CN1881909A - 通过主动式测量和被动式测量共同采集ip网络性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法。该方法的步骤如下：1.按照预先设定的采样时间间隔，启动定时器，通过被动测量方法，采集一次用户网络出口节点上的网络设备的IP网络性能；2.收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果，并计算吞吐量；3.根据吞吐量，设置主动测量的测试参数；4.启动主动测量和被动测量；5.收集通过主动测量得到的端到端网络链路的IP网络性能信息；6.收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果；7.储存所有的测量结果。本发明解决了背景技术中的主动测量在测试时增加的网络负担技术问题，同时也可弥补被动测量的不足，能够测量网络端到端的性能以及网络的最大负载情况。
Description
一、技术领域
本发明涉及IP网络通信技术领域，尤其涉及通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法。
二、背景技术
当前互联网承载了越来越多的重要应用，网络结构也日益复杂。对IP网络性能的测量是对整个网络行为特征进行深入了解、分析发现网络性能瓶颈、优化网络资源配置、加强网络管理、提升网络性能的重要手段。
目前对IP网络性能测量的方式主要有两种：主动测量和被动测量。
主动测量是通过网络性能测试工具完成的测试，主动测量的结果一般包括：吞吐量、响应时间、抖动、IP包传输时延、IP包丢失率等。其测量步骤如下：1、设置测试参数，如被测端点、参考端点、发送速率、测试包大小、测试使用协议类型等；2、启动测试，由网络性能测试工具按照步骤1中设置的测试参数，向网络中注入数据包测试网络性能。由于主动测量是在网络中注入测试包来测试网络特性，测试时，需要在网络中设置一个参考节点，由网络性能测试工具测试网络一个节点到参考端点之间的网络链路的IP网络性能，因此其优点是对测量过程的可控性比较高，灵活、机动，易于进行端到端的IP网络性能测量；但其缺点也非常明显：注入的测量流量会改变网络本身的运行情况，使得测量的结果与实际情况存在偏差，而且测量流量还会增加网络负担。
被动测量目前被绝大部分网络设备所支持，如路由器、交换机以及Window NT、Unix、Linux等操作系统。通过SNMP，即可取得这些设备的测量结果。被动测量的结果一般包括：IP包丢失率、IP包误差率和吞吐量等。其测量方法是：通过网络中选定的节点设备，按指定的时间间隔，收集流经该节点设备的网络业务流，进行分析、提取业务特征，获得IP网络性能数据。被动测量的优点在于它只是对网络节点设备进行观测，所以理论上它不产生多余流量，不会增加网络负担；其缺点在于被动测量只能统计某一网络设备上的流量情况。很难对网络端到端的性能进行测量，同时也无法测量网络的最大负载情况。
三、发明内容
本发明为解决背景技术中的主动测量和被动测量存在的上述技术问题，而提供一种通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法。其可以减轻由于主动测量在测试时增加的网络负担，同时也可以弥补被动测量的不足，能够测量网络端到端的性能，并可以测量网络的最大负载情况。
本发明的技术解决方案是：本发明为一种通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法，其特殊之处在于：该方法依次包括以下步骤：
1)按照预先设定的采样时间间隔，启动定时器，通过被动测量方法，采集一次用户网络出口节点上的网络设备的IP网络性能；
2)收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果，并计算吞吐量；
3)根据步骤2)中得到的吞吐量，设置主动测量的测试参数；
4)启动主动测量，对步骤3)中设定的用户网络出口节点到参考节点之间的网络链路的IP网络性能进行测量，同时启动被动测量，对用户网络出口节点进行测量；
5)收集通过主动测量得到的端到端网络链路的IP网络性能信息；
6)收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果；
7)储存所有的测量结果。
上述步骤3)中的测试参数包括参考节点、用户网络出口节点、发送速率、测试包大小和测试时使用的协议类型。
上述步骤3中调节发送速率S的计算公式为：
S＝(U-T)×M(0＜M＜1)
其中：U为瓶颈带宽，T为实际吞吐量，M为发送速率调节系数。
上述步骤5)中主动测量收集到的IP网络性能信息包括：吞吐量、响应时间、抖动、IP包传输时延和IP包丢失率。
上述步骤6)中被动测量收集到的测量结果包括：IP包丢失率、IP包误差率和吞吐量。
本发明的测量方法由于调节了主动测量的发送速率，使主动测量向网络中注入的数据流量不会超过可用带宽，不会占用网络中已使用的带宽，从而减少了主动测量对网络的负担；同时由于在被动测量过程中增加了主动测量，网络中有了端到端的数据流量，被动测量就可以测量到端到端的数据流量，并且，由于测试时产生的流量接近测试前的可用带宽，而可用带宽加上实际吞吐量等于瓶颈带宽，所以被动测量可以测得网络能够承受的最大流量，即最大负载。
四、附图说明
图1为本发明的方法拓扑图。
五、具体实施方式
参见图1，本发明的方法具体流程如下：
1)按照预先设定的采样时间间隔，启动定时器，通过被动测量方法，采集一次用户网络出口节点上的网络设备的IP网络性能；
2)收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果，并计算吞吐量；
3)根据步骤2)得到的吞吐量，设置主动测量的测试参数，该测试参数包括参考节点、用户网络出口节点、发送速率、测试包大小和测试时使用的协议类型等，其主要是通过调节发送速率来降低主动测量时对网络的负担，调节发送速率S的计算公式为：
S＝(U-T)×M(0＜M＜1)
其中，U为瓶颈带宽，T为实际吞吐量，M为发送速率调节系数；
4)启动主动测量，对步骤3)中设定的用户网络出口节点到参考节点之间的网络链路的IP网络性能进行测量，同时启动被动测量，对用户网络出口节点进行测量；
5)收集通过主动测量得到的端到端网络链路的IP网络性能信息，该IP网络性能信息包括吞吐量、响应时间、抖动、IP包传输时延和IP包丢失率等；
6)收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果，该测量结果包括：IP包丢失率、IP包误差率和吞吐量；
7)存储所有的测量结果。名词解释：
1、IP包丢失率：是指在两个参考点间传输时丢失的IP包数与已发送的IP包总数的比值。
2、IP包误差率：IP包误差率是指在两个参考点间传输时错误IP包数与已发送的IP包总数的比值。
3、IP包传输时延：IP包传输时延定义为穿过一个或多个网络段，传送IP包所经历的时间(不考虑传送成功与否)。
4、SNMP，Simple Network Management Protocol：简单网络管理协议，它是一个标准的用于管理IP网络节点的协议。
5、吞吐量：是指单位时间内成功通过网络节点的数据包数量。
6、响应时间：指从一个网络节点发出一个请求到接收到一个响应所需的时间。
7、抖动：在一段较短的测量时间间隔内，最大IP包传输时延与最小IP包传输时延的差值。
8、瓶颈带宽：是指当一条路径(通路)中没有其它背景流量时，网络能够提供的最大的吞吐量。
9、可用带宽：是指在网络路径(通路)存在背景流量的情况下，能够提供给某个业务的最大吞吐量。
Claims (5)
1、一种通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法，其特征在于：该方法依次包括以下步骤：
1)按照预先设定的采样时间间隔，启动定时器，通过被动测量方法，采集一次用户网络出口节点上的网络设备的IP网络性能；
2)收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果，并计算吞吐量；
3)根据步骤2)得到的吞吐量，设置主动测量的测试参数；
4)启动主动测量，对步骤3)中设定的用户网络出口节点到参考节点之间的网络链路的IP网络性能进行测量，同时启动被动测量，对用户网络出口节点进行测量；
5)收集通过主动测量得到的端到端网络链路的IP网络性能信息；
6)收集通过被动测量得到的用户网络出口节点的测量结果；
7)储存所有的测量结果。
2、根据权利要求1所述的通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法，其特征在于：所述步骤3)中的测试参数包括参考节点、用户网络出口节点、发送速率、测试包大小和测试时使用的协议类型。
3、根据权利要求2所述的通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法，其特征在于：所述步骤3中调节发送速率S的计算公式为：
S＝(U-T)×M(0＜M＜1)
其中：U为瓶颈带宽，T为实际吞吐量，M为发送速率调节系数。
4、根据权利要求1或2或3所述的通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法，其特征在于：所述步骤5)中收集到的IP网络性能信息包括：吞吐量、响应时间、抖动、IP包传输时延和IP包丢失率。
5、根据权利要求1或2或3所述的通过主动式测量和被动式测量共同采集IP网络性能的方法，其特征在于：所述步骤6)中收集到的测量结果包括：IP包丢失率、IP包误差率和吞吐量。
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