CN112637020B

CN112637020B - 数据中心间网络的网络质量测评方法、装置和系统

Info

Publication number: CN112637020B
Application number: CN202011618714.0A
Authority: CN
Inventors: 郭亮; 李洁; 邱奔; 王少鹏; 王月; 谢丽娜; 吴美希; 刘鹏云; 许可欣; 常金凤; 宫伟文; 柯芊; 李宁东; 盛凯; 卢帅; 郑常奎
Original assignee: China Academy of Information and Communications Technology CAICT
Current assignee: China Academy of Information and Communications Technology CAICT
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112637020A

Abstract

本申请提供了一种数据中心间网络质量测评方法、装置和系统，所述方法包括：控制第一数据中心的第一探针端向第二数据中心的第二探针端发送数据包，并接收所述第二探针端回送的所述数据包；控制第一探针端在接收到所述第二探针端回送的数据包时，获取丢包率和时延并反馈；根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值；根据所述网络质量指标值确定所述第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量。该方法能够量化网络质量，以提高对网络质量评测的准确性。

Description

数据中心间网络的网络质量测评方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种数据中心间网络的网络质量测评方法、装置和系统。

背景技术

近年来，随着云计算、人工智能、AR/VR等互联网应用的快速发展，用户与数据中心之间、数据中心与数据中心之间的南北向数据通信和交互变得越发频繁，数据中心之间数据通信及交互离不开稳定可靠的网络环境。

针对网络环境建设相对较差，网络时延及丢包率相对较高的地区，对于一些数据质量要求较高的应用，这种网络时延及丢包情况将会给用户带来不好的使用体验。

对数据中心之间的网络质量进行测试对于改进网络环境质量、改善数据中心应用部署具有重要意义，可以给用户带来更好地应用体验。

传统网络质量测试大多是针对单机与服务器展开，或在距离较近的地区开展，并且没有提出一个将各方面性能测试结果统一起来的网络质量评价指标，对网络质量的评测不够准确。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种数据中心间网络质量测评方法、装置和系统，能够量化网络质量，以提高对网络质量评测的准确性。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

在一个实施例中，提供了一种数据中心间网络质量测评方法，应用于控制端，所述方法包括：

控制第一数据中心的第一探针端向第二数据中心的第二探针端发送数据包，并接收所述第二探针端回送的所述数据包；

控制第一探针端在接收到所述第二探针端回送的数据包时，获取丢包率和时延并反馈；

根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值；

根据所述网络质量指标值确定所述第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量。

在另一个实施例中，提供了一种数据中心间网络质量测评装置，所述装置包括：控制单元、接收单元、计算单元和确定单元；

所述控制单元，用于控制第一数据中心的第一探针端向第二数据中心的第二探针端发送数据包，并接收所述第二探针端回送的所述数据包；控制第一探针端在接收到所述第二探针端回送的数据包时，获取丢包率和时延并反馈；

所述接收单元，用于接收所述第一探针端反馈的丢包率和时延；

所述计算单元，用于根据所述接收单元接收到的丢包率和时延计算网络质量指标值；

所述确定单元，用于根据所述计算单元计算的网络质量指标值确定所述第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量。

在另一个实施例中，提供了一种数据中心间网络质量测评系统，所述系统包括：控制端、第一探针端和第二探针端；

所述控制端，用于控制第一探针端和第二探针端；根据所述第一探针端反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值；根据所述网络质量指标值确定第一数据中心访问第二数据中心时数据中心间网络的网络质量；

所述第一探针端，用于向第二数据中心的第二探针端发送数据包；在接收到所述第二探针端回送的数据包时，获取丢包率和时延并反馈；

所述第二探针端，用于接收到所述第一探针端发送的数据包时，将接收到的数据包回送给所述第一探针端。

在另一个实施例中，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述数据中心间网络质量测评方法的步骤。

在另一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述数据中心间网络质量测评方法的步骤。

由上面的技术方案可见，上述实施例中通过控制端控制数据中心的探测端进行数据包的发送和回送来获得丢包率和延时，并通过丢包率和延时计算网络质量指标值，来评估一个数据中心访问另一个数据中心时数据中心间网络的网络质量。该方案能够量化网络质量，以提高对网络质量评测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中数据中心间网络质量测评系统架构示意图；

图2为本申请实施例中包括两个探针端的系统示意图；

图3为本申请实施例中数据中心间网络质量测评流程示意图；

图4为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

下面以具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本申请实施例中提供一种数据中心间网络质量测评方法，应用于数据中心间网络质量测评系统中。

参见图1，图1为本申请实施例中数据中心间网络质量测评系统架构示意图。图1中测评系统由控制端和探针端组成，在具体实现时可以部署多个控制端和多个探针端，其中每个控制端对应多个探针端，图1中以一个探针端对应多个控制端为例。

本申请实施例具体实现时，探针端和控制端可以为一台设备，也可以为一个模块，探针端部署在用户侧，控制端部署在网络侧，针对每个数据中心部署一个探针端。

控制端主要完成控制指令发送，收集探针端反馈的延时和丢包率，并计算网络质量指标值，远程控制探针端等功能，控制端在接收并处理各探针端发送过来的延时和丢包率时，暂时存储到数据库中；

探针端部署于用户侧的数据中心，通过探针端进行数据包的发送来获取时延和丢包率，并将获得的时延和丢包率反馈给控制端。

探针端在初次接入网络时，需要主动向控制平台发送审核请求，在审核请求中携带位置信息、IDC信息等；

控制端接收探针端的接入审核请求，对所述探针端进行审核，对通过审核的探针端存储到本地的探针池中。

对探针端的审核主要为验证审核请求中携带的相关是否信息是否属于所述控制端所控制的数据中心内。

控制端在需要对数据中心进行网络质量测评时，在所述探针池中获取对应数据中心的探针端进行控制。

在测评数据中心间网络质量时，可以一次测试一个作为发送端的数据中心，也可以同时测试多个作为发送端的数据中心。

如控制端选择测试IDC A与IDC B之间的网络质量，即需要IDC A访问IDC B，且IDCB访问IDC A，此时应启动IDC A与IDC B处的探针端，这两个数据中心的探针端即构成了探针池。

如需要测试IDC A、IDC B和IDC C两两之间的网络质量，即IDC A访问IDC B、IDC B访问IDC A、IDC A访问IDC C、IDC C访问IDC A、IDC C访问IDC B、且IDC B访问IDC C，则这三个数据中心的探针端即构成了探针池；

如需仅需测试IDC A访问IDC B时数据中心网络间的网络质量时，将这两个数据中心的探针端即构成了探针池，且指令使IDC A访问IDC B。

如上为测试策略配置的具体实现，但是不限于上述测试策略的配置。在测试探针池中加入的探针端可以是双向访问测试，也可以是单向访问测试，如默认双向测试，单向测试时特别指令指示。

如果对所有数据中心进行端口的双向测试，则可以通过进行点对点的FULLMESH测试任务来进行测试，FULLMESH是一种能够提供全网之间所有节点相互连接的网络连接形式，在FULLMESH连接方式下，探针池内的数据中心互相发送测试数据包，并且将测试结果(丢包率和时延)反馈给控制端。

控制端控制所述数据中心的探针端时，可以通过控制命令控制，或通过远程操作控制。

本申请实施例中通过确定一个数据中心访问另一个数据中心时的网络质量指标值确定一个数据中心访问另一个数据中心时的网络质量，这里的网络质量指标也可以称为网络畅通指数。

网络质量指标，即网络畅通指数指被测试点(数据中心的探测端)向其他网络节点(数据中心的探测端)发送数据时的网络环境质量，当被测试对象为数据中心A时，数据中心A的探测端向其他数据中心，如数据中心B的探测端，发送数据包，数据中心B的探测端将接收到的数据包不变地回送给数据中心A的探测端，数据中心A的探测端获取时延和丢包率，并反馈给控制端；

控制端根据时延和丢包率计算网络质量指标值，即网络畅通指数值，这个网络指标值只表示数据中心A访问数据中心B的网络指标值。

当测试对象为数据中心A时，如果数据中心A访问数据中心B时网络质量指标值为90，若最大质量指标值为100时，表明数据中心A向数据中心B发送数据网络质量很好，结果并不能表示A或B两个数据中心谁的质量好。

当测试对象为数据中心B时，数据中心B向数据中心A发送数据的畅通指数测试结果为60，若最大质量指标值为100，这表示数据中心B向数据中心A发送数据的网络质量一般。

数据中心A向数据中心B发送数据的质量和数据中心B向数据中心A发送数据的质量可能不同，这与两者之间发送数据经过的网络链路不同有关。如果数据中心A向数据中心B发送数据网络质量良好，数据中心A就可以将一些业务部署在数据中心B上。该指标对于评价数据中心间业务协同和数据交互能力具有重要意义。

针对任一数中心访问另为一个数据中心的测试过程均相同，本申请实施例中一测试第一数据中心访问第二数据中心为例。参见图2，图2为本申请实施例中包括两个探针端的系统示意图。所述系统包括：控制端、第一探针端和第二探针端；

所述控制端，用于控制第一探针端和第二探针端；根据所述第一探针端反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值；根据所述网络质量指标值确定第一数据中心访问第二数据中心时的网络质量。

其中，

控制端根据第一探针端反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值，具体包括：

通过下式计算网络质量指标值：

其中，S为网络质量指标值的最高值，x为丢包率，y为时延。

具体实现时，可以通过持续预设时间发送多个数据包，用于测试，这样探针端针对每个数据包都会获取一个时延，针对所有数据包可以获取一个丢包率；如果发送的多个数据包为分批次发送，则针对没个数据包都会获取一个时延，且针对每批次发送的数据包获得一个丢包率，即共获取多个丢包率；具体实现时，可以将所有时延和丢包率反馈给控制端，也可以计算所有时延的平均值，以及丢包率的平均值后反馈一个时延值和丢包率。

所述方法进一步包括：

控制端若接收到第一探针端反馈多个时延，则计算所述多个时延的平均值作为计算网络质量指标值的时延；

若接收到所述第一探针端反馈多个丢包率，则计算所述多个丢包率的平均值作为计算网络质量指标值的丢包率。

下面结合附图，详细说明本申请实施例中数据中心间网络质量测评过程。

参见图3，图3为本申请实施例中数据中心间网络质量测评流程示意图。具体步骤为：

步骤301，控制端控制第一数据中心的第一探针端向第二数据中心的第二探针端发送数据包，并接收所述第二探针端回送的所述数据包。

步骤302，该控制端控制第一探针端在接收到所述第二探针端回送的数据包时，获取丢包率和时延并反馈。

步骤301和步骤302中控制端控制所述数据中心的探针端(第一探针端和第二探针端)时，通过控制命令控制，或通过远程操作控制。

步骤303，该控制端根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值。

本步骤中根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值，包括：

通过下式计算网络质量指标值：

其中，S为网络质量指标值的最高值，x为丢包率，y为时延。

具体实现时，S可以根据使用者的评估习惯进行设置，如设置1、10、100等。

在接收到第一探针端反馈的时延和丢包率之后，计算网络质量指标值之前，所述方法进一步包括：

当接收到所述第一探针端反馈多个时延时，计算所述多个时延的平均值作为计算网络质量指标值的时延。

步骤304，该控制端根据所述网络质量指标值确定所述第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量。

网络质量指标值越大，说明第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量越高，在具体实现时，还可以对网络质量划分多个等级，每个等级对应一个质量指标值范围，计算所得的质量指标值匹配对应范围关联的质量等级。

本申请实施例中通过控制端控制数据中心的探测端进行数据包的发送和回送来获得丢包率和延时，并通过丢包率和延时计算网络质量指标值，来评估一个数据中心访问另一个数据中心时数据中心间网络的网络质量。该方案能够量化网络质量，以提高对网络质量评测的准确性。

基于同样的发明构思，本申请实施例中还提供一种数据中心间网络质量测评装置。参见图4，图4为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。所述装置包括：控制单元401、接收单元402、计算单元403和确定单元404；

控制单元401，用于控制第一数据中心的第一探针端向第二数据中心的第二探针端发送数据包，并接收所述第二探针端回送的所述数据包；控制第一探针端在接收到所述第二探针端回送的数据包时，获取丢包率和时延并反馈；

接收单元402，用于接收所述第一探针端反馈的丢包率和时延；

计算单元403，用于根据接收单元402接收到的丢包率和时延计算网络质量指标值；

确定单元404，用于根据计算单元403计算的网络质量指标值确定所述第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量。

优选地，

计算单元403，进一步用于若接收单元402接收到所述第一探针端反馈多个时延，则计算所述多个时延的平均值作为计算网络质量指标值的时延；若接收到所述第一探针端反馈多个丢包率，则计算所述多个丢包率的平均值作为计算网络质量指标值的丢包率。

优选地，

计算单元403具体用于根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值，包括：

通过下式计算网络质量指标值：

其中，S为网络质量指标值的最高值，x为丢包率，y为时延。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

在另一个实施例中，还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述数据中心间网络质量方法的步骤。

在另一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时可实现所述数据中心间网络质量方法中的步骤。

图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(Processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(Memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行如下方法：

根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值；

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过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。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种数据中心间网络质量测评方法，其特征在于，应用于控制端，所述方法包括：

根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值；

根据所述网络质量指标值确定所述第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量；

其中，所述根据反馈的丢包率和时延计算网络质量指标值，包括：

通过下式计算网络质量指标值：

其中，S为网络质量指标值的最高值，x为丢包率，y为时延。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

接收探针端的接入审核请求，对所述探针端进行审核，对通过审核的探针端存储到本地的探针池中；

在需要对数据中心进行网络质量测评时，在所述探针池中获取对应数据中心的探针端进行控制。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述数据中心的探针端时，通过控制命令控制，或通过远程操作控制。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

若接收到所述第一探针端反馈多个时延，则计算所述多个时延的平均值作为计算网络质量指标值的时延；

5.一种数据中心间网络质量测评装置，其特征在于，所述装置包括：控制单元、接收单元、计算单元和确定单元；

所述确定单元，用于根据所述计算单元计算的网络质量指标值确定所述第一数据中心访问所述第二数据中心时数据中心间网络的网络质量；

其中，

所述计算单元，具体用于通过下式计算网络质量指标值：

其中，S为网络质量指标值的最高值，x为丢包率，y为时延。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述计算单元，进一步用于若所述接收单元接收到所述第一探针端反馈多个时延，则计算所述多个时延的平均值作为计算网络质量指标值的时延；若接收到所述第一探针端反馈多个丢包率，则计算所述多个丢包率的平均值作为计算网络质量指标值的丢包率。

7.一种数据中心间网络质量测评系统，其特征在于，所述系统包括：控制端、第一探针端和第二探针端；

所述第二探针端，用于接收到所述第一探针端发送的数据包时，将接收到的数据包回送给所述第一探针端；

其中，

所述控制端，具体用于通过下式计算网络质量指标值：

其中，S为网络质量指标值的最高值，x为丢包率，y为时延。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的方法。