据每个分片到达所述目标接口的时间确定交互数据中的心跳数据包。
可选的，所述装置还包括：分析模块；
所述分析模块，用于采用主成分分析法，对所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间进行分析，获取所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延的相关关系值；
相应地，所述第二处理模块，还用于根据所述相关关系值获取二次优化后的所述第一段链路的时延；根据所述第二段链路的时延和二次优化后的第一段链路的时延获取第一段链路的速率和第二段链路的速率。
可选的，所述装置还包括：第三处理模块；
所述第三处理模块，用于若检测获知数据在传送过程中出现异常，则根据所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率判断异常出现的链路；若判断获知异常出现在所述第二段链路且所述第二段链路中存在至少两个网络设备，则对所述第二段链路进行二次划分，并判断异常出现的链路或网络设备
由上述技术方案可知，本发明实施例提出的一种网络速率分段处理方法及装置，通过采集网络中单一网络接口的数据，形成数据集作为统计分析的原始数据源，与现有技术相比，能避免由于不同接口的数据时间不同步导致的无法整合计算的问题，具有精确缩小网络问题查找范围的优点。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理方法的应用场景图；
图2示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理方法的流程示意图；
图3示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理方法中的各分片及到达分界点的流程示意图；
图4a和图4b分别示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理方法中第一段链路和第二段链路的时延判断的局部示意图；
图5示出了本发明另一实施例提供的网络速率分段处理方法的流程示意图；
图6示出了本发明另一实施例提供的网络速率分段处理方法中判断心跳数据包的交互示意图；
图7示出了一具体实例中包含心跳数据包的数据的交互示意图；
图8示出了本发明又一实施例提供的网络速率分段处理方法的流程示意图；
图9示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理装置的结构示意图；
图10示出了本发明另一实施例提供的网络速率分段处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
实施例一
图1示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理方法的应用场景图，参见图1，该应用场景图中包括：端对端通信过程对应的链路，该链路中包括：客户端110、无线120即无线网、核心数据网130、互联网140、服务器150以及用于连接上述专业网络或者网络设备的通信接口，其中；
分界点可以依据不同的分析目的和要求来选择，可以选择在客户端110与无线120交界处、核心数据网130与互联网140交界处或者是互联网140与内容服务提供商(服务器)150之间。为方便阐述，本发明实施例以无线网120与核心数据网130交界处作为分界点。客户端110可以是2G/3G/4G手机终端、手提电脑、上网本等等便携式终端，也可以是MIFI、PC台式机等。无线网120可以是GSM网络的基站，也可以是TD-SCDMA的基站或者小区，也可以是TD-LTE的EnodeB。核心数据网130可以是2G/3G移动网络的专业GPRS网络(可以包括IP承载网)，也可以是4G网络的专业EPC网络。互联网140可以是CMNET、IDC、城域网等等。互联网内容服务提供商150主要是指以BAT为首的互联网应用，包括但不限于百度、阿里、腾讯、优酷等等。图1的无线120、核心数据网130、互联网140和互联网内容服务提供商150都由专业设备形成各自的网络组网，为使得从客户端110到互联网内容服务提供商150之间实现互联，使得运营商实现为客户提供可用的上网服务，在不同专业网络之间需要接口。以移动运营商为例，2G网络的Gb接口，3G网络的Iu-PS接口和Gn接口，4G网络的S1-MME/S1-U 接口和SGS接口等等都属于专业网络互联所用到的某些接口，从这些接口选取某个接口，例如接口R采集数据即可得到本申请需要的数据源。
将客户端110记为U，互联网内容服务提供商150(简称服务器)记为S，网络数据采集的接口记录为R，从客户端110到互联网内容服务提供商150的上网会话交互过程记为US。以接口R为分界点，可以将HTTP会话经过各专业网络的端到端全过程分为两段。以距离客户端U的远近作为区分，客户端U到分界点R的过程称为第一段链路记为近端UR，在这一段传送会话产生的时延称为第一段链路的时延TUR，对应的速率称为第一段链路的速率VUR；分界点R到服务器S的过程称为第二段链路记为远端RS，在这一段传送会话产生的时延称为第二段链路的时延TRS，对应的速率称为第二段链路的速率VRS。以接口R为分界点后，可以将一个会话的过程分段，当会话在传送过程中出现异常时，可以通过不断划分链路的方式缩小查找问题原因的范围。
实施例二
图2示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理方法的流程示意图，参见图2，该方法由处理器实现，具体包括如下步骤：
210、选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，例如图1中的接口R，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，例如图1中的UR，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路，例如图1中的RS；
220、采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间；
不难理解的是，在接口R处采集的数据中包括上行方向的数据和下行方向的数据，例如，客户端发送的GET请求或者POS请求，以及服务器返回的应答信息。
230、根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
240、根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率。
需要说明的是，参见图1，本实施例采集网络中接口R处的数据及交互数据到达接口R的时间，并基于采集到的数据分析接口R两边的第一段链路和第二段链路的时延和速率，进而为网络质量评价提供数据支持。
在进行质量评价时，若检测获知数据在传送过程中出现异常，则根据所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率判断异常出现的链路；
若判断获知异常出现在所述第二段链路且所述第二段链路中存在至少两个网络设备，则对所述第二段链路进行二次划分，并根据二次划分出的两条链路的速率，判断异常出现的链路或网络设备。
若判断获知异常出现在所述第二段链路且第二段链路中有且只有一个网络设备，则断定该网络设备为异常的网络设备。
需要说明的是，此处的异常的情况为数据在传输过程中的检测到的传输速率小于正常的传输速率。在判定出现异常的网络设备时，采用将检测到的网络设备的速率与网络设备正常的速率进行比对的方式，若检测到的速率小于正常的速率，且两者的差值超出预设阈值则判定网络设备出现异常；其中，预设阈值为根据网络设备的型号、上/下联网络设备等因素设置的。
同理，在判定出现异常的链路时，也是采用将检测到的链路的速率与链路的正常速率进行比对的方式。
可见，基于上述步骤不断对链路进行划分，缩小异常出现的范围，进而达到精确查找异常出现位置的目的。
HTTP会话过程包括连接、请求、应答和关闭等4个步骤，使用的HTTP协议属于OSI/ISO体系应用层协议，需要通过传输层实现传送，在传送过程中产生流量和时延，通过计算流量和时延得到速率。网络速率作为网络性能和网络感知分析常用的一个指标，在衡量网络质量和客户感知上得到应用。现有技术对于统计意义上的网络综合下载速率，采用通用公式为速率＝流量/时长，具体为：对于HTTP会话，取单次会话记录发出第一个get包请求时间t0,收到该次TCP会话最后一个数据包的时间t1，在此时间内收到的所有包括IP包头、TCP/UDP包头的下行应用层IP流量和记为L，速率为
Figure BDA0001160357170000091
对于非HTTP业务的会话：记录TCP的syn握手请求到最后TCP的FIN结束的总时长和流量。
下面参见图3对步骤230进行详细说明：
在HTTP业务的会话中，当客户端U向服务器S获取数据或者提供数据时，客户端U会发起获取数据的GET请求或者上传数据的POST请求消息，在会话传送过程中，消息以将分片方式传送，分片消息可用“Segment”表示。根据TCP/IP协议要求，客户端U和服务器S之间采用三次握手、心跳包和确认交互维持通讯状态。以客户端U发送分片到服务器S记为上行方向，以服务器S发送分片到客户端U记为下行方向。
如前所述，为计算网络速率，需要确定流量和时延。同样地，对于分段后的远端速率和近端速率，也需要分别统计远端流量和远端时延、近端流量和近端时延。对于HTTP会话，由于客户端U发送GET请求和POST请求的过程是类似的，因此以图3的GET请求为例推导时延分段。会话以R为分界点，可分成远端时延和近端时延；在分界点R采集的数据中，以客户端U发起的第一个GET请求的分片消息到达分界点R的时间作为统计的起始时间即T0，以最后一个分片消息对应的第一个客户端响应“ACK”到达分界点R的时间作为统计的结束时间即Tm，可得出会话各个分片到达分界点R的时间集合{T0,T2,T3,……,Tm}。
在TCP/IP网络中的响应应答一般采用的是SACK机制即选择性应答机制，也就是说对于每条分片“Segment”并不是都会一对一的产生应答消息；可能存在多条“Segment”接受完成后，客户端只回一条“ACK”消息，通知服务器端前面的多条消息已接收。以图3为例，当客户端U发起分片“HTTP GET请求”经过分界点R传送到服务器S即上行方向传送，在分界点R记录时间T0；之后服务器S经过分界点R向客户端U发送第一分片消息“Segment1”即下行方向传送，在分界点R记录时间为T1；T1减去T0记为ΔT01，ΔT01为远端时延。服务器S经过分界点R向客户端U继续发送第二分片消息“Segment2”即下行方向传送，在分界点R记录时间为T2；之后客户端U经过分界点R向服务器S发送分片“ACK”即上行传送，在分界点R记录时间为T3；T3减去T2记为ΔT23，ΔT23为近端时延。T4到Tm-2均为服务器S经过分界点R向客户端U继续发送第三分片消息“Segment3”到第N分片消息“SegmentN”，均为下行方向传送，即从第三分片消息“Segment3”到第N分片消息“SegmentN”的分片传送过程中，传送方向没有变化，不作为统计时间点。直到客户端U经过分界点R向服务器S发送确认字符分片“ACK”即上行传送，在分界点R记录时间为Tm，Tm减去T4记为ΔT4m，ΔT4m为远端时延。综上，前后两个分片的传送方向对比，当从下行方向变为上行方向时，时间相减可得近端时延；当从上行方向变为下行方向，时间相减可得远端时延；当传送方向未发生变化时，不作为观察和统计时间点。在[T0,Tm]时间范围内，Ti为当前发送的一条分片消息，Ti+1为紧随其后的下一条分片消息，TUR为所有分片的近端时延，TRS为所有分片的远端时延，则：
(1)Ti为下行方向，Ti+1为上行方向，则TUR为
Figure BDA0001160357170000111
(2)Tj为下行方向，Tj+1为上行方向，则TRS为
Figure BDA0001160357170000112
为便于理解，参照图4a和图4b对第一段链路和第二段链路的时延判进行分别说明：
基于上述方法，通过判断到达接口R的各个分片消息的传送方向可得出近端时延；通过判断到达分界点R的各个分片消息的传送方向可得出远端时延。
可见，本实施例通过采集网络中的单一网络接口的数据，形成数据集作为统计分析的原始数据源，与现有技术相比，能避免由于不同接口的数据时间不同步导致的无法整合计算的问题，具有精确缩小网络问题查找范围的优点。
实施例三
图5示出了本发明另一实施例提供的网络速率分段处理方法的流程示意图，参见图5，该方法具体包括如下步骤：
510、选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路；
520、采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间；
530、根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
540、根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间，判断交互数据中是否存在心跳数据包，若是，则执行步骤550；若否，则执行步骤570；
550、根据所述心跳数据包到达所述目标接口的时间，获取所述心跳数据包在第一段链路的时延和第二段链路的时延；
560、根据所述心跳数据包在所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取一次优化后的第一段链路的时延和第二段链路的时延。
570、根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率。
其中，步骤510-步骤530与实施例二中的步骤210-步骤230对应相同，其原理也对应相同，故此处不再展开说明。
下面对心跳数据包的判断方法进行详细说明：
其核心思想为：根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取每个分片到达所述目标接口的时间；根据每个分片到达所述目标接口的时间确定交互数据中的心跳数据包。
参将图6，具体为：公式(2)和公式(3)给出近端时延和远端时延，适用于传送较短时间会话。而对于传送时间较长的会话，在会话传送间歇可能包含心跳包，比如腾讯QQ程序后台运行、下载手机视频等。如前所述，心跳包时延会影响统计结果，因此为了提高统计结果的准确度需要对会话过程中产生的心跳包剔除。Tk为某个分片消息“Segment2”到达分界点的时间，Tk+l+1为后续某个分片消息“Segment12”到达分界点的时间，当(Tk+l+1-Tk)≥8，其中，8为经验值，则“Segment12”判断为心跳包，由此得到在[T0,Tm]时间范围内，心跳包的近端时延(Tk+l+1-Tk+l)和心跳包的远端时延(Tk+l+2-Tk+l+1)。
由公式(2)和上述推导可得，对于长时间会话包含多个心跳包
时，剔除心跳包后的近端时延TUR为：
Figure BDA0001160357170000131
同理，剔除心跳包的远端时延TRS为：
Figure BDA0001160357170000132
为便于理解，参见图7，其中，UT为客户端发送消息的时间，RT为分界点R发送消息的时间，ST为服务器A发送消息的时间；另外，箭头所指方向为达到时间，箭头的末端为发出时间；现以4G网络的S1接口为分界点举例说明剔除心跳包后的时延分段，假设客户端U到分界点R的带宽为10KB/2秒，分界点R到服务器S的带宽为10KB/1秒，传送的数据字节数为10KB，从客户端U发起1条“HTTP GET”请求分片开始计时为1秒，则该条分片到达分界点R的时间为2秒，到达服务器S的时间为3秒。依次计时可得所有分片到达分界点R的时间。
(1)判断是否存在心跳包：
“segment3”和“segment4”到达分界点R的时间分别是T3和T5，T5-T3＝21-7＝14＜8，说明“segment4”是心跳包，心跳包的近端时延为T6-T5＝25-21＝4，心跳包的远端时延为0。
(2)去除心跳包：
近端时延：
Figure DEST_PATH_GDA0001215218340000133
远端时延：
Figure BDA0001160357170000141
可见，本实施例通过将数据中的心跳数据包及心跳数据包对应的时延剔除，能有效地提高统计数据的准确性。
实施例四
图8示出了本发明又一实施例提供的网络速率分段处理方法的流程示意图，参见图8，该方法包括如下步骤：
810、选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路；
820、采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间；
830、根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
840、采用主成分分析法，对所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间进行分析，获取所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延的相关关系值；
850、根据所述相关关系值获取二次优化后的所述第一段链路的时延；
860、根据所述第二段链路的时延和二次优化后的第一段链路的时延获取第一段链路的速率和第二段链路的速率。
其中，步骤810-步骤830与实施例二中的步骤210-步骤230对应相同，其原理也对应相同，故此处不再展开说明。
需要说明的是，由于网络连通和会话传送过程的持续性和交互特点，会话传送过程受到上下行乱序率、上下行重传率、上下行错误率等等各种因素的影响，因此近端时延和远端时延之间不是相互独立的，而是存在相关关系的。为去除时延分段间的相关关系，本实施例采用主成分分析统计方法，确定相关关系并去除对时延分段的影响。
下面对主成分分析法进行详细说明：
假定采集样本有n个，每个样本共有p个变量，构成一个n×p的数据矩阵：
Figure BDA0001160357170000151
步骤1.对数据进行无量纲和标准化。
为保证最后的结果系数能进一步衡量影响因子，且消除数据量纲差异造成的数据大小差异过大，采用“min-max”标准化对数据处理：
Figure BDA0001160357170000152
其中，i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,p，得到标准化阵
Z＝[zij]n×p (7)
步骤2.对数据进行因子转换，提取变量主成分，消除变量之间的弱相关性。
(1)计算相关系数矩阵：
Figure BDA0001160357170000153
其中，rij(i,j＝1,2,…,p)为原变量xi与xj的相关系数，rij＝rji，且
Figure BDA0001160357170000161
(2)计算特征值和特征向量：
解特征方程|λI-R|＝0，求出特征值，并使特征值按大小顺序排列即λ1≥λ2≥…≥λp≥0。分别求出对应于特征值λi的特征向量li(i＝1,2,…,p)，且||li||＝1即
Figure BDA0001160357170000162
其中，lij表示向量li的第j个分量。
(3)计算主成分贡献率及累计贡献率：
贡献率：
Figure BDA0001160357170000163
其中，i＝1,2,…,p
累计贡献率：
Figure BDA0001160357170000164
其中i＝1,2,…,p
一般取累计贡献率达到85％到95％的特征值λ1,λ2,…,λm所对应的第一、第二、…、第m(m≤p)个主成分。
(4)得到各主成分的得分：
Figure BDA0001160357170000165
步骤3.运用最小二乘估计法对主成分回归分析，计算远端时延对近端时延的影响程度，得出相关关系值a。
由步骤1到步骤3可得去除远端时延TRS对近端时延TUR的影响后，近端时延TU′R：
TU′R＝TUR-aTRS (13)
在上述实施例的基础上，下面对基于时延计算获取速率的步骤进行详细说明：
在会话的报文中，通过Internet Protocol的“Header length”和InternetProtocol的“Total length”、Transmission Control Protocol的“Header length”的统计可以得出该分片“segment”对应的字节数，汇总所有“segment”的字节数可以计算出所有会话的流量值。图9给出某个时间的分片示例。将Internet Protocol的“Total length”字节数减去Internet Protocol的“Header length”字节数，再减去Transmission ControlProtocol的“Header length”字节数，可得该分片“segment”的流量。
在Ti时间，经过分界点R的分片“segment”的流量为
Figure BDA0001160357170000171
该分片的IP报文总字节数为fIP，IP报文头字节数为fIPh，TCP报文头自己数为fTCPh，则
Figure BDA0001160357170000172
其中，40≤fIP≤1500，20≤fIPh≤160，fTCPh＝20(一般地)或者fTCPh＝32(TCP扩展时)。
由公式(14)可得，在[T0,Tm]时间范围内，所有分片的流量为：
Figure BDA0001160357170000173
在TCP/IP网络传送过程中，分片和数据包的字节数不会发生变化，因此，在[T0,Tm]时间范围内，所有分片的近端速率VUR和远端速率VRS为：
Figure BDA0001160357170000181
Figure BDA0001160357170000182
综上所述，本发明实施例具有如下优点：
1、通过采集单一网络接口的会话，形成会话集合作为统计分析的原始数据源，避免不同接口时间不同步导致的数据无法整合和计算的问题。以该接口为分界点，划分“近端”和“远端”；循环运用本方法可逐步缩小端到端质量查找问题的跟踪范围，最终聚集到重点优化和关注的专业网络或者专业设备的目标。
2、通过引入判断条件，区分统计数据包时延和心跳包时延，并在时延分段中去除心跳包时延对统计结果造成干扰。
3、运用主成分分析方法和回归分析，找出近端时延和远端时延的相关关系，减少近端速率和远端速率的相互影响。
4、本提案方法采集接口适用于3G网络和4G网络的所有接口，也适用于运用TCP/IP网络的宽带互联网或者其他运营商网络。本发明实施例提出的网络速率分段方法涉及运营商网络、终端和互联网服务提供商等整个端到端过程，可作为端到端质量研究方法的参考和补充。
对于方法实施方式，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施方式并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施方式，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于优选实施方式，所涉及的动作并不一定是本发明实施方式所必须的。
实施例五
图9示出了本发明一实施例提供的网络速率分段处理装置的结构示意图，参见图9，该装置包括：选取模块910、采集模块920、第一处理模块930和第二处理模块940，其中；
选取模块910，用于选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路；
采集模块920，用于采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间；
第一处理模块930，用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
第二处理模块940，用于根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率。
需要说明的是，在检测开始采集数据的指令时，选取模块910基于预设置的参数，选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，并将选取结果发送至采集模块920，采集模块920根据接收到的信息采集经过该目标接口处的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间，并将采集的数据发送至第一处理模块930，由第一处理模块930对接收到的数据进行计算获取第一段链路和第二段链路的时延，并将计算获取的数据发送至第二处理模块940，第二处理模块940根据接收到的时延数据计算获取第一段链路和第二段链路的速率。
可见，本实施例通过采集网络中的单一网络接口的数据，形成数据集作为统计分析的原始数据源，与现有技术相比，能避免由于不同接口的数据时间不同步导致的无法整合计算的问题，具有精确缩小网络问题查找范围的优点。
为了提高统计的数据的精度，本实施例中，第一处理模块930，还用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间获取每个分片到达所述目标接口的时间；根据每个分片到达所述目标接口的时间确定交互数据中的是否存在心跳数据包，若是，则根据所述心跳数据包到达所述目标接口的时间，获取所述心跳数据包在第一段链路的时延和第二段链路的时延；根据所述心跳数据包在所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取一次优化后的第一段链路的时延和第二段链路的时延。
实施例六
图10示出了本发明另一实施例提供的网络速率分段处理装置的结构示意图，参见图10，该装置包括：选取模块101、采集模块102、第一处理模块103、分析模块104、第二处理模块105以及第三处理模块106，其中；
选取模块101、采集模块102、第一处理模块103和实施例中的选取模块910、采集模块920、第一处理模块930对应相同，其工作原理也对应相同，故，此处不再展开描述。
需要说明的是，分析模块104用于采用主成分分析法，对所述发射端和所述接收端的交互数据及交互数据到达所述目标接口的时间进行分析，获取所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延的相关关系值；
相应地，所述第二处理模块105，还用于根据所述相关关系值获取二次优化后的所述第一段链路的时延；根据所述第二段链路的时延和二次优化后的第一段链路的时延获取第一段链路的速率和第二段链路的速率。
所述第三处理模块106，用于若检测获知数据在传送过程中出现异常，则根据所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率判断异常出现的链路；若判断获知异常出现在所述第二段链路且所述第二段链路中存在至少两个网络设备，则对所述第二段链路进行二次划分，并判断异常出现的链路或网络设备。
对于装置实施方式而言，由于其与方法实施方式基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施方式的部分说明即可。
应当注意的是，在本发明的装置的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合。
本发明的各个部件实施方式可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本装置中，PC通过实现因特网对设备或者装置远程控制，精准的控制设备或者装置每个操作的步骤。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，并且程序产生的文件或文档具有可统计性，产生数据报告和cpk报告等，能对功放进行批量测试并统计。应该注意的是上述实施方式对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施方式。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种网络速率分段处理方法，其特征在于，包括：
选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路；
采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间；
根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率；
在根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率之前，所述方法还包括：
采用主成分分析法，对所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间进行分析，获取所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延的相关关系值；
相应地，所述根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率，具体包括：
根据所述相关关系值获取二次优化后的所述第一段链路的时延；
根据所述第二段链路的时延和二次优化后的第一段链路的时延获取第一段链路的速率和第二段链路的速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延包括：
根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间，若检测获知交互数据中存在心跳数据包，则根据所述心跳数据包到达所述目标接口的时间，获取所述心跳数据包在第一段链路的时延和第二段链路的时延；
根据所述心跳数据包在所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取一次优化后的第一段链路的时延和第二段链路的时延。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测获知交互数据中存在心跳数据包包括：
根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取每个分片到达所述目标接口的时间；
根据每个分片到达所述目标接口的时间确定交互数据中的心跳数据包。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若检测获知数据在传送过程中出现异常，则根据所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率判断异常出现的链路；
若判断获知异常出现在所述第二段链路且所述第二段链路中存在至少两个网络设备，则对所述第二段链路进行二次划分，并判断异常出现的链路或网络设备。
5.一种网络速率分段处理装置，其特征在于，包括：
选取模块，用于选取网络中的目标接口作为端对端通信过程中第一段链路和第二段链路的分界点，所述第一段链路为发射端至所述目标接口的链路，所述第二段链路为所述目标接口至接收端的链路；
采集模块，用于采集经过所述目标接口的、所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间；
第一处理模块，用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取第一段链路的时延和第二段链路的时延；
第二处理模块，用于根据所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率；
所述装置还包括：分析模块；
所述分析模块，用于采用主成分分析法，对所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间进行分析，获取所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延的相关关系值；
相应地，所述第二处理模块，还用于根据所述相关关系值获取二次优化后的所述第一段链路的时延；根据所述第二段链路的时延和二次优化后的第一段链路的时延获取第一段链路的速率和第二段链路的速率。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块，用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间，若检测获知交互数据中存在心跳数据包，则根据所述心跳数据包到达所述目标接口的时间，获取所述心跳数据包在第一段链路的时延和第二段链路的时延；根据所述心跳数据包在所述第一段链路的时延和所述第二段链路的时延获取一次优化后的第一段链路的时延和第二段链路的时延。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块，还用于根据所述发射端和所述接收端的交互数据及所述交互数据到达所述目标接口的时间获取每个分片到达所述目标接口的时间；
根据每个分片到达所述目标接口的时间确定交互数据中的心跳数据包。
8.根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三处理模块；
所述第三处理模块，用于若检测获知数据在传送过程中出现异常，则根据所述第一段链路的速率和所述第二段链路的速率判断异常出现的链路；若判断获知异常出现在所述第二段链路且所述第二段链路中存在至少两个网络设备，则对所述第二段链路进行二次划分，并判断异常出现的链路或网络设备。
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