CN113992548B - 一种带宽测速方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开示出一种带宽测速方法及装置，方法包括：获取目标时间区间上的第一发送速率，其中，目标时间区间包括在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，第一发送速率是目标时间区间的起始时刻对应的发送速率；在第一时间区间内以第一发送速率发送数据，在第二时间区间内以第二发送速率发送数据，在第三时间区间内以第一发送速率发送数据，其中，第二发送速率大于第一发送速率；获取在第二时间区间内发送的有效额外数据量；基于该有效额外数据量确定带宽的预调整量；基于该预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，其中，初始预估带宽是在时间尺度上在目标时间区间之前观测到的最大带宽。

Description

一种带宽测速方法及装置

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，更具体地说，涉及一种带宽测速方法及装置。

背景技术

网络拥塞是网络传输时的一种现象，当网络出现拥塞时，如果不能及时处理，会导致网络传输性能下降。目前，解决网络拥塞的方法是采用拥塞控制算法，该算法期望在维持最大网络吞吐量的同时减少不必要的排队，因此势必需要将自身的发送速率贴近环境的带宽上限，因而，准确地探测到环境带宽上限在解决网络拥塞的过程中起着至关重要的作用。但目前的探测环境带宽上限的手段还有很大的提升空间。

发明内容

本公开提供一种带宽测速方法及装置，以至少解决上述相关技术中的问题，也可不解决任何上述问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种带宽测速方法，包括：获取目标时间区间上的第一发送速率，其中，所述目标时间区间包括在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，所述第一发送速率是所述目标时间区间的起始时刻对应的发送速率；在所述第一时间区间内以所述第一发送速率发送数据，在所述第二时间区间内以第二发送速率发送数据，在所述第三时间区间内以第一发送速率发送数据，其中，所述第二发送速率大于所述第一发送速率；获取在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量；基于所述有效额外数据量确定带宽的预调整量；基于所述预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，其中，所述初始预估带宽是在时间尺度上在所述目标时间区间之前观测到的最大带宽。

可选地，所述第二发送速率的值是通过将在所述第一时间区间内观测到的小于在所述第一时间区间内的预期带宽的最大带宽的值与预设提速系数相乘得到的，其中，所述预设提速系数的值大于1。

可选地，所述获取在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量，包括：获取在所述第二时间区间内发送的额外数据量以及在所述第二时间区间内的真实数据变化量；根据所述额外数据量以及所述真实数据变化量，来计算在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量。

可选地，所述获取在所述第二时间区间内发送的额外数据量，包括：获取在所述第二时间区间内的初始待发数据量；当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且小于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述初始待发数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量；当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且大于等于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述预期发送数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量。

可选地，所述获取在所述第二时间区间内的真实数据变化量，包括：将在所述第二时间区间内的在途数据变化量和数据包丢失量相加，来计算得到所述真实数据变化量。

可选地，所述根据所述额外数据量以及所述真实数据变化量，来计算在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量，包括：当所述真实数据变化量小于0时，将所述额外数据量与所述真实数据变化量相加，来计算得到所述有效额外数据量；当所述真实数据变化量大于等于0时，将所述额外数据量作为所述有效额外数据量。

可选地，所述基于所述有效额外数据量确定带宽的预调整量，包括：将所述有效额外数据量与所述区间长度相除，来计算得到所述预调整量。

可选地，所述基于所述预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，包括：当所述预调整量大于等于0时，将所述初始预估带宽的值加所述预调整量以后的值确定为所述调整后的带宽的值；当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽大于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值加预设值以后的值确定为所述带宽的值；当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽小于等于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值减所述预设值以后的值确定为所述调整后的带宽的值。

可选地，所述预设值是所述区间长度的倒数。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种带宽测速装置，包括：第一获取单元，被配置为：获取目标时间区间上的第一发送速率，其中，所述目标时间区间包括在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，所述第一发送速率是所述目标时间区间的起始时刻对应的发送速率；数据发送单元，被配置为：在所述第一时间区间内以所述第一发送速率发送数据，在所述第二时间区间内以第二发送速率发送数据，在所述第三时间区间内以所述第一发送速率发送数据，其中，所述第二发送速率大于所述第一发送速率；第二获取单元，被配置为：获取在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量；第一确定单元，被配置为：基于所述有效额外数据量确定带宽的预调整量；第二确定单元，被配置为：基于所述预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，其中，所述初始预估带宽是在时间尺度上在所述目标时间区间之前观测到的最大带宽。可选地，第二发送速率的值是通过将在所述第一时间区间内观测到的小于在所述第一时间区间内的预期带宽的最大带宽的值与预设提速系数相乘得到的，其中，所述预设提速系数的值大于1。

可选地，所述第二获取单元可被配置为：获取在所述第二时间区间内发送的额外数据量以及在所述第二时间区间内的真实数据变化量；根据所述额外数据量以及所述真实数据变化量，来计算在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量。

可选地，所述第二获取单元可被配置为：获取在所述第二时间区间内的初始待发数据量；当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且小于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述初始待发数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量；当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且大于等于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述预期发送数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量。

可选地，所述第二获取单元可被配置为：将所述第二时间区间内的在途数据变化量和数据包丢失量相加，来计算得到所述真实数据变化量。

可选地，所述第二获取单元可被配置为：当所述真实数据变化量小于0时，将所述额外数据量与所述真实数据变化量相加，来计算得到所述有效额外数据量；当所述真实数据变化量大于等于0时，将所述额外数据量作为所述有效额外数据量。

可选地，所述第一确定单元可被配置为：将所述有效额外数据量与所述区间长度相除，来计算得到所述预调整量。

可选地，所述第二确定单元可被配置为：当所述预调整量大于等于0时，将所述初始预估带宽的值加所述预调整量以后的值确定为所述调整后的带宽的值；当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽大于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值加预设值以后的值确定为所述带宽的值；当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽小于等于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值减所述预设值以后的值确定为所述调整后的带宽的值。可选地，所述预设值是所述区间长度的倒数。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；至少一个存储计算机可执行指令的存储器，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行根据本公开的带宽测速方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令被至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行根据本公开的带宽测速方法。

根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被至少一个处理器执行时实现根据本公开的带宽测速方法。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

根据本公开的带宽测速方法及装置，通过在选定的时间区间上提高发送速率，观测在提高发送速率前后在途数据的变化量，可以提供更准确的环境带宽预估值。具体来说，在正常的网络环境下可以更准确地探测到环境带宽的上限；而在高丢包的弱网环境下，由于本公开的带宽测速方法选取的观测区间更长，因此可以使一段时间上的短时数据丢包以及短时数据超发的情况弥合，并且本公开在探测环境带宽的过程中还将数据丢包量纳入考虑，因此在高丢包的弱网环境下也可以给出更准确的环境带宽预估值。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。

图1是示出根据本公开的示例性实施例的在目标时间区间提升发送速率的示意图。

图2是示出根据本公开的示例性实施例的在目标时间区间上的在途数据量的变化趋势的示意图。

图3是示出根据本公开的示例性实施例的带宽测速方法的流程图。

图4是示出根据本公开的示例性实施例的带宽测速装置的框图。

图5是示出根据本公开的示例性实施例的电子设备500的框图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在此需要说明的是，在本公开中出现的“若干项之中的至少一项”均表示包含“该若干项中的任意一项”、“该若干项中的任意多项的组合”、“该若干项的全体”这三类并列的情况。例如“包括A和B之中的至少一个”即包括如下三种并列的情况：(1)包括A；(2)包括B；(3)包括A和B。又例如“执行步骤一和步骤二之中的至少一个”，即表示如下三种并列的情况：(1)执行步骤一；(2)执行步骤二；(3)执行步骤一和步骤二。

网络拥塞是网络传输时的一种现象，在互联网中通常是指在IP网络中传送的数据包数量太多时，由于存储转发节点的资源有限而造成网络传输性能下降的现象。发送端向网络中发送数据，接收端在收到数据后向发送端反馈应答的Ack信息。原则上，发送端的发送速率必须小于或等于网络容量，但是发送端对网络环境无法做到客观地感知，因此，当发送端速率远大于链路带宽形成带宽瓶颈时，数据包将在网络节点中排队等待，此时，中间节点上的缓存可以为等候服务的数据包提供一定保护。然而如果过载的状态持续下去，当缓存空间被耗尽时，中间节点只能将排队的数据包丢弃，导致网络传输性能急剧下降。

可以采用拥塞控制算法解决网络拥塞。通过防止过多的数据注入到网络中，可以使网络中的路由器或者链路不至于过载。理想的传输情况是估计当前网络链路上能容纳的数据包数量，希望在有数据可发的情况下，收到一个确认包就发出一个数据包，总是保持固定数量的数据包在网络中流动，从而，一方面占满网络链路的瓶颈带宽，达到最大的吞吐量；另一方面达到最小的往返延迟，保证网络链路中没有缓存队列。

带宽测速是拥塞控制算法中的重要环节。为了在维持最大吞吐量的同时减少不必要的数据排队，势必需要将发送速率贴近环境带宽的上限。因此，能否探测到准确的环境带宽上限，直接影响到拥塞控制算法的性能。

目前，业界公认较优的带宽测速方法是BBR算法(Bottleneck Bandwidth andRTT)。BBR算法通过观测一系列连续的数据包的发送情况，计算这些数据包的发送速率和接收速率。计算方法都是数据量除以时间，即发送数据量除以发送时间是发送速率。BBR算法在发送、接收速率中取最小值，作为对带宽上限的预估。由于BBR算法在对带宽进行测速时，观测的是连续若干个数据包的结果，因此，在发生丢失数据包的情况时，由于成功传输的数据量下降，导致计算出的速率偏低，不能准确给出带宽上限的结果。

有鉴于此，本公开提出一种带宽测速方法及装置，通过在选定的时间区间上提高发送速率，观测在提高发送速率前后在途数据的变化量，可以提供更准确的环境带宽预估值。具体来说，在正常的网络环境下可以更准确地探测到环境带宽的上限；而在高丢包的弱网环境下，由于本公开的带宽测速方法选取的观测区间更长，因此可以使一段时间上的短时数据丢包以及短时数据超发的情况弥合，并且本公开在探测环境带宽的过程中还将数据丢包量纳入考虑，因此在高丢包的弱网环境下也可以给出更准确的环境带宽预估值。下面，将参照图1至图5具体描述根据本公开的示例性实施例的带宽测速方法及装置。

图1和图2是示出根据本公开的示例性实施例的带宽测速方法的原理示意图。其中，图1是根据本公开的示例性实施例的在目标时间区间提升发送速率的示意图，图2是根据本公开的示例性实施例的在目标时间区间上的在途数据量的变化趋势的示意图。

参照图1和图2，本公开在一段连续的时间区间上改变数据的发送速率，并据此考察网络中的Inflight数据量(在途数据量)的变化趋势，可以对环境带宽给出更准确的预估值。具体来讲，在理想情况下，一段时间内发送速率和环境带宽上限不变的前提下，Inflight数据量的变化趋势是固定的，例如保持不变，或者以一定速率持续增大。因此，在保持一定的发送速率作为基础速率的前提下，在其中一个时间区间内设置超发一些数据(即，临时提高发送速率)，通过观测在超发数据前后Inflight数据的变化量，可对网络带宽上限进行计算。在图1中，横轴表示时序，纵轴表示发送速率。在横轴上示例了3个时间区间，从左至右可分别为第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，每个区间长度可设为T。在第一时间区间和第三时间区间以基础速率发送数据，在第二时间区间内，以在基础速率上提速以后的速率发送数据。黑色实线框表示在各时间区间内以基础速率发送的数据量，黑色虚线框表示在第二时间区间内临时提高发送速率后超发的数据量。另外，在横轴的下方还示例性地画出了Inflight数据(在途数据)变化量的观测区间，通过在超发数据前后的Inflight数据变化量以及观测区间的长度，可以对环境带宽上限作出更准确的预估。

图1示出的三个时间区间中Inflight数据量的变化趋势可抽象为如图2所示的三个操作阶段，共五种类型。

在图2中，黑色虚线表示数据发送量，黑色点线表示Inflight数据量，黑色实线表示Inflight数据量随时间的变化趋势，Sbr表示发送速率，Bw表示网络的环境带宽容量。当发送速率Sbr与环境带宽容量Bw接近的时候(即，Sbr≈Bw)，在第二时间区间内由于提速而超发的数据会持久地积压在网络中，此时Inflight数据变化量与超发的数据量相接近；当发送速率Sbr大于环境带宽容量Bw的时候(即，Sbr＞Bw)，Inflight数据量本身就处于上涨的趋势中，在第二时间区间内提高发送速率会导致Inflight数据量的上涨速率加快；而当发送速率Sbr小于环境带宽容量Bw时(即，Sbr＜Bw)，需要考虑网络中有无积压数据，此时包括三种情况：其一，发送速率Sbr小于环境带宽容量Bw且网络中无积压数据时，在第二时间区间内超发数据不会造成数据积压，Inflight数据量不会产生变化；其二，发送速率Sbr小于环境带宽容量Bw且网络中有积压数据时，在第二时间区间内超发数据可能造成微量的数据积压，Inflight数据量稍微增加；其三，发送速率Sbr远小于环境带宽容量Bw且网络中有积压数据时，此时网络中积压的数据本身在不断被消耗，在第二时间区间内超发数据只会使消耗速率变缓，Inflight数据量整体仍在减少。

因此，在一定的时间区间上改变数据的发送速率，可引起Inflight数据量产生变化，通过观测速率改变前后Inflight数据的变化量以及观测的时间长度，可以估算出环境带宽网络的空余部分，从而提供更准确的环境带宽上限值。

图3是示出根据本公开的示例性实施例的带宽测速方法的流程图。

参考图3，在步骤301，获取目标时间区间上的第一发送速率，其中，目标时间区间包括在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，第一发送速率是该目标时间区间的起始时刻对应的发送速率。

根据本公开的示例性实施例，可以首先选择一个目标时间区间，该目标时间区间可由在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间组成，例如，可以是如图1所示的第一时间区间(t，t+T)、第二时间区间(t+T，t+2T)和第三时间区间(t+2T，t+3T)；定义该目标时间区间的起始时刻为t，记录时刻t的状态信息：包括，但不限于，当前时刻环境带宽的预估值(例如，可以是在当前时刻之前的一段时间内观测到的带宽最大值，可被表示为B_max(t-Δt,t))、往返时延(例如，可被表示为T)、Inflight数据最小值(例如，可被表示为I_min(t-Δt,t))以及丢失数据包的总量(例如，可被表示为L(t-Δt,t))，通过将当前时刻环境带宽的预估值和区间长度相乘来计算在目标时间区间的每个时间区间内预期发送的数据量(例如，可被表示为D＝B_max(t-Δt,t)·T)。在这里，可将当前时刻环境带宽的预估值作为目标时间区间的第一发送速率，另外，为了使目标时间区间上的各时间区间之间存在“发送-应答”的因果关系，区间长度可以设置为不小于一个往返时延。

在步骤302，在第一时间区间内以第一发送速率发送数据，在第二时间区间内以第二发送速率发送数据，在第三时间区间内以第一发送速率发送数据，其中，第二发送速率大于第一发送速率。

根据本公开的示例性实施例，第二发送速率的值是通过将在第一时间区间内观测到的小于在第一时间区间内的预期带宽的最大带宽的值与预设提速系数相乘得到的。在这里，预设提速系数的值大于1，可根据经验或者基于特定的目的配置该预设提速系数，而第二发送速率，例如，但不限于，可被表示为：

B₂＝α·B_max(t-Δt,t+T)

其中，B₂表示第二发送速率；α表示预设提速系数；B_max(t-Δt,t+T)表示在第一时间区间内观测到的小于在第一时间区间内的预期带宽的最大带宽，在这里，在第一时间区间内的预期带宽的值可通过将在第一时间区间之前的一段时间内观测到的带宽最大值与该预设提速相乘得到，作为一种示例，第一时间区间内的预期带宽可被表示为：

α·B_max(t-Δt,t)

其中，B_max(t-Δt,t)表示在第一时间区间之前的一段时间内观测到的带宽最大值(在数值上与第一发送速率相同)，α表示预设提速系数。

当在第一时间区间内观测到大于等于该预期带宽的带宽值，则将第一时间区间的结束时刻作为新的起始时刻，重新定义一个包括三个连续时间区间的目标时间区间，将该大于等于预期带宽的带宽值作为新的第一发送速率在新定义的目标时间区间的第一区间内发送；而当在第一时间区间内观测到更大的带宽值，但是该带宽值小于预期带宽的值(即，小于α·B_max(t-Δt,t))时，可将观测到的小于预期带宽的最大带宽的值与预设提速系数相乘，得到第二发送速率。同样地，如果在第二时间区间内观测到大于等于第二时间区间内的预期带宽的带宽值，则将第二时间区间的结束时刻作为新的目标时间区间的起始时刻，将在第二区间内观测到的大于等于在第二时间区间内的预期带宽的带宽值作为新的第一发送速率，重新按照前述的逻辑执行；如果在第二时间区间内观测到的带宽都小于在第二时间区间内的预期带宽，则继续后续执行步骤：在第三时间区间，以第一发送速率发送数据。在这里，在第二时间区间内的预期带宽的值可通过将前述的在第一时间区间内观测到的小于在第一时间区间内的预期带宽的最大带宽的值与前述的预设提速系数相乘得到，作为一种示例，在第二时间区间内的预期带宽可被表示为：

α·B_max(t-Δt,t+T)

其中，B_max(t-Δt,t+T)表示在第一时间区间内观测到的小于在第一时间区间内的预期带宽的最大带宽；α表示预设提速系数。

在步骤303，获取在第二时间区间内发送的有效额外数据量。

根据本公开的示例性实施例，可根据在第二时间区间内发送的额外数据量D_over以及在第二时间区间内的真实数据变化量D^′，来计算在第二时间区间内发送的有效额外数据量ΔD。

具体来讲，额外数据量D_over可根据如下方式得到：

统计在第二时间区间内的初始待发数据量D₀(例如，统计在第二时间区间的起始时刻发送端持有的未发送的数据总量，可预期，在第二时间区间内这些未发送数据将以第二发送速率被发送)，当该初始待发数据量D₀小于在第一时间区间内发送的数据量D₁时，此时网络中的数据量不足，不再执行后续的观测步骤，需重新定义新的目标时间区间，并按照步骤301～302重新开始执行观测；当该初始待发数据量D₀大于在第一时间区间内发送的数据量D₁且小于在第二区间内的预期发送数据量D₂时，可将该初始待发数据量D₀与在第一时间区间内发送的数据量D₁相减，得到在第二时间区间内发送的额外数据量D_over；而当该初始待发数据量大于在第一时间区间内发送的数据量D₁且大于等于在第二区间内的预期发送数据量D₂时，可将预期发送数据量D₂与在第一时间区间内发送的数据量D₁相减，得到在第二时间区间内发送的额外数据量D_over。在这里，在第二区间内的预期发送数据量D₂可根据将第二发送速率B₂与区间长度T相乘而计算得到；而额外数据量D_over，例如，但不限于，可被表示为：

其中，D₀表示在第二时间区间内的初始待发数据量；D₁表示在第一时间区间内发送的数据量；D₂表示在第二区间内的预期发送数据量。

根据本公开的示例性实施例，可将在第二时间区间内的在途数据变化量和数据包丢失量相加，来得到真实数据变化量D^′。具体来讲，在第二时间区间的超发数据的动作可能导致在途数据量堆积(例如图2所示的发送速率约等于环境带宽的情况)，或者导致数据包丢失(例如图2所示的发送速率大于环境带宽的情况)；并且，当网络环境偏弱时(数据包丢失量偏高)，也会导致数据传输成功率变低。因此，需要计算在第二时间区间内超发的数据能够被成功传输的比率(即，计算在第二时间区间内发送的有效额外数据量)。在这里，真实数据变化量，例如，但不限于，可被表示为：

D′＝I_min(t,t+T)-I_min(t+2T,t+3T)+L(t,t+T）-L(t+2T,t+3T)

其中，D′表示真实数据变化量；I_min(t,t+T)表示在第一时间区间内的在途数据量的最小值；I_min(t+2T,t+3T)表示在第三时间区间内的在途数据量的最小值；L(t,t+T)表示在第一时间区间内的数据包丢失量；L(t+2T,t+3T)表示在第三时间区间内的数据包丢失量。

根据本公开的示例性实施例，当真实数据变化量D′小于0时，说明在第二时间区间内提高发送速率可能导致在途数据量堆积或者数据包丢失，无法将超发的数据全部成功发送，因此可将额外数据量D_over与真实数据变化量D′相加，来得到有效额外数据量ΔD；而当真实数据变化量D′大于等于0时，说明在第二时间区间超发的数据可以全部成功发送，此时，额外数据量D_over即为有效额外数据量ΔD。在一种实施例中，该有效额外数据量可被表示为：

其中，ΔD表示在第二时间区间内发送的有效额外数据量；D_over表示在第二时间区间内发送的额外数据量；D′在第三时间区间和在第一时间区间之间的真实数据变化量。

在步骤304，基于有效额外数据量确定带宽的预调整量。

根据本公开的示例性实施例，可通过将在第二时间区间内发送的有效额外数据量与区间长度相除而计算得到带宽的预调整量。带宽的预调整量，例如，但不限于，可被表示为：

其中，ΔB表示带宽的预调整量；ΔD表示在第二时间区间内发送的有效额外数据量；T表示区间长度。

在步骤305，基于预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，其中，该初始预估带宽是在时间尺度上在目标时间区间之前观测到的最大带宽。

根据本公开的示例性实施例，当预调整量大于等于0时，将初始预估带宽的值加该预调整量以后的值确定为调整后的带宽的值；当预调整量小于0且在第二时间区间至第三时间区间内的最大带宽大于在第一时间区间之前的预设时间区间至第一时间区间内的最大带宽时，将初始预估带宽的值加预设值以后的值确定为调整后的带宽的值；当预调整量小于0且在第二时间区间至第三时间区间内的最大带宽小于等于在第一时间区间之前的预设时间区间至第一时间区间内的最大带宽时，将初始预估带宽的值减预设值以后的值确定为调整后的带宽的值。在一些实施例中，预设值可以是区间长度的倒数。在这里，调整后的带宽的值，例如，但不限于，可被表示为：

其中，B_new表示调整后的带宽的值；B_max(t-Δt,t)表示初始预估带宽的值；ΔB表示带宽的预调整量；B_max(t+T,t+3T)表示在第二时间区间至第三时间区间内的最大带宽；B_max(t-Δt,t+T)表示在第一时间区间之前的预设时间区间至至第一时间内的最大带宽。

图4是示出根据本公开的示例性实施例的带宽测速装置400的框图。

参考图4，带宽测速装置400包括第一获取单元401、数据发送单元402、第二获取单元403、第一确定单元404以及第二确定单元405。

第一获取单元401可获取目标时间区间上的第一发送速率，其中，目标时间区间包括在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，第一发送速率是目标时间区间的起始时刻对应的发送速率。

数据发送单元402可第一时间区间内以第一发送速率发送数据，在第二时间区间内以第二发送速率发送数据，在第三时间区间内以第一发送速率发送数据，其中，第二发送速率大于第一发送速率。

根据本公开的示例性实施例，第二发送速率的值是通过将在第一时间区间内观测到的小于在第一时间区间内的预期带宽的最大带宽的值与预设提速系数相乘得到的。在这里，预设提速系数的值大于1，可根据经验或者基于特定的目的配置该预设提速系数。根据本公开的示例性实施例，第二获取单元403可获取在第二时间区间内发送的额外数据量以及在第二时间区间内的真实数据变化量，并根据获取到的额外数据量以及真实数据变化量，来计算在第二时间区间内发送的有效额外数据量。

在这里，额外数据量可根据如下方式得到：

统计在第二时间区间内的初始待发数据量(例如，统计在第二时间区间的起始时刻发送端持有的未发送的数据总量，可预期，在第二时间区间内这些未发送数据将以第二发送速率被发送)，当该初始待发数据量小于在第一时间区间内发送的数据量时，此时网络中的数据量不足，不再执行后续的观测步骤，需重新定义新的目标时间区间，并按照步骤301～302重新开始执行观测；当该初始待发数据量大于在第一时间区间内发送的数据量且小于在第二区间内的预期发送数据量时，可将该初始待发数据量与在第一时间区间内发送的数据量相减，得到在第二时间区间内发送的额外数据量；而当该初始待发数据量大于在第一时间区间内发送的数据量且大于等于在第二区间内的预期发送数据量时，可将预期发送数据量与在第一时间区间内发送的数据量相减，得到在第二时间区间内发送的额外数据量。在这里，在第二区间内的预期发送数据量可根据将第二发送速率与区间长度相乘而计算得到。

根据本公开的示例性实施例，第二获取单元403可将在第三时间区间和在第一时间区间之间的在途数据变化量和数据包丢失量相加，来计算得到真实数据变化量。

根据本公开的示例性实施例，第二获取单元403可在当真实数据变化量小于0时，将额外数据量与真实数据变化量相加，来计算得到有效额外数据量；当真实数据变化量大于等于0时，将额外数据量作为有效额外数据量。

第一确定单元404可基于有效额外数据量确定带宽的预调整量。

根据本公开的示例性实施例，第一确定单元404可将有效额外数据量与区间长度相除，来计算得到带宽的预调整量。

第二确定单元405可基于预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，其中，该初始预估带宽是在时间尺度上在目标时间区间之前观测到的最大带宽。

根据本公开的示例性实施例，第二确定单元405可在当预调整量大于等于0时，将初始预估带宽的值加该预调整量以后的值确定为调整后的带宽的值；当预调整量小于0且在第二时间区间至第三时间区间内的最大带宽大于在第一时间区间之前的预设时间区间至第一时间区间内的最大带宽时，将初始预估带宽的值加预设值以后的值确定为调整后的带宽的值；当预调整量小于0且在第二时间区间至第三时间区间内的最大带宽小于等于在第一时间区间之前的预设时间区间至第一时间区间内的最大带宽时，将初始预估带宽的值减预设值以后的值确定为调整后的带宽的值。在一些实施例中，预设值可以是区间长度的倒数。图5是示出根据本公开的示例性实施例的电子设备500的框图。

参照图5，电子设备500包括至少一个存储器501和至少一个处理器502，所述至少一个存储器501中存储有计算机可执行指令集合，当计算机可执行指令集合被至少一个处理器502执行时，执行根据本公开的示例性实施例的带宽测速方法。

作为示例，电子设备500可以是PC计算机、平板装置、个人数字助理、智能手机、或其他能够执行上述指令集合的装置。这里，电子设备500并非必须是单个的电子设备，还可以是任何能够单独或联合执行上述指令(或指令集)的装置或电路的集合体。电子设备500还可以是集成控制系统或系统管理器的一部分，或者可被配置为与本地或远程(例如，经由无线传输)以接口互联的便携式电子设备。

在电子设备500中，处理器502可包括中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、可编程逻辑装置、专用处理器系统、微控制器或微处理器。作为示例而非限制，处理器还可包括模拟处理器、数字处理器、微处理器、多核处理器、处理器阵列、网络处理器等。

处理器502可运行存储在存储器501中的指令或代码，其中，存储器501还可以存储数据。指令和数据还可经由网络接口装置而通过网络被发送和接收，其中，网络接口装置可采用任何已知的传输协议。

存储器501可与处理器502集成为一体，例如，将RAM或闪存布置在集成电路微处理器等之内。此外，存储器501可包括独立的装置，诸如，外部盘驱动、存储阵列或任何数据库系统可使用的其他存储装置。存储器501和处理器502可在操作上进行耦合，或者可例如通过I/O端口、网络连接等互相通信，使得处理器502能够读取存储在存储器中的文件。

此外，电子设备500还可包括视频显示器(诸如，液晶显示器)和用户交互接口(诸如，键盘、鼠标、触摸输入装置等)。电子设备500的所有组件可经由总线和/或网络而彼此连接。

根据本公开的示例性实施例，还可提供一种存储指令的计算机可读存储介质，其中，当指令被至少一个处理器运行时，促使至少一个处理器执行根据本公开的带宽测速方法。这里的计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(ROM)、随机存取可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存、非易失性存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、蓝光或光盘存储器、硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、卡式存储器(诸如，多媒体卡、安全数字(SD)卡或极速数字(XD)卡)、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及任何其他装置，所述任何其他装置被配置为以非暂时性方式存储计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并将所述计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机使得处理器或计算机能执行所述计算机程序。上述计算机可读存储介质中的计算机程序可在诸如客户端、主机、代理装置、服务器等计算机设备中部署的环境中运行，此外，在一个示例中，计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，使得计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构通过一个或多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行。

根据本公开的示例性实施例，还可提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品中的指令可由计算机设备的处理器执行以完成根据本公开的示例性实施例的带宽测速方法。

根据本公开的带宽测速方法及装置，通过在选定的时间区间上提高发送速率，观测在提高发送速率前后在途数据的变化量，可以提供更准确的环境带宽预估值。具体来说，在正常的网络环境下可以更准确地探测到环境带宽的上限；而在高丢包的弱网环境下，由于本公开的带宽测速方法选取的观测区间更长，因此可以使一段时间上的短时数据丢包以及短时数据超发的情况弥合，并且本公开在探测环境带宽的过程中还将数据丢包量纳入考虑，因此在高丢包的弱网环境下也可以给出更准确的环境带宽预估值。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (18)

1.一种带宽测速方法，其特征在于，包括：

获取目标时间区间上的第一发送速率，其中，所述目标时间区间包括在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，所述第一发送速率是所述目标时间区间的起始时刻对应的发送速率；

在所述第一时间区间内以所述第一发送速率发送数据，在所述第二时间区间内以第二发送速率发送数据，在所述第三时间区间内以所述第一发送速率发送数据，其中，所述第二发送速率大于所述第一发送速率；

获取在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量，其中，所述有效额外数据量是在所述第二时间区间内超发的数据中被成功发送的数据的数据量，是基于在所述第二时间区间内发送的额外数据量以及在所述第二时间区间内的真实数据变化量而得到，其中，在所述第二时间区间内的真实数据变化量是基于在所述第二时间区间内的在途数据变化量和数据包丢失量而得到；

将所述有效额外数据量与所述区间长度相除，来计算得到带宽的预调整量；

基于所述预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，其中，所述初始预估带宽是在时间尺度上在所述目标时间区间之前观测到的最大带宽。

2.如权利要求1所述的带宽测速方法，其特征在于，所述第二发送速率的值是通过将在所述第一时间区间内观测到的小于在所述第一时间区间内的预期带宽的最大带宽的值与预设提速系数相乘得到的，其中，所述预设提速系数的值大于1。

3.如权利要求1所述的带宽测速方法，其特征在于，所述获取在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量，包括：

获取在所述第二时间区间内发送的额外数据量以及在所述第二时间区间内的真实数据变化量；

根据所述额外数据量以及所述真实数据变化量，来计算在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量。

4.如权利要求3所述的带宽测速方法，其特征在于，所述获取在所述第二时间区间内发送的额外数据量，包括：

获取在所述第二时间区间内的初始待发数据量；

当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且小于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述初始待发数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量；

当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且大于等于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述预期发送数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量。

5.如权利要求3所述的带宽测速方法，其特征在于，所述获取在所述第二时间区间内的真实数据变化量，包括：

将在所述第二时间区间内的在途数据变化量和数据包丢失量相加，来计算得到所述真实数据变化量。

6.如权利要求3所述的带宽测速方法，其特征在于，所述根据所述额外数据量以及所述真实数据变化量，来计算在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量，包括：

当所述真实数据变化量小于0时，将所述额外数据量与所述真实数据变化量相加，来计算得到所述有效额外数据量；

当所述真实数据变化量大于等于0时，将所述额外数据量作为所述有效额外数据量。

7.如权利要求1所述的带宽测速方法，其特征在于，所述基于所述预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，包括：

当所述预调整量大于等于0时，将所述初始预估带宽的值加所述预调整量以后的值确定为所述调整后的带宽的值；

当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽大于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值加预设值以后的值确定为所述调整后的带宽的值；

当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽小于等于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值减所述预设值以后的值确定为所述调整后的带宽的值。

8.如权利要求7所述的带宽测速方法，其特征在于，所述预设值是所述区间长度的倒数。

9.一种带宽测速装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，被配置为：获取目标时间区间上的第一发送速率，其中，所述目标时间区间包括在时间尺度上连续且区间长度相同的第一时间区间、第二时间区间和第三时间区间，所述第一发送速率是所述目标时间区间的起始时刻对应的发送速率；

数据发送单元，被配置为：在所述第一时间区间内以所述第一发送速率发送数据，在所述第二时间区间内以第二发送速率发送数据，在所述第三时间区间内以所述第一发送速率发送数据，其中，所述第二发送速率大于所述第一发送速率；

第二获取单元，被配置为：获取在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量，其中，所述有效额外数据量是在所述第二时间区间内超发的数据中被成功发送的数据的数据量，是基于在所述第二时间区间内发送的额外数据量以及在所述第二时间区间内的真实数据变化量而得到，其中，在所述第二时间区间内的真实数据变化量是基于在所述第二时间区间内的在途数据变化量和数据包丢失量而得到；

第一确定单元，被配置为：将所述有效额外数据量与所述区间长度相除，来计算得到带宽的预调整量；

第二确定单元，被配置为：基于所述预调整量，对初始预估带宽的值进行调整，得到调整后的带宽的值，其中，所述初始预估带宽是在时间尺度上在所述目标时间区间之前观测到的最大带宽。

10.如权利要求9所述的带宽测速装置，其特征在于，

第二发送速率的值是通过将在所述第一时间区间内观测到的小于在所述第一时间区间内的预期带宽的最大带宽的值与预设提速系数相乘得到的，其中，所述预设提速系数的值大于1。

11.如权利要求9所述的带宽测速装置，其特征在于，所述第二获取单元被配置为：

获取在所述第二时间区间内发送的额外数据量以及在所述第二时间区间内的真实数据变化量；

根据所述额外数据量以及所述真实数据变化量，来计算在所述第二时间区间内发送的有效额外数据量。

12.如权利要求11所述的带宽测速装置，其特征在于，所述第二获取单元被配置为：

获取在所述第二时间区间内的初始待发数据量；

当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且小于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述初始待发数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量；

当所述初始待发数据量大于在所述第一时间区间内发送的数据量且大于等于在所述第二时间区间内的预期发送数据量时，将所述预期发送数据量与在所述第一时间区间内发送的数据量相减，得到所述额外数据量。

13.如权利要求11所述的带宽测速装置，其特征在于，所述第二获取单元被配置为：

将所述第二时间区间内的在途数据变化量和数据包丢失量相加，来计算得到所述真实数据变化量。

14.如权利要求11所述的带宽测速装置，其特征在于，所述第二获取单元被配置为：

当所述真实数据变化量小于0时，将所述额外数据量与所述真实数据变化量相加，来计算得到所述有效额外数据量；

当所述真实数据变化量大于等于0时，将所述额外数据量作为所述有效额外数据量。

15.如权利要求9所述的带宽测速装置，其特征在于，所述第二确定单元被配置为：

当所述预调整量大于等于0时，将所述初始预估带宽的值加所述预调整量以后的值确定为所述调整后的带宽的值；

当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽大于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值加预设值以后的值确定为所述调整后的带宽的值；

当所述预调整量小于0且在所述第二时间区间至所述第三时间区间内的最大带宽小于等于在所述第一时间区间之前的预设时间区间至所述第一时间区间内的最大带宽时，将所述初始预估带宽的值减所述预设值以后的值确定为所述调整后的带宽的值。

16.如权利要求15所述的带宽测速装置，其特征在于，所述预设值是所述区间长度的倒数。

17.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储计算机可执行指令的存储器，

其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行如权利要求1到8中的任一权利要求所述的带宽测速方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可读存储介质中的指令被至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行如权利要求1到8中的任一权利要求所述的带宽测速方法。