CN111295865B - 获得局域网诊断测试结果 - Google Patents

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Abstract

公开了用于获得关于局域网(LAN)的诊断测试结果的方法和装置，LAN(15、25)具有位于其中的用户设备(11、12、13、14、21)，用户设备具有接口且在工作上可经由那些接口及经由LAN网关设备(10、20)与其相应LAN(15、25)外部的通信网络中的远程设备(39、46、21、11、12、13、14)通信。该方法包括以下步骤：将针对通信流获得的性能度量与性能阈值进行比较，从而标识性能度量指示低于预定水平的性能的通信流，并且对于任何此类通信流，依赖于针对标识出的通信流获得的性能度量与针对其它通信流获得的性能度量的比较，获得针对所讨论的LAN(15)的诊断，该诊断是依赖于针对在所述通信流中涉及的用户设备确定的各个便携性等级和网络接口类型获得的。

Description

获得局域网诊断测试结果
技术领域
本发明涉及用于获得关于局域网的诊断测试结果的方法和装置。
背景技术
客户如何评价从他们的各种连接到互联网的计算设备和电话类设备中接收的服务在很大程度上依赖于他们针对互联网提供的服务而感知的体验质量。所感知的体验质量将依赖于可以端到端(例如，从内容原始服务器或远程设备至家庭中的设备)实现的服务质量(QoS)。所实现的QoS进而将依赖于许多网络关键性能指示(网络KPI)。网络KPI的示例包括丢失、延迟、抖动和吞吐量。
无线接入正成为设备在如WiFi热点这样的家庭和公共网络内通信的主要手段。固定线路网络终端设备和各种无线设备所实现的服务质量(QoS)的固有变化引发了对互联网服务提供商(ISP)的许多抱怨。最终网络段的QoS对体验质量(QoE)具有重大影响。对于ISP，因为家庭网络的性能在很大程度上对ISP是不可见的，所以家庭网络的性能是特殊的问题，并且是导致大量拨打ISP热线服务电话的最终原因。存在不同的工具供最终用户测试其网络性能。也存在ISP监测针对家庭的性能的方式，诸如通过使用深度分组检查(DPI)或通过将诸如“SamKnows”这样的探针设置在家庭中。当前的DPI方法允许监测家庭网络中的不同设备，但是不允许诊断家庭网络内的无线网络的性能。
提供一种用于监测家庭网络内的网络特性的手段既可以在客户问题为家庭网络问题所引起时强调，也可以向最终用户提供信息以将潜在问题告知给该最终用户，并且还可以在其家庭环境(或WiFi热点等)问题与宽带网络问题之间进行区分。还将允许监测有线设备。
存在与该机制具体相关的三个技术领域：
·体验质量(QoE)：QoE是家庭网络监测解决方案的关键驱动因素。通过请求测试参与者多次使用(每次在不同的网络特性的情况下)互联网应用(诸如视频流传输、网页浏览、通过互联网协议的语音)来完成QoE分数与网络KPI之间的相关。例如，请求参与者对QoE在1至5的分数上评分。来自多个参与者的结果被组合以针对网络KPI的不同输入给出平均QoE分数。
·WiFi：家庭中的QoE差的主要原因之一是WiFi在能够将分组从接入点传送至每个设备方面的变化性。
·深度分组检查(DPI)：DPI是在分组通过检查点时对分组报头和分组数据的检查。DPI技术已经使用了很长时间。通常通过端口镜像或光学分束来捕获分组以检查，以使分析不会使分组延迟。DPI可以用于安全性，例如以标识网络入侵。一种早期的用途是标识和限制某些类型的业务，诸如对等文件共享。后来的技术增加了计算这些数据流的性能的能力，例如通过查看分组的到达时间间隔并且算出每个数据流使用的带宽。
WiFi网络固有地比有线网络“易丢失”。分组在空中接口上传输时可能被损坏。存在用于纠正少量损坏的技术。通常，这是通过在分组中提供冗余数据来完成的。在冗余信息不足以重新创建分组数据的情况下，那么实际上已丢失了该分组。通过WiFi设备与接入点/家庭路由器之间的重传可以纠正这些丢失。这种重传是在第2层协议上执行的，并且在第3层(TCP/IP)或以上不可见。例如，分组损坏可能是由家庭环境中的电磁干扰引起的。
损坏/丢失会以多种方式影响网络KPI：
·由于损坏/丢失而导致的重传会导致/增加延迟。较高的延迟降低TCP的吞吐量，这进而意味着用户会感知到性能下降。由于使用的控制算法，TCP吞吐量随着延迟增加而降低。分组的不频繁丢弃不会导致总体的长期的端到端延迟显著增加，但是丢失发生得越频繁，对TCP吞吐量和QoE的不利影响就越大。
·由于损坏/丢失而导致的重传会增加抖动。抖动是延迟的变化。增加的抖动会影响某些互联网应用。最严重的影响之一将体现在直播电视流传输上。在接收到分组前必须先多次重新发送该分组的情况下，抖动将更加严重。
·由于损坏/丢失而导致的重传会降低吞吐量。和延迟的影响潜在地降低TCP吞吐量一样，接入点行为也将产生影响。和重新发送丢失的分组一样，许多接入点也将降低发送速率。基本而言发送速率越高，那么丢失的可能性越大。因此，在易丢失的环境中，降低了吞吐量以弥补这一点。
·丢失会是永久性的。在重传不成功的WiFi网络中，这仍然会发生。丢失会导致差的QoE。对于UDP应用，丢失将涉及丢失正在传输的信息的部分，例如丢失视频帧的某些部分，使得用户观察到增加的“块效应”。在TCP应用中，由于TCP拥塞避免算法的工作方式，会导致吞吐量降低。
现在参考先前的专利文件，国际申请WO2014/155035(来自本申请人)涉及用于关于数字通信网络来监测网络性能的技术，该数字通信网络包括：用户网络，该用户网络中具有能够经由中间控制模块向一个或更多个远程服务器提交数据请求以及从其接收数据的至少一个用户设备；以及接入网络，经由该接入网络，可以经由控制模块将数据传送至用户网络。具体地，其旨在通过将通信分为两部分从而可以获得针对控制模块与远程测试服务器之间的数据传输以及针对控制模块与用户设备之间的数据传输的网络性能度量，来允许经由接入网络向其客户的家庭网络提供网络服务的网络服务提供商看见其客户的家庭网络的性能和/或这些客户的家庭网络内的一个或更多个联网设备的性能。网络性能诊断是基于两个网络性能度量进行的。
美国申请US2009/0122711(Soomro)涉及用于针对WLAN 802.11网络中的QoS监测而对延迟进行测量的技术。具体地，公开了一种包括无线站(QSTA)和接入点(QAP)的无线网络。QAP和/或QSTA中的一个或更多个QSTA对每业务类型的延迟数据和/或队列数据进行测量。基于测量到的延迟数据和/或队列长度调整QSTA或QAP的网络参数。这种技术需要部署在网络中的至少一个无线设备上。
国际申请WO2013/023690(Ericsson)涉及一种由通信网络中的网络节点执行的方法，该方法包括根据接收到的分组来确定通过最终用户通信终端连接至通信网络的一个或更多个最终用户设备的至少一个特性。确定过程包括对接收到的分组的第“n”层控制信息(“n”是等于或大于3的整数)以及由第7层控制信息封装的接收到的分组的载荷中的至少一者进行检查，其中从OSI参考模型的意义上理解层级。
美国申请US2013/297965(“Mensah”)(来自本申请人)涉及一种安装在网络终端的用户侧的路由器中的诊断处理器。该处理器可以从网络下载并且可以进而下载到局域网中的用户终端。在检测到故障时，该处理器从故障解决指令的存储部中取回数据，以用于以适合于用户终端的形式显示，从而给出适合于所检测到的故障状况和正在使用的路由器的类型的用户指令，进而允许用户解决问题而无需求助于可能由于当前故障状况而无法使用的在线或电话服务热线。
美国申请US2017/118091(“Townend”)(来自本申请人)涉及用于检测性能问题(诸如家庭数据网络中的竞争和干扰)的方法和系统。在由用户设备以及连接至互联网服务提供商的家庭接入点路由设备形成的系统中，家庭接入点被设置成对用于用户设备与远程服务器之间的通过无线或电力线以太网家庭网络的数据会话的IP流信息进行监测。性能问题由家庭接入点或管理服务器确定。
国际申请WO2016/147148(“Ericsson/Kabada”)涉及用于对通过网络节点(诸如代理或路由器)的分组流进行分类的技术。监测到达节点的特定流的分组，以确定是否存在与该特定流相关联的特定分组业务模式。响应于该确定，可以利用适当技术来将该特定分组业务模式识别为属于分组流的类别。
美国申请US2008/049630(“Kozisek等”)涉及用于对到无线设备的网络性能进行监测和优化的系统和方法。该系统包括无线路由器，该无线路由器与无线设备通信以在该无线路由器与该无线设备之间发送和接收射频(RF)信号，该无线路由器被配置成确定无线网络的网络性能信息并将网络性能信息连结到数据分组中。该系统还包括：分组网络交换机，该分组网络交换机与无线路由器通信以在该无线路由器该与分组网络交换机之间传送数据分组；以及网络管理设备，该网络管理设备与分组网络交换机通信以基于网络性能信息来指导分组网络交换机将数据分组路由至无线路由器，以优化无线设备的网络性能。
美国申请US2006/0268731(“Moore”)涉及用于对IP网络中的接入链路性能进行测量和评估的方法和装置，其旨在减少所要求的测试业务量。
家庭网络或其它局域网中的问题占呼叫服务提供商帮助热线的很大一部分，但是这样的网络经常不仅超出服务提供商的控制范围，而且甚至对服务提供商来说可能是不可见的。线路数据通常是可用的，并且探针通常已部署在客户驻地中，但是这些几乎不能给出给客户设备提供的实际性能的指示，或者从客户本身而言不能给出该指示。可以将软件部署到用户设备，但这通常需要客户的合作。尽管从使用家庭中的用户设备的用户而言，先前的DPI技术可以给出QoE的指示，但是获得的信息可能不足以允许标识特定类型的问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种获得关于一个或更多个局域网的诊断测试结果的方法，每个局域网具有位于该局域网中的至少一个用户设备，所述至少一个用户设备具有至少一个接口并且在工作上能够经由所述至少一个接口并经由局域网网关设备与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程设备通信，所述方法包括以下步骤：
针对多个通信流中的每个通信流，在所述局域网外部的监测设备处检查所述各个通信流中的数据，从而获得以下项，每个通信流包括局域网中的用户设备与所述局域网外部的远程设备之间的数据流：
-指示所述用户设备与所述远程设备之间的所述通信流的性能的性能度量，所述性能度量是使用预定性能测量处理获得的；
-与所述用户设备有关的设备类别，所述设备类别是依赖于所述通信流中的数据从多个预定设备类别中选择的；以及
-指示针对所述通信流由所述用户设备正在使用的网络接口的类型的网络接口类型，所述网络接口类型是依赖于所述通信流中的数据从多个预定网络接口类型中选择的；
针对所述通信流中的一个或更多个通信流中涉及的每个用户设备，确定该用户设备的便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是多个预定用户设备便携性等级中的一个预定用户设备便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是依赖于该用户设备的所述设备类别确定的；
将针对所述通信流获得的所述性能度量与性能阈值进行比较，从而标识性能度量指示低于预定水平的性能的任何通信流，并且在标识出任何此类通信流的情况下，依赖于针对所标识出的通信流获得的所述性能度量与针对其它通信流获得的一个或更多个性能度量的比较，获得关于所述用户设备所位于的所述局域网的诊断，所述诊断是依赖于针对在所述通信流中涉及的所述用户设备确定的各个便携性等级和网络接口类型获得的。
将明显的是，设备的所述便携性等级是所述设备或所讨论的类别的设备的便携程度的指示(用数字表示或其它形式)。
根据优选实施方式，所述多个通信流可以包括同一局域网中的一个或更多个用户设备与该局域网外部的一个或更多个远程设备之间的数据流。另选地或另外地，所述多个通信流可以包括不同局域网中的各个用户设备与所述各个用户设备的局域网外部的一个或更多个远程设备之间的数据流。
根据优选实施方式，对所述通信流中的数据的所述检查可以包括深度分组检查。
根据优选实施方式，指示所述通信流的所述性能的所述度量可以包括关于带宽、丢失、延迟和抖动中的一者或更多者的测量。
根据优选实施方式，针对与所述通信流有关的所述用户设备而获得的所述设备类别可以根据通信流所包括的一个或更多个分组的一个或更多个分组报头中的信息确定。
根据优选实施方式，针对所述通信流而获得的所述网络接口类型可以依赖于针对与通信流有关的所述用户设备而获得的所述设备类别确定。另选地或另外地，针对所述通信流而获得的所述网络接口类型可以根据通信流的分析来确定。另选地或另外地，针对所述通信流而获得的所述网络接口类型可以根据通信流所包括的一个或更多个分组的一个或更多个分组报头中的信息来确定。
根据优选实施方式，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断可以依赖于以下项获得：针对所述通信流而获得的所述性能度量以及针对涉及同一局域网中的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
另选地或另外地，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断可以依赖于以下项获得：针对所述通信流而获得的所述性能度量以及针对涉及一个或更多个其它局域网中的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
另选地或另外地，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断可以依赖于以下项获得：针对所述通信流而获得的所述性能度量以及针对涉及具有对应的便携性等级和/或网络接口类型的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
另选地或另外地，其中，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断可以依赖于以下项获得：针对所述通信流而获得的所述性能度量以及针对涉及具有不同便携性等级和/或网络接口类型的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
根据本发明的第二方面，提供了一种获得关于一个或更多个局域网的诊断测试结果的装置，每个局域网具有位于该局域网中的至少一个用户设备，所述至少一个用户设备具有至少一个接口并且在工作上能够经由所述至少一个接口并经由局域网网关设备与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程设备通信，所述装置包括：
一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置成，针对多个通信流中的每个通信流，在所述局域网外部的监测设备处检查所述各个通信流中的数据，从而获得以下项，每个通信流包括所述局域网中的用户设备与所述局域网外部的远程设备之间的数据流：
-指示所述用户设备与所述远程设备之间的所述通信流的性能的性能度量，所述性能度量是使用预定性能测量处理获得的；
-与所述用户设备有关的设备类别，所述设备类别是依赖于所述通信流中的数据从多个预定设备类别中选择的；以及
-指示针对所述通信流由所述用户设备正在使用的网络接口的类型的网络接口类型，所述网络接口类型是依赖于所述通信流中的数据从多个预定网络接口类型中选择的；
所述一个或更多个处理器还被配置成，针对所述通信流中的一个或更多个通信流中涉及的每个用户设备，确定该用户设备的便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是多个预定用户设备便携性等级中的一个预定用户设备便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是依赖于该用户设备的所述设备类别确定的；
所述一个或更多个处理器还被配置成，将针对所述通信流获得的所述性能度量与性能阈值进行比较，从而标识性能度量指示低于预定水平的性能的任何通信流，并且在标识出任何此类通信流的情况下，依赖于针对所标识出的通信流获得的所述性能度量与针对其它通信流获得的一个或更多个性能度量的比较，获得关于所述用户设备所位于的所述局域网的诊断，所述诊断是依赖于针对在所述通信流中涉及的所述用户设备确定的各个便携性等级和网络接口类型获得的。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序单元，所述计算机程序单元包括计算机程序代码，在被加载到计算机系统中并在所述计算机系统上执行时，所述计算机程序代码使所述计算机执行根据第一方面所述的方法的步骤。
上文关于第一方面提及的各种选项和优选实施方式也可以关于第二方面和第三方面应用。
本发明的优选实施方式涉及用于使用所讨论的局域网外部的监测设备来获得关于所述局域网的诊断测试结果的方法和装置，该监测设备检查所述局域网中的设备与这些局域网外部(可能在其它局域网中)的远程设备(例如，服务器)之间的流中的数据，避免了在所讨论的局域网中设置传感器或其它监测仪器或者在这些局域网中的用户设备上或其它地方安装软件的需要。通过考虑所述用户设备正在使用的网络接口的类型以及每个用户设备的“便携性”的度量，可以在同一局域网中的不同设备之间和/或不同局域网中的对应设备之间比较性能，以标识/诊断关于所述局域网的网络性能的问题。
本发明的优选实施方式允许网络提供商具有针对用户家庭内的设备的性能的可见性，包括对提供与局域网内的设备的无线连接的局域网网关设备的无线网络性能的可见性。如上所述，可以不在用户设备上安装软件的情况下提供这种可见性。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的优选实施方式，在附图中：
图1例示了根据优选实施方式的在执行网络性能监测和获得诊断测试结果中可能涉及的各种实体；
图2是示出了根据优选实施方式的如何执行网络性能监测以获得诊断测试结果的流程图；
图3是示出了如何执行图2中的按所使用的网络接口对设备分类的步骤的流程图；
图4是示出了如何执行图2中的对问题进行分类的步骤的流程图；
图5例示了在执行根据优选实施方式的方法中可能涉及的各种处理实体和数据存储部；以及
图6是适合用于执行根据本发明的优选实施方式的方法的计算机系统的框图。
具体实施方式
参考附图，将描述根据优选实施方式的方法、装置和系统。
参照图1，该图例示了根据优选实施方式的可能在以下操作中涉及的实体：从互联网服务提供商(ISP)网络35内的位置或另一这样的“外部”网络(即，在所讨论的局域网(LAN)外部的网络)内的位置执行针对远程驻地(诸如家庭或小型办公室)的一个更多个LAN15、25的网络性能监测，并从而获得关于该一个或更多个局域网的诊断测试结果。简要地，根据该实施方式，可以使用深度分组检查(DPI)来收集关于正在使用什么设备的细节。然后，可以通过每个设备在所讨论的家庭LAN内的通信方式以及就其便携性方面对每个设备分类，以允许所讨论的ISP检测差的无线网络性能并通过在参照设备的通信方式及其便携性的情况下对不同时间和不同设备上的性能进行比较来确定性能差的原因。
通过在网络中使用DPI可以获得大量数据。可以计算性能指示(诸如带宽、丢失、延迟和抖动)并将其用于标识网络上的端到端路径中的问题。应用和内容细节可以从报头中收集并且可以用于评估针对一系列互联网应用(诸如网页浏览、视频流传输等)的QoE分数。可以将评估的QoE分数与目标QoE分数比较，以确定家庭网络中的每个设备和连接技术是否总是(即经常或通常)能够以目标QoE分数使用一系列互联网应用。
该方法可以在诸如图1中的DPI设备38这样的网络设备上实现，该DPI设备可以与路由设备(诸如路由器39a)共同位于经由ISP网络35和/或两个通信端点之间的另一外部网络(即，所讨论的一个LAN或多个LAN之外的网络)的端到端路径上，该路由器本身用于在这些端点之间(通常在其它源与目的地之间，未示出)路由分组。实现该方法的网络设备可以位于其它地方，但如图1所示通常应与端到端路径上的设备(诸如路由器39a)通信。通常，所讨论的端到端路径上的分组可以经由一个或更多个其它路由器(诸如路由器39b)以及经由一个或更多个其它外部网络(诸如互联网)传递。这种端到端通信可以在本地(例如家庭或办公室)网络中的许多设备(诸如智能电话11、膝上型计算机12、有线计算机13、与互联网连接的“智能”冰箱14)中的任何设备与本地网络外部的远程设备之间进行。例如，其它设备(未示出)可以是智能(即与互联网连接的或启用了互联网的)电视、机顶盒等。所有设备可以经由家庭网关设备10(其可以连接至未单独示出的接入网络，以及经由未单独示出的核心网)连接至互联网和/或ISP网络35。在通信链路的另一端处，可以存在提供诸如网页或流传输视频这样的事物的内容服务器46，或诸如另一用户的智能电话21的另一用户设备。该智能电话或另一这样的用户设备可以经由其自己的家庭网关20链接至互联网和/或ISP网络35。应该注意，内容服务器46可以是嵌入在互联网、ISP网络35或另一ISP网络(未示出)中的缓存服务器。DPI设备38(或向DPI设备提供分组或分组副本的设备)可以位于端到端路径上的任何位置，并且可以包括例如如图6所示的具有中央处理器单元(CPU)、数据存储部和输入/输出(I/O)接口的计算机系统作为处理模块或链接至该计算机系统。
本方法使用DPI来截取分组(或其接收)并分析每个数据流。用于DPI的技术已经使用了超过十年。最初，它们被用来标识不同类型的业务并限制某些类型的业务，诸如对等文件共享。后来的技术增加了计算数据流的性能的能力，例如通过查看分组的到达时间间隔并确定每个流使用的带宽。后来的技术可以标识在互联网中通信的各个设备。
本方法比上述技术更进了一步，还参照至少以下项对设备分类：
(i)设备在家庭或驻地内通信的方式(即，设备在家庭或驻地内正在(或可能将要)与其通信的网络接口的类型)；以及
(ii)设备的便携性。
图2详述了用于执行这种方法的优选机制。图5详述了在执行这种方法中可能涉及的各种处理实体和数据存储部。
首先参照图5，分组捕获设备或模块51(其可以包括如图1所示具有关联的DPI设备38的路由器39a，或者可以是路径上的单个设备)置于网络路径上并且捕获通过的分组，从而将该分组(或其副本)传递至流分析设备或模块52进行分析，以检测各个数据流。图2的步骤s200代表任何DPI设备的标准操作。检测分组流。所谓流，通常是指涉及同一基于网络或依赖网络的应用的、从同一源去往同一目的地的一系列分组。根据流中的分组，确定通信中涉及的用户设备和/或其它设备(步骤s205)。这可以例如通过查看所讨论的流的一个或更多个分组的HTTP报头的“用户代理”字段来完成。这指定了如浏览器类型、设备类型和屏幕大小这样的细节。“用户代理”字段主要旨在帮助与内容服务器通信，以使例如可以提供针对特定设备专门制作的内容。
可以从诸如与用户设备通信的实体这样的其它源获得另选信息或附加信息。例如，该源可以是内容服务器、另一用户设备、物联网(IoT)平台(其可以适用于IoT传感器或向制造商服务器返回报告的其它设备的情况)。
在标识了设备之后，下一阶段是按所使用的网络接口的类型对设备分类(步骤s210)。图3更详细地示出了执行此操作的优选处理。
参照图3，在设备特性数据存储部53(图5所示)中查找(步骤s300)所标识的设备，以确定该设备具有什么类型的接口。该数据存储部具有针对每个已知设备的条目以及该设备具有的一个或更多个接口的列表。例如，“YouView”机顶盒目前仅具有有线以太网接口。来自Sky的“Now-TV”机顶盒目前仅具有WiFi接口。目前的智能电话通常具有WiFi接口和4G(或相似)接口两者。智能电视可以具有WiFi接口和/或有线以太网接口。另外，一些设备可以借助于使用附件而具有另外的接口，诸如借助于USB附件而具有WiFi接口。
如果在步骤s305处发现设备仅具有一个接口，则可以基于此对设备分类，并且可以将网络信息存储(步骤s310)在设备和网络性能数据存储部54(图5所示)中。如果发现该设备具有超过一个的接口，则可以执行另一步骤：检验分组数据来确定正在使用(或者有可能正在使用)这些接口中的哪个接口(步骤s315)。此处的示例将是查看分组报头，以查看该流是否是毫微微小区业务的一部分(例如，分组内容是否经加密并且具有作为针对蜂窝网络流的端点的已知目的地)。在此阶段，可以检验例如分组的生存时间(TTL)字段。如果来自不同设备的分组的TTL值不同，则将表明家庭/驻地中还存在另外的路由设备(每个路由设备将TTL减1，并且家庭网关将充当路由器)。
如果根据分组报头无法确定正在使用的接口，则可以将流作为整体来检验(步骤s320)以确定其网络特性。然后可以将其与家庭中的具有已知接口的其它设备的流行为和/或与其它家庭或驻地中的相似设备的流行为比较(步骤s325)。这可以通过检验设备和网络性能数据存储部54来完成。例如，通常可以合理地预期：随着时间的推移，有线设备的网络特性比无线设备的网络特性更加一致。预期来自所有有线设备的测量结果将形成群集，而来自无线设备的测量结果将或多或少地偏离该群集。在已经标识出接口或者该接口是某个接口的概率超过给定阈值时，可以将该信息存储(步骤s310)在设备和网络性能数据存储部54中。
返回图2，在标识出了正在使用的网络接口的类型后，针对该设备的便携性对该设备分类(步骤s215)。该信息通常来自设备特性数据存储部43。例如，设备可以被分类如下：
“移动”、“便携式”、“可携带”或“静态”，其中：
-移动设备是诸如移动电话/智能电话和平板电脑的设备。其可以并且被期望频繁在家庭或驻地周围移动。
-便携式设备是易于携带但往往每次只能在几个地方中使用的设备(诸如膝上型计算机)。
-可携带设备是通常不经常移动但仍然足够轻以偶尔移动的设备(诸如电视)。如果将电视(例如)移动至家庭中的其它位置，则可能会看到性能的阶跃变化。
-静态设备是重的(例如，冰箱)或固定的(例如，集中供热锅炉)设备。尽管可以移动该设备(例如，在安装时)，但是一旦安装好就很少移动该设备。在锅炉移动的情况下，如果将锅炉安装在新位置，则可以预期联网控制器将发生变化。
将理解，设备的便携性等级是该设备(或所讨论的类别的设备)的便携程度的指示。设备的便携性等级是基于针对该设备获得的设备类别确定的，并且可以被以数字形式表示，表示为标签或其它形式。具有特定设备类别的设备的便携性等级通常将主要基于该设备(或所讨论的类别的设备)的大小和/或重量，但也可以基于诸如预期使用该类别的设备的方式、是否预期将设备从一个位置移动至另一位置、是否通常将设备物理地固定在一个位置的因素以及其它此类因素。具有特定设备类别的设备的便携性等级可以以查找表的形式或其它形式存储，并且可以定期更新以考虑与设备有关的新信息、与新设备有关的信息等。考虑所讨论的用户设备的“便携性”以及该用户设备正在使用的网络接口的类型允许做出针对任何本地网络做出的任何诊断，同时考虑所感知到的性能等级变化是否可能是由诸如设备在LAN内的移动的因素而不是由LAN内部或外部的网络性能的实际变化而引起的，所有这些都不需要在LAN内设置监测设备。
虽然此处引用了四个类别，但可以使用其它类别或类别数量。
可以被认为是静态的另一设备(即使该设备通常不大、不重也不固定)是家庭网关本身。许多家庭网关进行线路测试以确定网络性能。这为家庭网络性能提供了基线。家庭网关和设备在相似时间观察到的网络性能的差异可以认为由本地家庭网络造成。
使用WiFi的静态设备可以用于提供基线WiFi性能信号。这是因为其性能的变化有可能是由于家庭中其它WiFi活动引起的干扰或拥塞造成，而不是由于其位置的变化造成。出于相似的理由，可以将使用WiFi的可携带设备用作后备选项(例如，如果不存在这种静态设备)。
在步骤s220中，计算流的体验质量(QoE)的度量。确定应用并测量网络特性(例如，延迟、抖动、吞吐量等)，从而允许根据期望的算法计算QoE分数。将应用和性能特性与应用QoE数据存储部55(图5所示)中的值比较，以测试是否已满足预期的QoE等级。可以关于存储在驻地映射数据存储部56(图5所示)中的在空间和时间上的网络性能来建立家庭网络映射(步骤s225)。可以随着时间的推移或在不同设备中将流与同一驻地中的其它流比较，或者可以将来自设备的流与来自使用相同网络类型并具有相同便携性特性的相似设备的流比较。接下来，可以执行关于针对每个流是否都已满足预期的QoE等级或QoE目标的检查(s230)。注意，通常将对哪些流被测试设置一些限制，例如该流通常应该有时间限制。如果所有流都满足QoE阈值，则该处理等待更多流(s235)。在映射中有超过一个的流的情况下，可以将当前流的性能与该驻地上的其它流(如果有的话)比较(s240)。
除了比较家庭/驻地中的设备外，还可以在其它家庭/驻地中比较设备(步骤s245)，以对比在相同类型的无线网络技术上、在相同或相似类型的设备上针对相同应用或相同类型的应用的平均性能来测量性能。通过在步骤s240和步骤s245中进行的比较，可以对未达到QoE目标的原因分类，以对问题分类(s250)。
可以给出对差的QoE分类的多种不同方式，如可以在步骤s250中执行的数据解释的种类的说明。在家中使用单个WiFi设备的情况下，可以随着时间推移跟踪其性能。例如，长达数分钟的突发的差的QoE可能表明干扰来自微波炉，而以规则时间的差的QoE可能表明家庭中的具有规则时钟的一些电子设备引起干扰。
图4更详细地表明了执行“对问题进行分类”步骤s250的可能方式。然而，将注意，存在更多的可能举例。
第一步骤(s400)是消除常见网络要素(即，ISP的网络和公共互联网)上的网络问题。下一步骤是查看来自其它驻地的结果(s405)，以标识是否有任何问题是由于正在使用的服务引起的(例如，如果同一视频流传输服务在许多驻地中示出为具有差的QoE)，或者是否相同/相似设备均示出差的QoE(例如，这可能表明系统更新存在故障)。
下一组步骤(s410至s425)是通过查看驻地中的所有流的QoE而标识的条件的示例。步骤s410测试在所有流上，WiFi QoE是否一致地是差的。这可以表明家庭网关的问题、另一这样的故障或家庭网关附近的干扰源等。步骤s415测试差的QoE是否在流之间同步，例如是否同时影响超过一个流。这可以表明暂时的干扰，诸如来自微波炉的干扰。步骤s420测试QoE是否随设备变化，例如，是否一个设备的性能始终不佳，而其它设备并不这样。如果在一天中QoE可能不规则地变化(s425)，则这可能暗示驻地中存在特定的WiFi冷点和/或可能的干扰。步骤s410至步骤s425包含最常见的问题，但是如果似乎没有一个可适用，则在s430处可以将该问题标识为“其它”。
对于在s410至s425中标识出的问题，下一步骤可以是确定是否存在有线设备(s435)。有线设备的存在可以帮助确定家庭网关是否存在故障(s440)。检查是否存在任何静态或可携带WiFi设备(s445)允许列举驻地中的热WiFi点或冷WiFi点(s450)。始终具有良好QoE的静态或可携带WiFi设备表明驻地中至少有一部分具有良好的WiFi覆盖。因此，很可能是驻地或建筑物(例如，坚固的内壁)的大小导致其它设备的差的WiFi QoE。在静态或可携带设备具有差的WiFi QoE并且其它设备有时具有良好QoE的情况下，这表明该驻地中存在至少一个WiFi冷点。然后可以针对具有相同便携性特性的使用相同类型网络的相似设备的流来测试流性能(s455)。如果在其它驻地上，QoE一致地差，则这可以被记录(s460)。最后步骤(s465)基于先前步骤中收集的信息来报告问题的可能原因。
返回图2，在得到可能原因的情况下，将任何问题通知给操作团队(例如，ISP的操作团队)和/或最终用户(步骤s255)。
然后，该处理返回以等待更多的流(步骤s235)。
图6是适合用于执行根据优选实施方式的方法的计算机系统的框图。这样的系统可以链接至诸如图1所示的DPI设备38(或者向这种DPI设备提供分组或分组副本的设备)。在这样的计算机系统中，中央处理器单元(CPU)602经由数据总线608通信地连接至数据存储部604和输入/输出(I/O)接口606。数据存储部604可以是任何读/写存储设备或诸如随机存取存储器(RAM)或非易失性存储设备的设备的组合，并且可以用于存储可执行和/或不可执行的数据。非易失性存储设备的示例包括磁盘或磁带存储设备。I/O接口606是到设备的接口，以输入或输出数据或者既输入又输出数据。可连接至I/O接口606的I/O设备的示例包括键盘、鼠标、显示器(诸如监测器)和网络连接。
在某种程度上，可以至少部分地使用软件控制的可编程处理设备(诸如微处理器、数字信号处理器或其它处理设备、数据处理装置或系统)来实现所描述的本发明的实施方式，将理解，用于配置可编程设备、装置或系统以实现上述方法的计算机程序被设想为本发明的一个方面。例如，计算机程序可以实现为源代码或经过编译以在处理设备、装置或系统上实现，或者可以实现为目标代码。
适当地，计算机程序以机器或设备可读形式存储在载体介质上，例如存储在固态存储器、诸如磁盘或磁带的磁存储器、诸如光盘或数字通用盘的光或磁光可读存储器等中，并且处理设备利用程序或该程序的一部分来对该处理设备进行配置以进行操作。可以从实现在诸如电子信号、射频载波或光载波的通信介质中的远程源提供计算机程序。这种载体介质也被设想为本发明的方面。
本领域技术人员将理解，尽管已经关于上述示例实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此，并且存在落入本发明的范围内的许多可能的变型和修改。
由所附权利要求书限定的本发明的范围可以包括本文公开的其它新颖特征或特征的组合。申请人特此通知，在本申请或由本申请衍生的任何此类进一步申请的审查期间，可以对这些特征或特征的组合提出新的权利要求。具体地，参考所附权利要求，可以将从属权利要求中的特征与独立权利要求中的特征组合，并且可以以任何适当的方式而不是仅以权利要求中列举的特定组合来组合各个独立权利要求中的特征。

Claims (15)

1.一种获得关于一个或更多个局域网的诊断测试结果的方法，每个局域网具有位于该局域网中的至少一个用户设备，所述至少一个用户设备具有至少一个接口并且在工作上能够经由所述至少一个接口并经由局域网网关设备与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程设备通信，所述方法包括以下步骤：
针对多个通信流中的包括局域网中的用户设备与所述局域网外部的远程设备之间的数据流的每个通信流，在所述局域网外部的监测设备处检查所述各个通信流中的数据，从而获得以下项：
指示所述用户设备与所述远程设备之间的所述通信流的性能的性能度量，所述性能度量是使用预定性能测量处理获得的；
与所述用户设备有关的设备类别，所述设备类别是依赖于所述通信流中的数据从多个预定设备类别中选择的；以及
指示针对所述通信流由所述用户设备正在使用的网络接口的类型的网络接口类型，所述网络接口类型是依赖于所述通信流中的数据从多个预定网络接口类型中选择的；
针对所述通信流中的一个或更多个通信流中涉及的每个用户设备，确定该用户设备的便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是多个预定用户设备便携性等级中的一个预定用户设备便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是依赖于该用户设备的所述设备类别确定的；
将针对所述通信流获得的所述性能度量与性能阈值进行比较，从而标识性能度量指示低于预定水平的性能的任何通信流，并且在标识出任何此类通信流的情况下，依赖于针对所标识出的通信流获得的所述性能度量与针对其它通信流获得的一个或更多个性能度量的比较，获得关于所述用户设备所位于的所述局域网的诊断，所述诊断是依赖于针对在所述通信流中涉及的所述用户设备确定的各个便携性等级和网络接口类型获得的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个通信流包括同一局域网中的一个或更多个用户设备与所述局域网外部的一个或更多个远程设备之间的数据流。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多个通信流包括不同局域网中的各个用户设备与所述各个用户设备的局域网外部的一个或更多个远程设备之间的数据流。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述通信流中的数据的所述检查包括深度分组检查。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，指示所述通信流的所述性能的所述性能度量包括关于带宽、丢失、延迟和抖动中的一者或更多者的度量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，针对与所述通信流有关的所述用户设备而获得的所述设备类别是根据所述通信流所包括的一个或更多个分组的一个或更多个分组报头中的信息确定的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述通信流而获得的所述网络接口类型是依赖于针对与所述通信流有关的所述用户设备而获得的所述设备类别确定的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述通信流而获得的所述网络接口类型是根据所述通信流的分析确定的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述通信流而获得的所述网络接口类型是根据所述通信流所包括的一个或更多个分组的一个或更多个分组报头中的信息确定的。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断是依赖于以下项获得的：针对所述通信流而获得的所述性能度量；以及针对涉及同一局域网中的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断是依赖于以下项获得的：针对所述通信流而获得的所述性能度量；以及针对涉及一个或更多个其它局域网中的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断是依赖于以下项获得的：针对所述通信流而获得的所述性能度量；以及针对涉及具有对应的便携性等级和/或网络接口类型的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，关于性能度量指示低于预定水平的性能的通信流中涉及的用户设备所位于的局域网的所述诊断是依赖于以下项获得的：针对所述通信流而获得的所述性能度量；以及针对涉及具有不同便携性等级和/或网络接口类型的一个或更多个其它用户设备的一个或更多个其它通信流而获得的一个或更多个性能度量。
14.一种获得关于一个或更多个局域网的诊断测试结果的装置，每个局域网具有位于该局域网中的至少一个用户设备，所述至少一个用户设备具有至少一个接口并且在工作上能够经由所述至少一个接口并经由局域网网关设备与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程设备通信，所述装置包括：
一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置成，针对多个通信流中的包括局域网中的用户设备与所述局域网外部的远程设备之间的数据流的每个通信流，在所述局域网外部的监测设备处检查所述各个通信流中的数据，从而获得以下项：
指示所述用户设备与所述远程设备之间的所述通信流的性能的性能度量，所述性能度量是使用预定性能测量处理获得的；
与所述用户设备有关的设备类别，所述设备类别是依赖于所述通信流中的数据从多个预定设备类别中选择的；以及
指示针对所述通信流由所述用户设备正在使用的网络接口的类型的网络接口类型，所述网络接口类型是依赖于所述通信流中的数据从多个预定网络接口类型中选择的；
所述一个或更多个处理器还被配置成，针对所述通信流中的一个或更多个通信流中涉及的每个用户设备，确定该用户设备的便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是多个预定用户设备便携性等级中的一个预定用户设备便携性等级，该用户设备的所述便携性等级是依赖于该用户设备的所述设备类别确定的；
所述一个或更多个处理器还被配置成，将针对所述通信流获得的所述性能度量与性能阈值进行比较，从而标识性能度量指示低于预定水平的性能的任何通信流，并且在标识出任何此类通信流的情况下，依赖于针对所标识出的通信流获得的所述性能度量与针对其它通信流获得的一个或更多个性能度量的比较，获得关于所述用户设备所位于的所述局域网的诊断，所述诊断是依赖于针对在所述通信流中涉及的所述用户设备确定的各个便携性等级和网络接口类型获得的。
15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机程序代码，在被加载到计算机系统中并在所述计算机系统上执行时，所述计算机程序代码使所述计算机执行根据权利要求1至13中的任一项所述的方法的步骤。
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