CN114390578A - 一种网络性能的测试方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种网络性能的测试方法、装置、电子设备及介质，应用于发送节点，包括：通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点以开启测试模式。其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径。通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，接收返回的第一目标报文以确定网络时延，和/或通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文以确定其他性能。由此，经节点协议栈和中继节点构成的目标路径进行报文传输以确定网络性能，无需TCP/IP协议栈支持，提升了测试的效率，为窄带自组网等非标准化通信波形提供了可靠的测试手段。

Description

一种网络性能的测试方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种网络性能的测试方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

AdHoc网络是一种将无线通信和计算机网络相结合的AdHoc网络，随着互联网的不断发展，用户对网络的质量要求越来越高，因此，在通信过程中，如何测试AdHoc网络中的网络性能对于整个网络的通信来说至关重要。

目前大多数AdHoc网络性能测试必须基于传输控制协议（Transmission ControlProtocol，简称TCP）/国际互连协议（Internet Protocol简称IP）协议栈的测试方式对网络的性能进行测试。在实际应用中，对于不同的网络，存在部分节点不携带TCP/IP协议栈，仅具有基础的通信功能和数据处理能力，这样的网络无法对其网络性能进行测试。此外，通过基于TCP/IP协议栈的测试方式对网络的性能进行测试时，往往需要进行多次测试，然后基于多次测试的结果进行整理计算获得网络的性能，导致占用过多的计算资源，当各节点计算能力差时会导致测试效率低，然而不基于TCP/IP协议栈则无法对网络的性能进行测试。

由此可见，如何不基于TCP/IP协议栈对AdHoc网络的网络性能进行测试，节约资源的同时，并提高测试效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种网络性能的测试方法、装置、电子设备及介质，两个节点通过节点协议栈和中继节点实现测试网络性能的目的，避免通过基于TCP/IP协议栈的方式重复多次传输数据包对网络性能进行测试带来的低效率以及耗费过多资源。

为解决上述技术问题，本申请提供一种网络性能的测试方法，应用于发送节点，包括：

通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启所述接收节点的测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延；

和/或通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

优选地，所述节点协议栈包括应用层、链路层和物理层，在所述通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启所述接收节点的测试模式之后还包括：

在发送所述测试请求报文预设时长后，确定是否接收到对应的应答报文，若接收到，则进入所述在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延，和/或通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标的步骤，若未接收到，则重新发送所述测试请求报文。

优选地，所述其他性能指标包括传输速率、抖动和丢失率，所述通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标包括：

对所述第二目标报文进行解包；

获取预设时间窗口内所述第二目标报文的报文字节总数以确定所述传输速率；

分别获取相邻所述第二目标报文间的传输时延以确定所述抖动；

获取实际发送报文数量和实际接收报文数量以确定所述丢失率。

优选地，所述在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延包括：

对所述第一目标报文进行解包；

确定发送所述第一目标报文的发送时间和接收所述接收节点发送的所述第一目标报文的接收时间；

根据所述发送时间和所述接收时间确定所述网络时延。

优选地，在所述重新发送所述测试请求报文之前还包括：

判断所述确定是否接收到对应的应答报文的次数是否达到预设次数，若达到预设次数，则发送请求失败至客户端。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种网络性能的测试方法，应用于接收节点，包括：

在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

通过所述目标路径接收所述发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的所述第一目标报文发送至所述发送节点以确定网络时延；

和/或通过所述目标路径发送第二目标报文至所述发送节点以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种网络性能的测试装置，应用于发送节点，包括：

发送模块，用于通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启所述接收节点的测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

接收模块，用于在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延，和/或用于通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种网络性能的测试装置，应用于接收节点，包括：

开启模块，用于在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

发送模块，用于通过所述目标路径接收所述发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的所述第一目标报文发送至所述发送节点以确定网络时延，和/或用于通过所述目标路径发送第二目标报文至所述发送节点以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如所述的网络性能的测试方法的步骤。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的网络性能的测试方法的步骤。

本发明所提供的一种网络性能的测试方法，应用于发送节点，包括：通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启接收节点的测试模式；其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点。在通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，通过目标路径接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延，和/或通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文以确定除网络时延外的其他性能指标。由此可见，本发明提供的技术方案，两节点间不基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试，通过节点协议栈或节点协议栈和中继节点构成的目标路径进行报文传输，并通过对报文进行解包分析以确定网络性能，无需对TCP/IP协议栈进行维护，无需TCP/IP协议栈支持，提升了测试的效率，为窄带自组网等非标准化通信波形提供了可靠的测试手段。

此外，本申请还提供一种网络性能的测试装置，电子设备及介质，与上述的网络性能的测试方法相对应，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种网络性能的测试方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的发送节点与接收节点数据交互的示意图；

图3为本发明实施例所提供的第一目标报文的结构图示意图；

图4为本发明另一实施例所提供的发送节点与接收节点数据交互的示意图；

图5为本发明实施例所提供的第二目标报文的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的网络性能的测试的应用场景示意图；

图7为本发明实施例所提供的基于发送节点侧的网络性能的测试装置的结构图；

图8为本发明实施例所提供的基于接收节点侧的网络性能的测试装置的结构图；

图9为本发明另一实施例提供的电子设备的结构图；

附图标记如下：1为发送节点，2为接收节点，3为中继节点。

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。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，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种网络性能的测试方法、装置、电子设备及介质，节点间通过节点协议栈或节点协议栈和中继节点构成的路径传输携带信息的报文以测试网络的性能，其中，中继节点为两节点通信链路上的其他节点。本申请的技术方案，无需搭建TCP等链路传输数据包对网络的性能进行测试，进而避免传统基于TCP/IP协议栈重复多次对网络性能进行测试带来的资源浪费，同时提高测试效率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

AdHoc网络是一种将无线通信和计算机网络相结合的AdHoc网络，AdHoc网络的拓扑结构具备动态变化的特征，节点的位置能够在一定范围内根据需求而改变，在应对紧急和突发情况中有着广泛的使用。网络中节点位置的改变也会引起网络拓扑的变化，最终导致节点之间通信链路和网络性能的变化。随着互联网的不断发展，用户对网络的质量要求越来越高，因此，在通信过程中，如何测试AdHoc网络中的网络性能对于整个网络的通信来说至关重要。

目前大多数AdHoc网络性能测试必须基于传输控制协议（Transmission ControlProtocol，简称TCP）/国际互连协议（Internet Protocol简称IP）协议栈的测试方式对网络的性能进行测试。在实际应用中，对于不同的网络，存在部分节点不携带TCP/IP协议栈，仅具有基础的通信功能和数据处理能力，这样的网络无法对其网络性能进行测试。此外，通过基于TCP/IP协议栈的测试方式对网络的性能进行测试时，往往需要进行多次测试，然后基于多次测试的结果进行整理计算获得网络的性能，导致占用过多的计算资源，当各节点计算能力差时会导致测试效率低，然而不基于TCP/IP协议栈则无法对网络的性能进行测试，可见，在实际的自组织网络中，基于TCP/IP的测试方式对通信资源和计算资源占用较多，维护TCP连接的成本较高，降低了网络的通信效率。

由此可见，如何不基于TCP/IP协议栈对AdHoc网络的网络性能进行测试，节约资源的同时，并提高测试效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。

为了节约资源的同时，并提高网络性能的测试效率，本发明提供了一种网络性能的测试方法，节点间通过节点协议栈和中继节点构成的目标路径传输携带信息的报文，并对传输的报文进行解包处理以确定网络性能，避免了基于TCP/IP协议栈重复多次传输数据包对网络性能进行测试带来的资源浪费和低效率。

需要说明的是，网络的性能包括网络时延、传输速率、抖动和丢失率，其中，网络时延是指从离开发送节点开始算起，一直到抵达接收节点所耗费的时间。传输速率是指在单位时间内，从一个节点传输到另一节点的数据量，用于表征网络通信链路的数据传输能力。抖动指的是在同一业务流中，不同分组数据的时延的变化量，在时间维度上反映网络通信链路的稳定程度。丢失率是指数据在传输过程中，丢失的数据占全部发送数据的百分比，在一定程度上描述了双方通信的可靠性。

可以理解的是，自组织网络中各节点具备基础的通信功能和数据处理能力，且通信节点双方可在任意时间收发数据。通信节点双方互相发送数据报文以测试网络的性能，其中，数据报文中携带必要的数据信息，如时间戳、标识符、报文计数等信息。

图1为本发明实施例所提供的一种网络性能的测试方法的流程图，如图1所示，应用于接收节点，该方法包括：

S10：通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启接收节点的测试模式；其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点。

S11：在通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，通过目标路径接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延，和/或通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文以确定除网络时延外的其他性能指标。

在具体实施例中，用户需要对AdHoc网络进行性能测试时，需要先确定各节点的角色，即先指定网络中的一个节点为发送节点，一个节点为接收节点，可以理解的是，用户可以依据实际业务需求进行设定各节点的角色，在确定发送节点和接收节点后，发送节点和接收节点通信链路上的其他节点为中继节点。值得注意的是，网络中的每个节点都包含两种工作模式，即通信模式和测试模式，网络的初始状态默认为通信模式，中继节点由于自身的性质，一直处于通信模式，用于传输发送节点和接收节点间的报文，此外，中继节点在转发报文的同时，可保持正常通信状态。

在步骤S10中，用户需要进行网络性能测试时，发送节点将测试请求报文通过目标路径发送至接收节点，接收节点接收到该测试请求报文后，对该测试请求报文进行解包，当接收节点确定接收到的是测试请求的报文时，从通信模式切换至测试模式。其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点的节点协议栈进行通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点的节点协议栈和中继节点进行通信的路径。

值得注意的是，当发送节点和接收节点距离非常接近时，发送节点自动选择第一目标路径作为报文传输的路径，即发送节点通过自身的节点协议栈和接收节点的节点协议栈将报文直接传输至接收节点，无需基于TCP/IP协议栈，将这样的网络场景称为单跳场景。当发送节点和接收节点距离较远时，发送节点自动选择第二目标路径作为报文传输的路径，即发送节点先将报文经过节点协议栈传输至中继节点，再由中继节点经接收节点的节点协议栈传输至接收节点，将这样的网络场景称为多跳场景。值得注意的是，通过第二目标路径进行报文传输时，根据预先指定的发送节点和接收节点的不同，传输链路上的中继节点数量不同，当中继节点为多个时，依据传输距离以此通过各中继节点将报文传输至接收节点。

在实施中，若用户仅需要测试网络的时延，则在确定好发送节点和接收节点后，发送节点通过目标路径将第一目标报文传输至接收节点，并在发送时刻记录发送的时间，接收节点接收到该第一目标报文后进行解包以确定当前测试的是网络的时延，然后接收节点将该第一目标报文返回传输至发送节点，发送节点记录接收返回的第一目标报文的时间，基于发送时间和接收时间确定网络时延。其中，第一目标报文包括标识符、时间戳和填充的数据，第一目标报文用于确定网络时延，因此，若用户仅需要测试网络时延时，在步骤S11中，在通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，通过目标路径接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延。

可以理解的是，发送节点将第一目标报文开始发送至接收节点时刻开始计时，并在接收到第一目标报文后结束计时，并保存发送时刻的时间和接收结束时刻的时间，由此，根据发送时刻的时间和接收结束时刻的时间确定网络时延。

若用户除了需要确定网络时延外，还需要确定网络的传输速率、抖动和丢失率时，在确定网络时延后，接收节点通过目标路径将第二目标报文传输至发送节点，以便发送节点在接收到第二目标报文后对其进行解包以确定网络的其他性能指标。其中，第二目标报文包括标识符、报文计数、时间戳和填充的数据。第二目标报文用于测试网络的传输速率、抖动和丢失率，因此，在确定网络时延后，在步骤S11中，通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文后，需要对第二目标报文进行解包，获取第二目标报文的字节总数和接收第二目标报文的接收总时间以确定传输速率，分别获取相邻第二目标报文间的传输时延以确定抖动，并获取实际发送报文数量和实际接收报文数量以确定丢失率。

值得注意的是，在具体实施中，可以只确定网络时延中的任意一个性能指标，当仅确定任意一个性能指标时，发送节点通过目标路径发送或接收对应的目标报文，并对目标报文填充相应的内容即可。当用户需要测试网络的所有性能指标时，需要注意的是，由于网络时延需要发送节点将第一目标报文发送至接收节点，再由接收节点将该第一目标报文传输至发送节点，根据传输的时间确定网络时延，而除网络时延外的其他性能指标仅通过接收节点发送第二目标报文至发送节点即能确定，因此，当用户需要测试网络的所有性能时，需要将网络时延和其他性能指标分开测试，即分为两个阶段进行测试。对于测试网络时延和其他性能指标的顺序，本发明不作限定。

在网络性能测试结束后，发送测试测试结束报文至接收节点，以便接收节点将工作模式切换至通信模式，由此，不影响各节点的正常通信功能。此外，在网络性能测试结束后，可以直接从发送节点中获取各网络性能的测试结构进行分析，以便确定网络的综合性能。

本申请实施例所提供的一种网络性能的测试方法，应用于发送节点，包括：通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启接收节点的测试模式。其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点。在通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，通过目标路径接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延，和/或通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文以确定除网络时延外的其他性能指标。由此可见，本发明提供的技术方案，两节点间不基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试，通过节点协议栈或节点协议栈和中继节点构成的目标路径进行报文传输，并通过对报文进行解包分析以确定网络性能，无需对TCP/IP协议栈进行维护，还避免了基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试带来的资源浪费，此外，本发明提供的技术方案无需进行重复多次测试就能确定网络的性能，进而提高了网络性能的测试效率。

在具体实施例中，网络性能测试过程中，由于AdHoc网络节点具有移动性，节点的移动性使网络拓扑发生即时频繁的变化，进而影响通信链路的连通性、时延和丢失率等网络性能的指标。因此，为了避免单跳场景和多跳场景中多个节点通信时通信链路的突然出现中断，影响网络性能的测试，本申请实施例所提供的技术方案新增了“中断机制”，即在发送测试请求报文预设时长后，确定是否接收到对应的应答报文，若接收到，则进入在发送第一目标报文至接收节点后，接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延，和/或通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文以确定除网络时延外的其他性能指标的步骤，若未接收到，则基于链路层的网络拓扑，重新发送测试请求报文。

值得注意的是，除了发送测试请求报文会返回相应的应答报文外，在测试性能指标过程中，例如发送节点发送第一目标报文至接收节点，或接收节点发送第一目标报文或第二目标报文至发送节点时，都会产生相应的应答报文，任意一个报文传输过程中，发送端在发送预设时长后，未接收到对应的应答报文，均会启动“中断机制”，进而重新发送相应的目标报文以测试网络性能。

可以理解的是，网络中的各节点均存在节点协议栈，且节点协议栈包含三层协议：应用层、链路层和物理层。当发送节点将报文传输至接收节点时，报文依次由应用层传输至链路层，再传输至物理层。接收节点在接收发送节点的报文时，节点协议栈的传输顺序为物理层，链路层，最后到达应用层进行报文解包。接收节点发送报文至发送节点同理，此处暂不赘述。

本发明实施例所提供的网络性能的测试方法，接收节点在接收到第一目标报文后发送至发送节点以确定网络时延之后，接收节点获取发送节点确定的网络时延实现网络时延相关数据的同步，由此，用户可以获取任意节点中的数据以确定整个网络的时延。避免了基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试带来的资源浪费，此外，无需进行重复多次测试就能确定网络的性能，进而提高了网络性能的测试效率。

图2为本发明实施例所提供的发送节点与接收节点数据交互的示意图，如图2所示，在确定网络时延时，发送节点将第一目标报文传输至接收节点，再由接收节点将该第一目标报文发送返回至发送节点。

图3为本发明实施例所提供的第一目标报文的结构图示意图，如图3所示，第一目标报文包括标识符、时间戳和填充的数据，其中，标识符用于表征测试网络时延的报文标识符，长度为4个字节，时间戳为发送节点发送该第一目标报文的时间戳，长度为8个字节，填充的数据可用户根据实际需求自定义填充数据内容和数据长度。需要说明的是，对于报文的字节长度及顺序，本发明不作限定。

本发明实施例所提供的网络性能的测试方法，通过节点的节点协议栈实现节点间的报文数据传输，进而依据报文所携带的信息确定网络的性能。此外，通过设定中断机制，避免单跳场景和多跳场景中多个节点通信时通信链路的突然出现中断，影响网络性能的测试，同时减少各节点的等待时间，进而提升网络的性能测试效率。

图4为本发明另一实施例所提供的发送节点与接收节点数据交互的示意图，如图4所示，在测试网络的传输速率、抖动和丢失率时，接收节点通过目标路径将第二目标报文传输至发送节点以确定传输速率、抖动和丢失率。

图5为本发明实施例所提供的第二目标报文的结构示意图，如图5所示，第二目标报文包括标识符、报文计数、时间戳和填充的数据，其中，标识符长度为4个字节，用于表征该报文为第二报文，即用于表征测试的是传输速率和/或抖动和/或丢失率，也就是说，当接收节点接收到第二目标报文时，通过该标识符可确定本次测试需要测试的性能指标。报文计数长度为8个字节，用于统计发送的第二目标报文的总数，每发送一个第二目标报文时，报文计数加1，具体的，发送节点发送第一个目标报文至接收节点时，报文计数为1，发送第二个目标报文至接收节点时，报文计数为2，以此类推，不断叠加。填充的数据用户可根据实际需求自定义填充数据内容和数据长度。

需要说明的是，在测试网络性能时，用户需要在各节点先自定义发送报文的总数，然后再确定各节点的角色，由此，接收节点确定需要发送的目标报文总数，发送节点确定需要接收的目标报文总数。

发送节点每接收一个目标报文时，需要对目标报文进行解包处理通过标识符确定目标报文为第二目标报文后，确定需要测试的是传输速率和/或抖动和/或丢失率。提取时间戳信息，并在获取到最后一个第二目标报文后，统计在固定时间窗口

内获取到的所有第二目标报文的字节总数，由此，传输速率=字节总数/

。

值得注意的是，传统测试传输速率的方式设置了发送速率阈值，目的是为了判断该发送速率阈值下，是否会造成较大的数据报文丢失率。此种方法将传输速率与报文丢失率相关联，往往会造成传输速率不准确，且需要进行多次测试，效率较低。本申请提供的技术方案，在接收端以最大发送速率发送数据报文给发送端，统计在固定时间窗口

内获取到的所有第二目标报文的字节总数以确定网络的传输速率，进而提高测试效率。

在确定网络的抖动性能时，分别获取相邻第二目标报文间的传输时延，将相邻两个目标报文的时延作差得到

，并通过以下公式得到新的抖动，最后通过递归求解得到最终的抖动。

其中，

为抖动，

为相邻两个第二目标报文间的时延差，

为增益参数，通常增益参数为16。

在具体实施中，并不是每个第二目标报文均能顺利发送至接收节点，在测试网络的丢失率时，先进行测试采样，例如，在预设时间窗口内，接收节点发送至发送节点的第二目标报文为m个，发送节点收到的数据包为n个，则丢失数量为m-n个，将一次丢失可以表示为S(m，m-n)，由于两个报文之间相互独立，设定丢失率为y，对其使用最大似然估计法求得似然函数L（S，y）为：

对等式两边取对数得：

对两边求导并令导数为0得：

因此，丢失率y的最大似然估计为：

进而得到，丢失率=（实际发送报文数量-实际接收报文数量）/实际发送报文数量。

可以理解的是，在测试时延性能时，通过发送节点发送第一目标报文至接收节点，再由接收节点将该第一目标报文传输至发送节点以确定网络时延，而进行其他性能测试时，则是通过接收节点将第二目标报文直接传输至发送节点，进而确定除网络时延外的其他性能指标。因此，所有的网络性能测试结果均在发送节点，用户仅需要从发送节点获取性能测试结果即可，无需从每隔节点获取不同的性能指标，进而提升网络性能的测试效率。

本发明实施例所提供的网络性能的测试方法，节点间通过目标路径传输携带信息的报文以确定网络的性能，避免了基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试带来的资源浪费，同时，避免了进行重复多次传输数据包以确定网络性能的低效率。

在具体实施例中，在通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，通过目标路径接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延时，接收节点在接收到发送节点发送的第一目标报文后，需要对该第一目标报文进行解包以确定当前测试的是网络的时延，然后接收节点将该第一目标报文按照原目标路径返回至发送节点，以便发送节点对第一目标报文进行解包处理以确定网络时延。

可以理解的是，发送节点将第一目标报文开始发送至接收节点时刻开始计时，并在接收到第一目标报文后结束计时，并保存发送时刻的时间和接收结束时刻的时间，由此，根据发送时刻的时间和接收结束时刻的时间确定网络时延，即网络时延=（接收时间-发送时间）/2。

本发明实施例所提供的网络性能的测试方法，发送节点通过目标路径发送第一目标报文至接收节点，并在发送时刻进行计时，接收节点获取到该第一目标报文后继续将该第一目标报文传输至发送节点，发送节点在接收到该第一目标报文后结束计时，由此，根据发送时间和接收时间即可确定网络时延，避免传统通过基于TCP/IP协议栈重复多次发送数据包对网络时延进行测试带来的资源浪费，并提高了测试效率。

在具体实施中，当出现多个节点通信时通信链路的突然出现中断，且多次重发测试请求报文未能进行网络测试，为了避免陷入“无限等待”，在重新发送测试请求报文之前，先判断确定是否接收到对应的应答报文的次数是否达到预设次数，若达到预设次数，则确定网络测试存在故障，发送请求失败至客户端，提醒用户及时排除故障。

此外，各节点发送数据报文后，每个收到数据报文节点，都将返回给发送端一个“应答报文”，当发送端达到预设时长仍未收到应答报文，或者测试开始后，接收端达到预设时长未收到数据报文，则整个测试过程结束。

本申请实施例所提供的网络性能的测试方法，在重新发送测试请求报文之前，先判断确定是否接收到对应的应答报文的次数是否达到预设次数，若达到预设次数，则发送请求失败至客户端。由此，避免测试节点存在故障影响网络的测试效率。

图6为本申请实施例所提供的网络性能的测试的应用场景示意图，为了使本领域的技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面将结合图6对本申请的技术方案进行详细说明。如图6所示，在自组织网络中，用户需要对网络的性能进行测试时，预先指定了网络中的两个节点分别作为发送节点1和接收节点2，发送节点1和接收节点2通信连续上的其他节点作为中继节点3。需要注意的是，根据确定的发送节点1和接收节点2不通，中继节点3的数量也不同，此处以一个中继节点3为例进行说明。

由图6可知，网络的所有节点都具有信模式和测试模式两种模式，初始状态下，所有节点工作在通信模式。整个测试网络性能的过程，由发送节点1发起测试请求，发送节点1将测试请求报文依次通过应用层、链路层和物理层发送至中继节点3，处于通信模式的中继节点3，在应用层转发测试请求报文，接收节点2依次经由物理层、链路层、应用层解析到该测试请求报文，并将工作状态转换为测试模式。发送节点1直接或通过中继节点3向接收节点2发送测试测试结束报文，中继节点3接收到该请求报文后向接收节点2转发该测试结束报文，接收节点2接收到该测试结束报文后，由测试模式转换为通信模式。

本申请实施例所提供的网络性能的测试方法，基于各节点的节点协议栈和中继节点进行网络性能测试，无需TCP/IP协议栈支持，提升了测试的效率，为窄带自组网等非标准化通信波形提供了可靠的测试手段。

在上述实施例中，从发送节点侧的角度对网络性能的测试方法进行了详细描述，本申请还提供了从接收节点侧的角度对网络性能的测试方法对应的实施例。

应用于接收节点，该方法包括：在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式。其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点。通过目标路径接收发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的第一目标报文发送至发送节点以确定网络时延，和/或通过目标路径发送第二目标报文至发送节点以确定除网络时延外的其他性能指标。

本发明实施例所提供的网络性能的测试方法，应用于接收节点，在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式。其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为通过节点协议栈通信的路径，第二目标路径为通过节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点。通过目标路径接收发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的第一目标报文发送至发送节点以确定网络时延，和/或通过目标路径发送第二目标报文至发送节点以确定除网络时延外的其他性能指标。由此可见，本发明提供的技术方案，节点间通过节点协议栈或节点协议栈和中继节点构成的路径传输携带信息的报文以测试网络的性能，其中，中继节点为两节点通信链路上的其他节点。本申请的技术方案，无需搭建TCP等链路传输数据包对网络的性能进行测试，进而无需对TCP/IP协议栈进行维护，同时避免传统基于TCP/IP协议栈重复多次对网络性能进行测试带来的资源浪费，提高测试效率。

在上述实施例中，对于基于发送节点侧的网络性能的测试方法进行了详细描述，本申请还提供基于发送节点侧的网络性能的测试装置对应的实施例。

图7为本发明实施例所提供的基于发送节点侧的网络性能的测试装置的结构图，如图7所示，该装置包括：

第一发送模块10，用于通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启接收节点的测试模式；其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点；

接收模块11，用于在通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，通过目标路径接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延，和/或用于通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文以确定除网络时延外的其他性能指标。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本发明实施例所提供的网络性能的测试装置，应用于发送节点，包括：通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启接收节点的测试模式。其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点。在通过目标路径发送第一目标报文至接收节点后，通过目标路径接收接收节点发送的第一目标报文以确定网络时延，和/或通过目标路径接收接收节点发送的第二目标报文以确定除网络时延外的其他性能指标。由此可见，本发明提供的技术方案，两节点间不基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试，通过节点协议栈或节点协议栈和中继节点构成的目标路径进行报文传输，并通过对报文进行解包分析以确定网络性能，避免了基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试带来的资源浪费，此外，本发明提供的技术方案无需进行重复多次测试就能确定网络的性能，进而提高了网络性能的测试效率。

在上述实施例中，对于基于接收节点侧的网络性能的测试方法进行了详细描述，本申请还提供基于接收节点侧的网络性能的测试装置对应的实施例。

图8为本发明实施例所提供的基于接收节点侧的网络性能的测试装置的结构图，如图8所示，该装置包括：

开启模块12，用于在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式；其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，第二目标路径为发送节点和接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点；

第二发送模块13，用于通过目标路径接收发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的第一目标报文发送至发送节点以确定网络时延，和/或用于通过目标路径发送第二目标报文至发送节点以确定除网络时延外的其他性能指标。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本发明实施例所提供的网络性能的测试装置，应用于接收节点，在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式。其中，目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，第一目标路径为通过节点协议栈通信的路径，第二目标路径为通过节点协议栈和中继节点通信的路径，中继节点为发送节点和接收节点通信链路上的其他节点。通过目标路径接收发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的第一目标报文发送至发送节点以确定网络时延，和/或通过目标路径发送第二目标报文至发送节点以确定除网络时延外的其他性能指标。由此可见，本发明提供的技术方案，节点间通过节点协议栈或节点协议栈和中继节点构成的路径传输携带信息的报文以测试网络的性能，其中，中继节点为两节点通信链路上的其他节点。本申请的技术方案，无需搭建TCP等链路传输数据包对网络的性能进行测试，进而无需对TCP/IP协议栈进行维护，同时避免传统基于TCP/IP协议栈重复多次对网络性能进行测试带来的资源浪费，提高测试效率。

图9为本发明另一实施例提供的电子设备的结构图，如图9所示，电子设备包括：存储器20，用于存储计算机程序；

处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例所提到的网络性能的测试方法的步骤。

本实施例提供的电子设备可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器 (Digital Signal Processor，简称DSP)、现场可编程门阵列 (Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，简称PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器 (Central Processing Unit，简称CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以在集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，简称GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能 (Artificial Intelligence，简称AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的网络性能的测试方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于网络性能的测试方法中涉及的相关数据等。

在一些实施例中，电子设备还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。

本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的电子设备，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：网络性能的测试方法。

本发明实施例所提供的电子设备，两节点间不基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试，通过节点协议栈或节点协议栈和中继节点构成的目标路径进行报文传输，并通过对报文进行解包分析以确定网络性能，避免了基于TCP/IP协议栈对网络性能进行测试带来的资源浪费，此外，本发明提供的技术方案无需进行重复多次测试就能确定网络的性能，进而提高了网络性能的测试效率。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例（可以是接收节点侧对应的方法、也可以是发送节点侧对应的方法，还可以是接收节点和发送节点侧对应的方法）中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法以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，本申请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全部或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，执行本申请各个实施例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（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种网络性能的测试方法、装置、电子设备及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种网络性能的测试方法，其特征在于，应用于发送节点，包括：

通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启所述接收节点的测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延；

和/或通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

2.根据权利要求1所述的网络性能的测试方法，其特征在于，所述节点协议栈包括应用层、链路层和物理层，在所述通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启所述接收节点的测试模式之后还包括：

在发送所述测试请求报文预设时长后，确定是否接收到对应的应答报文，若接收到，则进入所述在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延，和/或通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标的步骤，若未接收到，则重新发送所述测试请求报文。

3.根据权利要求2所述的网络性能的测试方法，其特征在于，所述其他性能指标包括传输速率、抖动和丢失率，所述通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标包括：

对所述第二目标报文进行解包；

获取预设时间窗口内所述第二目标报文的报文字节总数以确定所述传输速率；

分别获取相邻所述第二目标报文间的传输时延以确定所述抖动；

获取实际发送报文数量和实际接收报文数量以确定所述丢失率。

4.根据权利要求2所述的网络性能的测试方法，其特征在于，所述在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延包括：

对所述第一目标报文进行解包；

确定发送所述第一目标报文的发送时间和接收所述接收节点发送的所述第一目标报文的接收时间；

根据所述发送时间和所述接收时间确定所述网络时延。

5.根据权利要求2所述的网络性能的测试方法，其特征在于，在所述重新发送所述测试请求报文之前还包括：

判断所述确定是否接收到对应的应答报文的次数是否达到预设次数，若达到预设次数，则发送请求失败至客户端。

6.一种网络性能的测试方法，其特征在于，应用于接收节点，包括：

在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

通过所述目标路径接收所述发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的所述第一目标报文发送至所述发送节点以确定网络时延；

和/或通过所述目标路径发送第二目标报文至所述发送节点以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

7.一种网络性能的测试装置，其特征在于，应用于发送节点，包括：

第一发送模块，用于通过目标路径发送测试请求报文至预先指定的接收节点，以便开启所述接收节点的测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

接收模块，用于在通过所述目标路径发送第一目标报文至所述接收节点后，通过所述目标路径接收所述接收节点发送的所述第一目标报文以确定网络时延，和/或用于通过所述目标路径接收所述接收节点发送的第二目标报文以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

8.一种网络性能的测试装置，其特征在于，应用于接收节点，包括：

开启模块，用于在通过目标路径接收到预先指定的发送节点发送的测试请求报文后，开启测试模式；其中，所述目标路径包括第一目标路径和第二目标路径，所述第一目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈通信的路径，所述第二目标路径为所述发送节点和所述接收节点通过各自节点协议栈和中继节点通信的路径，所述中继节点为所述发送节点和所述接收节点通信链路上的其他节点；

第二发送模块，用于通过所述目标路径接收所述发送节点发送的第一目标报文，以便于将接收到的所述第一目标报文发送至所述发送节点以确定网络时延，和/或用于通过所述目标路径发送第二目标报文至所述发送节点以确定除所述网络时延外的其他性能指标。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的网络性能的测试方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的网络性能的测试方法的步骤。

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