CN115086199A - 网络质量测试方法及装置、存储介质、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种网络质量测试方法及装置、存储介质、电子设备，涉及计算机网络技术领域，该方法包括：根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。本公开解决了现有技术中无法对多路径网络中具体每一个路径的网络质量进行检测的问题。
Description
技术领域
本公开实施例涉及计算机网络技术领域，具体而言，涉及一种网络质量测试方法、网络质量测试装置、计算机可读存储介质以及电子设备。
背景技术
现有层次化的冗余网络结构中，为了提高互联网的带宽和可靠性所采取的端口汇聚技术，虽然提高了数据传输效率，但同时也提高了网络质量故障的处理难度。
具体的，端口汇聚技术一般采用TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)服务和客户端配合，服务端将收到报文返回到客户端，由客户端根据发送包数和接受到包数比较数目来确定丢包率。
但是，对于目前的互联网来说，每个全业务路由器(SR，Service Router)或多业务边缘路路由器(MSE，Multi-Service Edge-router)均采用的是基于流负载均衡多链路网状互联，在极低丢包率的网络场景下客户端到服务器的来和回的路径不是相同的路由和路径的概率非常大，也即来和回的路径几乎不存在节点和链路均相同的情况。因此，无法确定丢包发生在哪一个路由节点，且无法确定路由节点多路径的具体路径，进而无法对具体路径的网络质量进行检测。
因此，需要提供一种新的网络质量测试方法及装置。
需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种网络质量测试方法、网络质量测试装置、计算机可读存储介质以及电子设备，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的无法对具体路径的网络质量进行检测的问题。
根据本公开的一个方面，提供一种网络质量测试方法，包括：
根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；
接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；
根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
在本公开的一种示例性实施例中，所述网络质量测试方法还包括：
根据所述测试源终端的源IP地址和已知变化的源端口、测试目标终端的目的IP地址和目的端口以及协议号生成动态的五元组，并根据所述动态的五元组生成UDP序列包；
向所述路由节点发送所述UDP序列包，并根据所述路由节点反馈的所述UDP序列包的编号与所述UDP序列包中所包括的源IP地址和源端口之间的对应关系，确定所述路由节点的跳数；
根据所述路由节点的跳数确定所述路由节点的顺序，并根据所述路由节点的顺序以及路由节点的跳数，生成所述测试路径，以根据所述测试路径生成路径拓扑图。
在本公开的一种示例性实施例中，向所述路由节点发送所述UDP序列包，包括：
根据所述测试源终端以及测试目标终端之间的往返时延，计算所述UDP序列包的发送周期；
间隔所述发送周期，向所述路由节点发送所述UDP序列包。
在本公开的一种示例性实施例中，所述网络质量测试方法还包括：
获取所述测试目标终端的DNS域名，并对所述DNS域名进行解析，得到所述目的IP地址。
在本公开的一种示例性实施例中，根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包，包括：
从所述路径拓扑图中获取所述测试源终端以及测试目标终端之间的多条测试路径，并确定各所述测试路径中所包括的路由节点的顺序；
基于预设的报文发送频率以及所述路由节点的顺序，向所述测试目标终端发送测试数据包。
在本公开的一种示例性实施例中，根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试，包括：
根据所述路由节点的顺序以及所述路由节点对所述数据包序列的响应时间，计算所述路由节点的时延参数；
根据所述路由节点的时延参数计算与所述路由节点对应的测试路径的时延参数，并根据所述测试路径的时延参数以及所述测试路径的丢包率，计算所述测试路径的网络质量。
在本公开的一种示例性实施例中，如果所述测试路径的丢包率小于第一预设阈值，且所述测试路径的时延参数小于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于稳定状态；
如果所述测试路径的丢包率大于等于第一预设阈值和/或所述测试路径的时延参数大于等于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于非稳定状态；
其中，所述网络质量测试方法还包括：
获取处于非稳定状态的测试路径中所包括的路由节点的丢包率以及时延参数，并对处于非稳定状态的测试路径的不稳定原因进行分析。
在本公开的一种示例性实施例中，所述网络质量测试方法还包括：
从处于稳定状态的测试路径中选取目标传输路径，并基于所述目标传输路径对待传输数据进行传输；
其中，所述待传输数据包括视频数据和/或音频数据。
根据本公开的一个方面，提供一种网络质量测试装置，包括：
测试数据包发送模块，用于根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；
节点丢包率计算模块，用于接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；
网络质量测试模块，用于根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
根据本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其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上述任意一项所述的网络质量测试方法。
根据本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的网络质量测试方法。
本公开实施例提供的网络质量测试方法，一方面，通过根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向测试目标终端发送测试数据包；然后接收测试路径中所包括的路由节点发送的与测试数据包对应的数据包序列，并根据数据包序列以及测试数据包的总数量，计算路由节点的丢包率；最后根据路由节点的丢包率计算与路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据测试路径的丢包率对测试路径的网络质量进行测试，由于可以根据路由节点发送的与测试数据包对应的数据包序列以及测试数据包的总数量计算路由节点的丢包率，进而解决了现有技术中无法确定丢包发生在哪一个路由节点的问题；另一方面，由于在发送测试数据包时，已经明确的知晓了每一条测试路径中所包括的路由节点的顺序以及路由节点的跳数，进而解决了现有技术中无法确定路由节点多路径的具体路径的问题；再一方面，由于可以根据各路由节点的丢包率计算测试路径的丢包率，进而根据测试路径的丢包率对该测试路径的网络质量进行测试，实现了对测试路径的网络质量的测试，进而解决了现有技术中无法对多路径网络中具体每一个路径的网络质量进行检测的问题。
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。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示意性示出根据本公开示例实施例的一种网络质量测试方法的流程图。
图2示意性示出根据本公开示例实施例的一种网络质量测试系统的框图。
图3示意性示出根据本公开示例实施例的一种测试路径的拓扑图的生成方法的流程图。
图4示意性示出根据本公开示例实施例的一种根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试的方法流程图。
图5示意性示出根据本公开示例实施例的另一种网络质量测试方法的流程图。
图6示意性示出根据本公开示例实施例的一种网络质量测试方法的应用场景的示例图。
图7示意性示出根据本公开示例实施例的一种网络质量测试装置的框图。
图8示意性示出根据本公开示例实施例的一种用于实现上述网络质量测试方法的电子设备。
图9示意性示出根据本公开示例实施例的一种用于对上述网络质量测试方法进行存储的计算机可读存储介质。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
现有层次化的冗余网络结构中，为了提高网状互联的带宽和可靠性所采取的端口汇聚技术，虽然提高了数据传输效率，但同时也提高了网络质量故障的处理难度。
一般采用TCP/UDP服务和客户端配合，服务端将收到报文返回到客户端，由客户端根据发送包数和接受到包数比较数目来确定丢包率。对于目前的互联网每个全业务路由器(SR，Service Router)或多业务边缘路路由器(MSE，Multi-Service Edge-router)均采用基于流负载均衡多链路网状互联的极低丢包率的网络场景下客户端到服务器的来和回的路径不是相同的路由和路径的概率非常大；也即几乎不存在节点和链路均相同的情况，首先无法确定丢包发生在哪一个路由节点更加无法确定路由节点多路径的具体路径；同时无法确定的是到底是发送时候丢包还是服务端返回时候的数据包丢失。
因此，需要一种方法在网状的结构多端口聚合的网络中，找到网络节点中的，某个物理端口的具体一个方向的物理链路引起的网络时延时或者丢包。
基于此，本示例实施方式中首先提供了一种网络质量检测方法，该方法可以运行于中心控制器，该中心控制器可以是终端设备、服务器、服务器集群或云服务器等；当然，本领域技术人员也可以根据需求在其他平台运行本公开的方法，本示例性实施例中对此不做特殊限定。参考图1所示，该网络质量检测方法可以包括以下步骤：
步骤S110.根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；
步骤S120.接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；
步骤S130.根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
上述网络质量检测方法中，一方面，通过根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向测试目标终端发送测试数据包；然后接收测试路径中所包括的路由节点发送的与测试数据包对应的数据包序列，并根据数据包序列以及测试数据包的总数量，计算路由节点的丢包率；最后根据路由节点的丢包率计算与路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据测试路径的丢包率对测试路径的网络质量进行测试，由于可以根据路由节点发送的与测试数据包对应的数据包序列以及测试数据包的总数量计算路由节点的丢包率，进而解决了现有技术中无法确定丢包发生在哪一个路由节点的问题；另一方面，由于在发送测试数据包时，已经明确的知晓了每一条测试路径中所包括的路由节点的顺序以及路由节点的跳数，进而解决了现有技术中无法确定路由节点多路径的具体路径的问题；再一方面，由于可以根据各路由节点的丢包率计算测试路径的丢包率，进而根据测试路径的丢包率对该测试路径的网络质量进行测试，实现了对测试路径的网络质量的测试，进而解决了现有技术中无法对多路径网络中具体每一个路径的网络质量进行检测的问题。
以下，将结合附图对本公开示例实施例网络质量检测方法进行详细的解释以及说明。
首先，本公开是采用了UDP服务端计算网络质量，使用已知的周期发送包和报文内的序列，按分钟计算网络丢包率；其能够明确知道不同传输方向网络质量结合利用采用固定接收端口目的IP和协议及源地址。采用已知变化的源端口使路由节点确定路径的五元组形成已知变量。固定周期进行发送探测性多路径网络质量达到实时监测或测试出确定路径和传输方向的网络质量。
其中，用户数据报协议(UDP)是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口。UDP协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。
由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复，这是通过使用UDP的“端口号”完成的。
同时，UDP协议使用IP层提供的服务把从应用层得到的数据从一台主机的某个应用程序传给网络上另一台主机上的某一个应用程序。并且，UDP传送数据前并不与对方建立连接，即UDP是无连接的，在传输数据前，发送方和接收方相互交换信息使双方同步。
在本公开的一种示例性的网络质量测试系统中：
参考图2所示，该网络质量测试系统可以包括测试源终端210、测试目标终端220、网关控制设备230以及路由设备240(也即本公开中所记载的路由节点，每一个路由设备可以被称为是一个路由节点)；其中，测试源终端以及测试目标终端分别通过以太网与网关控制设备连接，网关控制设备通过以太网与路由设备连接。
具体的，测试源终端以及测试目标终端均具备收发功能，在发送报文的一端被称为测试源终端，在接收报文的一端被称为测试目标终端，反之亦然。因此，为了便于解释以及说明，本公开仅对从上到下的单方向发送接收过程进行说明。
进一步的，测试源终端可以用于向测试目标终端发送包括固定接收端口、目的IP、协议以及源地址、源端口的报文包(UDP序列包)；其中，源端口可以采用已知变化的源端口，进而使路由节点(路由设备)确定路径的五元组；同时，由于源端口是已知变化的源端口，进而可以形成已知变量的五元组；并且，由于是已知变化的五元组，进而需要多个路由节点，也即该网络质量测试系统中可以包括路由设备1、路由设备2、路由设备3、……、以及路由设备n，具体n的数量可以根据实际需要进行确定，本示例对此不做特殊限定。
此处需要补充说明的是，由于所采用的协议为UDP协议，基于UDP协议的特殊性，在对UDP序列包的发送过程中，可以根据路由节点反馈的UDP序列包的编号与UDP序列包中所包括的源IP地址和源端口之间的对应关系，确定测试源终端以及测试目标终端之间的路由节点的跳数，进而确定对应的测试路径，便于在发送测试数据包时，可以确定每个路由节点所属的测试路径，进而根据各路由节点的丢包率完成对该测试路径的网络质量的测试。
在本公开的一种示例性的网络质量测试方法中：
在步骤S110中，根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包。
在本示例实施方式中，为了可以发送测试数据包，首先需要计算测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径。具体的，参考图3所示，该测试路径的路径拓扑图的生成方法可以包括：
在步骤S310中，根据所述测试源终端的源IP地址和已知变化的源端口、测试目标终端的目的IP地址和目的端口以及协议号生成动态的五元组，并根据所述动态的五元组生成UDP序列包。
在本示例实施例中，例如，源IP地址为：223.151.XX.X，已知变化的源端口可以包括20161、20162、20163等等，在此情况下，可以生成动态的五元组，进而使得测试源终端以及测试目标终端可以存在多条测试路径，进而便于对各条测试路径的网络质量进行检测。
在步骤S320中，向所述路由节点发送所述UDP序列包，并根据所述路由节点反馈的所述UDP序列包的编号与所述UDP序列包中所包括的源IP地址和源端口之间的对应关系，确定所述路由节点的跳数。
在本示例实施例中，首先，根据所述测试源终端以及测试目标终端之间的往返时延，计算所述UDP序列包的发送周期；其次，间隔所述发送周期，向所述路由节点发送所述UDP序列包；进一步的，根据所述路由节点反馈的所述UDP序列包的编号与所述UDP序列包中所包括的源IP地址和源端口之间的对应关系，确定所述路由节点的跳数。
具体的，为了避免由于UDP序列包的发送频率过高导致的各路由节点的负担过重，或者发送频率过低进而导致的测试效率较低的问题，可以先计算测试源终端以及测试目标终端之间的往返时延，其中，该往返时延可以是多次往返时延的平均值，也可以是某一次的往返时延，本示例对此不做特殊限制；然后，可以以该往返时延作为发送周期，也可以在该往返时延的基础上等比例扩大或者缩小一定的范围得到该发送周期，本示例对此不做特殊限制；进一步的，间隔该发送周期，向测试路径中的第一个路由节点发送该UDP序列包，再由第一个路由节点转发至第二路由节点等等，直至其达到测试目标终端所在的目的IP地址；进一步的，当各路由节点接收到UDP序列包以后，可以将首次接收到的该UDP序列包的编号反馈至测试源终端，进而使得测试源终端根据UDP序列包的编号与UDP序列包中所包括的源IP地址和源端口之间的对应关系，确定路由节点的跳数。
例如，在源IP地址为：223.151.XX.X、源端口为20162、目的IP地址为：124.228.X.XX、目的端口为4444的UDP序列包的发送过程中，其对应的第一个路由节点为222.241.XX.XXX，第二个路由节点为61.137.XX.XXX，第五个路由节点为124.228.X.XXX(目的IP地址)，也就是说，在该条路径中，其所对应的路由跳数为5。
此处需要补充说明的是，在生成五元组之前，如果测试目标终端的目的IP地址未知，则需要先获取所述测试目标终端的DNS域名，并对所述DNS域名进行解析，得到所述目的IP地址。其中，具体的DNS解析过程可以基于泛域名解析、智能域名解析、MX记录解析以及CNAME记录进行解析等等方式进行，此处不再赘述。
在步骤S330中，根据所述路由节点的跳数确定所述路由节点的顺序，并根据所述路由节点的顺序以及路由节点的跳数，生成所述测试路径，以根据所述测试路径生成路径拓扑图。
在本示例实施例中，由于源端口为已知变化的源端口，进而使得存在多条测试路径，最终所生成的测试路径拓扑图可以如下表1所示：
表1
其中，在表1中，第一列表示第一个路由节点，其他列依次为其他路由节点，并且，该为了对多路径进行表示，表1中详细的列出了各路由节点的IP地址，其只是为了起到示例性说明的作用，其并不代表真实存在的IP地址，不起到先执行的作用。
进一步的，在得到路径拓扑图以后，可以根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包，具体的可以包括：从所述路径拓扑图中获取所述测试源终端以及测试目标终端之间的多条测试路径，并确定各所述测试路径中所包括的路由节点的顺序；基于预设的报文发送频率以及所述路由节点的顺序，向所述测试目标终端发送测试数据包。
此处需要补充说明的是，由于在对测试数据包发送之前，已经确定了具体的测试路径以及该测试路径中所包括的路由节点以及路由节点的顺序，进而避免了由于无法确定丢包发生在哪一个路由节点更加无法确定路由节点多路径的具体路径的问题。
在步骤S120中，接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率。
在本示例实施例中，当各路由节点接收到数据包序列以后，可以向测试源终端反馈对应的数据包序列，以使得测试源终端可以计算各路由节点的丢包率，进而避免了无法确定丢包发生在哪一个路由节点的问题。
在步骤S130中，根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
在本示例实施例中，当得到各路由节点的丢包率以后，即可根据各路由节点的丢包率计算该测试路径的丢包率，具体的计算方法可以参考如下公式(1)所示：
其中，P为各测试路径的丢包率，m为该测试路径中所包括的路由节点的数量，pi为第i各路由节点的丢包率。基于此，即可根据各测试路径的丢包率对该测试路径的网络质量进行检测。
在本公开的一种示例实施方式中，为了可以进一步的测试路径的网络质量的检测结果的准确率，参考图4所示，根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试，还可以包括：
在步骤S410中，根据所述路由节点的顺序以及所述路由节点对所述数据包序列的响应时间，计算所述路由节点的时延参数。
在步骤S420中，根据所述路由节点的时延参数计算与所述路由节点对应的测试路径的时延参数，并根据所述测试路径的时延参数以及所述测试路径的丢包率，计算所述测试路径的网络质量。
详细来说，可以根据各测试路径中具有相同顺序(例如都是第一路由节点或者第二路由节点)的路由节点对数据包序列的响应时间，计算该路由节点的时延参数；然后，再基于该路由节点的时延参数计算测试路径的时延参数，具体计算方法可以参考如下公式(2)所示：
其中，T为测试路径的时延参数，m为该测试路径中所包括的路由节点的数量，ti为第i各路由节点的时延参数。
最后，再根据测试路径的时延参数以及测试路径的丢包率，计算测试路径的网络质量，具体计算方法可以如下公式(3)所示：
Q＝αP+βT；
其中，Q为各测试路径的质量，α以及β为权重系数，可以根据实际需要自行确定，且有：α+β＝1。
至此可以得知，如果所述测试路径的丢包率小于第一预设阈值，且所述测试路径的时延参数小于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于稳定状态；如果所述测试路径的丢包率大于等于第一预设阈值和/或所述测试路径的时延参数大于等于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于非稳定状态。当然，还可以获取处于非稳定状态的测试路径中所包括的路由节点的丢包率以及时延参数，并对处于非稳定状态的测试路径的不稳定原因进行分析。具体的，由于各路由节点的时延参数以及丢包率已知，进而可以直接对异常的路由节点进行定位，进而对具体的原因进行分析，可以提高分析效率以及分析结果的准确率。此处需要补充说明的是，可以间隔一个时间段计算一次测试路径的
此处需要进一步补充说明的是，通过引入时延参数，即可避免无法确定到底是发送时候丢包，还是服务端返回时候的丢包，进而无法对具体路径的网络质量进行检测的问题，具体原因为：虽然各路由节点存在时延参数，但是相较于往返时延参数来说，单一线路的时延参数要小很多，如果时延较大，即可确定其不属于同一线路。
在本公开的一些示例实施例中，当得到各测试路径的网络质量以后，可以从处于稳定状态的测试路径中选取目标传输路径，并基于所述目标传输路径对待传输数据进行传输；其中，所述待传输数据包括视频数据和/或音频数据。例如，可以从各测试路径中选取最优路径，实现视频播放，进而避免用户卡顿的问题，提高用户体验。
以下，结合图5对本公开网络质量检测方法进行进一步的解释以及说明。参考图5所示，该网络质量检测方法可以包括以下步骤：
步骤S510，下发控制报文；
步骤S520，固定一组五元组数据报文序列，以得到各测试路径中所包括的路由节点以及各路由节点的跳数；
步骤S530，计算各路由节点的丢包率；
步骤S540，间隔一分钟，计算各测试路径的丢包率。
本公开根据DNS业务的质量保障经验，对DNS域名解析业务质量的监测模型。建立了一套独创的贴近生产的网络转发质量评测方法，可以针对于所有以IP报头转发的业务网络。并且，本公开基于单向UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)收发的方式在接收端计数的方式结合基于TCP/IP协议族中的traceroute，在分组IP交换数据的网络设备场景下的逐流转发路径质量统计对比测试方法确定多个路径的具体单一路径的传输质量。进一步的，通过本公开所提供的网络质量检测方法，可以明确数据报文在多链路冗余网络环境下，固定数据单一转发路径；同时，在固定转发路径后，通过ICMP回应时延参数，可以明确不同路径的质量比对。
以下，在视频数据传输的场景下，对本公开的网络质量传输方法进行进一步的解释说明。参考图6所示，该视频传输场景可以包括IPTV(交互式网络电视)测试模块601、汇聚网设备(也即网关控制设备)602、路由设备240以及电视机603；其中，IPTV测试模块以及电视机通过以太网与汇聚网设备连接，汇聚网设备通过以太网与多个路由设备连接。
具体的，IPTV测试模块对IPTV测试模块与电视机之间的多条测试路径进行测试，得到一条最优路径，进而可以基于该最优路径对视频数据进行传输，进而避免由于丢包或者时延引起的视频卡顿的问题，提升了用户体验。
本公开还提供了一种网络质量测试装置。参考图7所示，该网络质量测试装置可以包括测试数据包发送模块710、节点丢包率计算模块720以及网络质量测试模块730。其中：
测试数据包发送模块710可以用于根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；
节点丢包率计算模块720可以用于接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；
网络质量测试模块730可以用于根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
在本公开的一种示例性实施例中，所述网络质量测试装置还包括：
序列包生成模块，可以用于根据所述测试源终端的源IP地址和已知变化的源端口、测试目标终端的目的IP地址和目的端口以及协议号生成动态的五元组，并根据所述动态的五元组生成UDP序列包；
节点跳数确定模块，可以用于向所述路由节点发送所述UDP序列包，并根据所述路由节点反馈的所述UDP序列包的编号与所述UDP序列包中所包括的源IP地址和源端口之间的对应关系，确定所述路由节点的跳数；
测试路径生成模块，可以用于根据所述路由节点的跳数确定所述路由节点的顺序，并根据所述路由节点的顺序以及路由节点的跳数，生成所述测试路径，以根据所述测试路径生成路径拓扑图。
在本公开的一种示例性实施例中，向所述路由节点发送所述UDP序列包，包括：
根据所述测试源终端以及测试目标终端之间的往返时延，计算所述UDP序列包的发送周期；
间隔所述发送周期，向所述路由节点发送所述UDP序列包。
在本公开的一种示例性实施例中，所述网络质量测试装置还包括：
DNS域名解析模块，可以用于获取所述测试目标终端的DNS域名，并对所述DNS域名进行解析，得到所述目的IP地址。
在本公开的一种示例性实施例中，根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包，包括：
从所述路径拓扑图中获取所述测试源终端以及测试目标终端之间的多条测试路径，并确定各所述测试路径中所包括的路由节点的顺序；
基于预设的报文发送频率以及所述路由节点的顺序，向所述测试目标终端发送测试数据包。
在本公开的一种示例性实施例中，根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试，包括：
根据所述路由节点的顺序以及所述路由节点对所述数据包序列的响应时间，计算所述路由节点的时延参数；
根据所述路由节点的时延参数计算与所述路由节点对应的测试路径的时延参数，并根据所述测试路径的时延参数以及所述测试路径的丢包率，计算所述测试路径的网络质量。
在本公开的一种示例性实施例中，如果所述测试路径的丢包率小于第一预设阈值，且所述测试路径的时延参数小于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于稳定状态；
如果所述测试路径的丢包率大于等于第一预设阈值和/或所述测试路径的时延参数大于等于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于非稳定状态；
其中，所述网络质量测试装置还包括：
不稳定原因分析模块，可以用于获取处于非稳定状态的测试路径中所包括的路由节点的丢包率以及时延参数，并对处于非稳定状态的测试路径的不稳定原因进行分析。
在本公开的一种示例性实施例中，所述网络质量测试装置还包括：
数据传输模块，可以用于从处于稳定状态的测试路径中选取目标传输路径，并基于所述目标传输路径对待传输数据进行传输；
其中，所述待传输数据包括视频数据和/或音频数据。
上述网络质量测试装置中各模块的具体细节已经在对应的网络质量测试方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。
所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图8来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备800。图8显示的电子设备800仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，电子设备800以通用计算设备的形式表现。电子设备800的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元810、上述至少一个存储单元820、连接不同系统组件(包括存储单元820和处理单元810)的总线830以及显示单元840。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元810执行，使得所述处理单元810执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元810可以执行如图1中所示的步骤S110：根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；步骤S120：接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；步骤S130：根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
存储单元820可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)8201和/或高速缓存存储单元8202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)8203。
存储单元820还可以包括具有一组(至少一个)程序模块8205的程序/实用工具8204，这样的程序模块8205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线830可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备800也可以与一个或多个外部设备900(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备800交互的设备通信，和/或与使得该电子设备800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口850进行。并且，电子设备800还可以通过网络适配器880与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器880通过总线830与电子设备800的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备800使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。
参考图9所示，描述了根据本公开的实施方式的用于实现上述方法的程序产品910，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请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发明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权利要求指出。
Claims (11)
1.一种网络质量测试方法，其特征在于，包括：
根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；
接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；
根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
2.根据权利要求1所述的网络质量测试方法，其特征在于，所述网络质量测试方法还包括：
根据所述测试源终端的源IP地址和已知变化的源端口、测试目标终端的目的IP地址和目的端口以及协议号生成动态的五元组，并根据所述动态的五元组生成UDP序列包；
向所述路由节点发送所述UDP序列包，并根据所述路由节点反馈的所述UDP序列包的编号与所述UDP序列包中所包括的源IP地址和源端口之间的对应关系，确定所述路由节点的跳数；
根据所述路由节点的跳数确定所述路由节点的顺序，并根据所述路由节点的顺序以及路由节点的跳数，生成所述测试路径，以根据所述测试路径生成路径拓扑图。
3.根据权利要求2所述的网络质量测试方法，其特征在于，向所述路由节点发送所述UDP序列包，包括：
根据所述测试源终端以及测试目标终端之间的往返时延，计算所述UDP序列包的发送周期；
间隔所述发送周期，向所述路由节点发送所述UDP序列包。
4.根据权利要求2所述的网络质量测试方法，其特征在于，所述网络质量测试方法还包括：
获取所述测试目标终端的DNS域名，并对所述DNS域名进行解析，得到所述目的IP地址。
5.根据权利要求2所述的网络质量测试方法，其特征在于，根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包，包括：
从所述路径拓扑图中获取所述测试源终端以及测试目标终端之间的多条测试路径，并确定各所述测试路径中所包括的路由节点的顺序；
基于预设的报文发送频率以及所述路由节点的顺序，向所述测试目标终端发送测试数据包。
6.根据权利要求5所述的网络质量测试方法，其特征在于，根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试，包括：
根据所述路由节点的顺序以及所述路由节点对所述数据包序列的响应时间，计算所述路由节点的时延参数；
根据所述路由节点的时延参数计算与所述路由节点对应的测试路径的时延参数，并根据所述测试路径的时延参数以及所述测试路径的丢包率，计算所述测试路径的网络质量。
7.根据权利要求6所述的网络质量测试方法，其特征在于，如果所述测试路径的丢包率小于第一预设阈值，且所述测试路径的时延参数小于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于稳定状态；
如果所述测试路径的丢包率大于等于第一预设阈值和/或所述测试路径的时延参数大于等于第二预设阈值，则确定所述测试路径的网络质量处于非稳定状态；
其中，所述网络质量测试方法还包括：
获取处于非稳定状态的测试路径中所包括的路由节点的丢包率以及时延参数，并对处于非稳定状态的测试路径的不稳定原因进行分析。
8.根据权利要求7所述的网络质量测试方法，其特征在于，所述网络质量测试方法还包括：
从处于稳定状态的测试路径中选取目标传输路径，并基于所述目标传输路径对待传输数据进行传输；
其中，所述待传输数据包括视频数据和/或音频数据。
9.一种网络质量测试装置，其特征在于，包括：
测试数据包发送模块，用于根据测试源终端以及测试目标终端之间的网络路径，向所述测试目标终端发送测试数据包；
节点丢包率计算模块，用于接收所述测试路径中所包括的路由节点发送的与所述测试数据包对应的数据包序列，并根据所述数据包序列以及所述测试数据包的总数量，计算所述路由节点的丢包率；
网络质量测试模块，用于根据所述路由节点的丢包率计算与所述路由节点对应的测试路径的丢包率，并根据所述测试路径的丢包率对所述测试路径的网络质量进行测试。
10.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的网络质量测试方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-8任一项所述的网络质量测试方法。
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