CN1988468A - 监测网元间网络性能的方法、设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在IP网络中监测网元间网络性能的方法、设备及系统,所述方法包括以下步骤:网管设备向本端网元下发对端网元与其多个IP地址之间的对应关系;根据所述对应关系,本端网元利用RTCP协议分别计算本端IP地址与对端多个IP地址之间的性能参数;本端网元对计算的多个性能参数进行统计;本端网元向网管设备上报统计后的性能参数。本发明实现了每两个媒体网关间IP服务质量和RTP流带宽的有效测量,节省了性能测试的消息带宽并降低了网管设备处理负荷。
Description
技术领域
本发明涉及监测网络性能的方法、设备及系统,特别地,涉及在IP网络中监测网元间网络性能的方法、设备及系统。
背景技术
将语音转换成IP传输的网络大大节省了传输带宽和建设时间,目前,下一代网络(NGN)和包含R4建构的WCDMA核心网正在世界范围内蓬勃建设。但由于IP网络的特殊性,时延、抖动、丢包经常发生,对语音质量造成较大的影响。如何监控大型的下一代网络端到端服务质量(QoS)和RTP(实时传输协议)流带宽,已成为下一代网络中重要技术研究问题。
参照图1,图1是现有技术中IP网络系统拓扑结构示意图。按照RTCP(实时传输控制协议)/RTP协议规定的IP服务质量统计方法,在媒体网关(MGW)上可统计出到对端IP地址的语音IP服务质量值,利用RTP流可统计两个媒体网关之间的带宽。
在中型或大型的下一代网络中,一个媒体网关处理的语音流带宽可能大于1个GE。这时,需要在媒体网关上配置多个GE或FE端口,每个端口需要配置一个IP地址,则其他任意一个媒体网关到该媒体网关之间存在多个IP通道。由于媒体网关只知道自己的IP地址,没有局向即到另外一个媒体网关方向的概念,按照RTCP/RTP协议的IP服务质量统计方法,媒体网关将分别统计到每一个对端IP地址的QoS值,这样就造成到一个局向上多个IP地址的IP服务质量重复统计、RTP流统计分离,须上报大量的统计报文,占用了OMC管理通道的带宽及加大了网管设备处理负荷。
例如,在有十五个媒体网关的中型下一代网络中,每个媒体网关配置两个IP地址。在一个统计周期内,每个媒体网关须上报2×(14×2)=56个报文,则十五个媒体网关共上报15×56=840个报文。
而一个大型下一代网络中,可能配置有一百个媒体网关,每个媒体网关可配置不只一个IP地址。那么,这种统计方法所导致的统计报文将成几何级增长,使网络带宽和网管设备都不堪重负,且统计报文不能清晰地表达出两个媒体网关之间IP服务质量的历史情况和带宽。
发明内容
针对上述缺陷,本发明的目的在于,在诸如大型下一代网络或者R4架构的无线核心网之类的IP网络中,解决每两个网元间包括IP服务质量、RTP流带宽等性能在内的网络性能测量的问题。
根据本发明的第一方面,提供一种在IP网络中监测网元间网络性能的方法,包括以下步骤:网管设备向本端网元下发对端网元与其多个IP地址之间的对应关系;根据所述对应关系,本端网元利用RTCP协议分别计算本端IP地址与对端多个IP地址之间的性能参数;本端网元对计算的多个性能参数进行统计;本端网元向网管设备上报统计后的性能参数。
在第一方面中,优选地,所述性能参数包括服务质量参数,所述统计步骤包括本端网元确定计算的多个服务质量参数中最大值、最小值的步骤。
优选地,所述性能参数包括服务质量参数,所述下发步骤还包括网管设备向本端网元下发服务质量参数阈值的步骤,所述统计步骤包括本端网元统计多个服务质量参数超过所述阈值的时长的步骤。
优选地,所述服务质量参数包括时延、抖动时间和丢包率中的一个或多个。
优选地,所述性能参数包括带宽参数,所述统计步骤包括本端网元确定计算的多个带宽参数的总和的步骤。更为优选地,所述带宽参数包括收方向带宽参数和发方向带宽参数。
优选地,所述IP网络包括下一代网络。
优选地,所述网元包括媒体网关。
根据第二方面,提供一种IP网络中的网元,其与网管设备及对端网元相连,所述网元包括:接收装置,用于接收网管设备下发的对端网元与其多个IP地址之间的对应关系;性能参数计算装置,用于根据所述对应关系,利用RTCP协议分别计算本端IP地址与对端多个IP地址之间的性能参数;性能参数统计装置,用于对计算的多个性能参数进行统计;发送装置,用于向网管设备上报统计后的性能参数。
在第二方面中,优选地,所述性能参数包括服务质量参数,所述性能参数统计装置包括确定计算的多个服务质量参数中最大值、最小值的装置。
优选地,所述性能参数包括服务质量参数,所述接收装置还包括接收网管设备下发的服务质量参数阈值的装置,所述性能参数统计装置包括统计多个服务质量参数超过所述阈值的时长的装置。
优选地,所述服务质量参数包括时延、抖动时间和丢包率中的一个或多个。
优选地,所述性能参数包括带宽参数,所述性能参数统计装置包括确定计算的多个带宽参数的总和的装置。
优选地,所述网元包括媒体网关。
根据第三方面,提供一种IP网络系统,包括网管设备,其特征在于,还包括如第二方面所述的网元。
在第三方面中,优选地,所述IP网络系统包括下一代网络系统。
根据本发明,在网管设备和媒体网关的配合下,实现了IP网络中每两个媒体网关间IP服务质量、RTP流带宽等网络性能的有效测量,从而极大地节省了性能测试的消息带宽并降低了网管设备处理负荷,且能清晰地表达每两个媒体网关间IP服务质量的历史情况,为IP网络优化提供了依据。
附图说明
为更好地理解本发明,下面仅以实施例的方式结合附图对本发明作进一步说明,其中:
图1是现有技术中IP网络系统拓扑结构示意图;
图2是本发明的在IP网络中监测网元间网络性能的流程图。
具体实施方式
参照图2,图2是本发明的在IP网络中监测网元间网络性能的流程图。在IP网络如下一代网络中,网管设备向各个网元如媒体网关下发消息要求反馈RTP端口的IP地址,网元反馈自己配置的相应端口IP地址,网管设备建立局向和网元RTP端口IP地址之间的对应关系。在步骤S11,网管设备向本端媒体网关下发对端媒体网关与其IP地址组之间的对应关系,并创建网络性能统计任务。使用命令创建统计任务的示例如下:
CRE IPQOSTSK:TSKN=″北京-广州″
MU=IPQOSMEASURE,SPD=1,SP1S=00&00,SP1E=00&00,PRD=M1,LIP=″10.10.214.26″,
RIP=″10.10.118.58:10.10.118.59:10.10.118.60:10.10.118.61&10.11.211.30:10.11.211.31:10.11.211.32:10.11.211.33&10.12.10.8″,
ITMID=REVRTPPACKETS&SENDRTPPACKETS&REVRTPBYTES&SENDRTPBYTES&L
REVRTPPACKETS&MAXLRATE&MAXLRATESIP&MAXLRATEDIP&MINLRATE&MINLR
ATESIP&MINLRATEDIP&MAXDE
LAYJITTER&MAXDELAYJITTERSIP&MAXDELAYJITTERDIP&MINDELAYJITTER&
MINDELAYJITTERSIP&MINDELAYJITTERDIP&MAXCIRCLEDELAY&MAXCIRCLED
ELAYSIP&MAXCIRCLEDELAYLI
P&MINCIRCLEDELAY&MINCIRCLEDELAYSIP&MINCIRCLEDELAYLIP&RECVRTPB
AND&SENTRTPBAND&LOSTRATEEXCEEDTHRD&DELAYJITTEREXCEEDTHRD&CIRC
LEDELAYEXCEEDTHRD;
其中TSKN表示任务名称,MU表示测量单元,参数值″IPQOSMEASURE″表示统计IPQOS值;SPD=1,SP1S=00&00,SP1E=00&00,PRD=M1表示任务每天周期执行,统计周期为1分钟(PRD=M1),统计时间是从00:00到第二天00:00;LIP表示本端媒体网关的IP地址,该例中为10.10.214.26;RIP表示对端媒体网关的IP地址,该例中包含3个对端媒体网关局点,每个局点有若干个IP地址,如对端局点1有4个IP地址,分别为10.10.118.58、10.10.118.59、10.10.118.60及10.10.118.61。
ITMID表示统计指标,各统计指标含义如下:
REVRTPPACKETS 接收RTP包总数
SENDRTPPACKETS 发送RTP包总数
REVRTPBYTES 接收RTP字节总数(K字节)
SENDRTPBYTES 发送RTP字节总数(K字节)
LREVRTPPACKETS 接收RTP包丢失总数
MAXLRATE 本端统计最大丢包率(%)
MAXLRATESIP 最大丢包率的近端IP地址
MAXLRATEDIP 最大丢包率的远端IP地址
MINLRATE 本端统计最小丢包率(%)
MINLRATESIP 最小丢包率的近端IP地址
MINLRATEDIP 最小丢包率的远端IP地址
MAXDELAYJITTER 本端统计时延抖动最大值(毫秒)
MAXDELAYJITTERSIP 时延抖动最大值的近端IP地址
MAXDELAYJITTERDIP 时延抖动最大值的远端IP地址
MINDELAYJITTER 本端统计时延抖动最小值(毫秒)
MINDELAYJITTERSIP 时延抖动最小值的近端IP地址
MINDELAYJITTERDIP 时延抖动最小值的远端IP地址
MAXCIRCLEDELAY 本端统计最大环路时延(毫秒)
MAXCIRCLEDELAYSI P 最大环路时延的近端IP地址
MAXCIRCLEDELAYLIP 最大环路时延的远端IP地址
MINCIRCLEDELAY 本端统计最小环路时延(毫秒)
MINCIRCLEDELAYSIP 最小环路时延的近端IP地址
MINCIRCLEDELAYLIP 最小环路时延的远端IP地址
RECVRTPBAND 收方向RTP流量带宽(K字节/秒)
SENTRTPBAND 发方向RTP流量带宽(K字节/秒)
LOSTRATEEXCEEDTHRD 丢包率超过阈值的时长(秒)
DELAYJITTEREXCEEDTHRD 时延抖动超过阈值的时长(秒)
CIRCLEDELAYEXCEEDTHRD 环路时延超过阈值的时长(秒)
这里以本端一个IP地址到对端多个IP地址为例,描述两个媒体网关之间网络性能监测的过程。对于本端多个IP地址的情况,可分别重复该过程。如果不指定本端IP,则表明是统计本端所有IP和对端的QoS值和流量。
特别地,网管设备可通过命令下发设定服务质量参数的阈值,如设定时延、抖动和丢包率的阈值,例如,设定抖动阈值30ms,时延阈值100ms,丢包率0.01%:
SET IPQOSTHD:TSKN=″北京-广州″,MU=IPQOSMEASURE,JITTERTHRD=30,DELAYTHRD=100,LOSTTHRD=0.01。
在步骤S12,根据下发的对端媒体网关与其IP地址组之间的对应关系,本端媒体网关可创建自身的统计任务,利用RTCP协议计算本端IP地址和对端多个IP地址之间的性能参数,如服务质量参数及RTP流带宽参数。特别地,服务质量参数包括时延、抖动时间和丢包率中的一个或多个,带宽参数包括收方向带宽参数和发方向带宽参数。
在步骤S13,根据网管设备下发的对端媒体网关与其多个IP地址的对应关系,本端媒体网关对计算的多个性能参数进行统计。本端媒体网关汇总所有接口板上报的统计数据,在每两个IP对之间计算数据中统计出到对端媒体网关的服务质量参数以及RTP流带宽参数。
对于服务质量参数,可统计出每个局向的多个服务质量参数中的最大值、最小值,如最大/最小时延值、最大/最小抖动值和最大最小丢包率值。例如,确定最大时延值的过程如下:本端媒体网关周期性采样当前时刻的每个IP地址对的时延值,以每个RTCP测量周期采样为例,以本次的RTCP时延值(Qa)与目前为止最大的时延值(Qmax)比较,如果Qa>Qmax,则更新Qmax的值为Qa,同时记录对应的本端IP地址与对端IP地址。一个统计周期内每个RTCP测量周期都执行该步骤,最终得到的Qmax就是所有IP地址对中最大的时延值。又如,确定最小时延值的过程为:以本次RTCP测量周期的IP QOS值(Qa)与目前为止最小的时延值(Qmin)比较,如果Qa<Qmin,则更新Qmin的值为Qa,同时记录对应的本端IP地址与对端IP地址。一个统计周期内每个RTCP测量周期都执行该步骤,最终得到的Qmin就是所有IP地址对中最小的时延值。
对于RTP流带宽参数,本端网元可对利用RTCP协议计算的多个带宽参数求和。优选地,带宽参数包括收方向流量带宽和发方向流量带宽,可分别对收方向流量带宽和发方向流量带宽进行求和,以确定多个RTP流带宽参数的总和。
同时,根据前述网管设备下发命令设定的时延、抖动和丢包率的阈值,本端媒体网关可监测接口板每个RTCP测量周期上报的统计数据,计算统计周期内局向之间时延、抖动和丢包率超过阈值的时长。例如,所设置的时延阈值是100ms,统计时延值超过阈值的时长的具体过程为:本端媒体网关周期性采样当前时刻的每个IP地址对的时延值,这个采样周期和RTCP测量周期相同,以每次RTCP采样为例,如果多个IP地址对中的某个IP地址对当前RTCP测量周期的时延超过了100ms,则时延值超过阈值的时长要累加RTCP的测量周期时间。如5分钟即300秒的统计周期内,每次采样并比较一次,结果发现有2个RTCP测量周期的时延值超过了阈值,则该统计周期内时延值超过阈值的时长就是2×RTCP测量周期。
最后,在步骤S14,本端媒体网关向网管设备上报到对端媒体网关的统计后的性能参数,包括最大/最小时延值、最大/最小抖动值和最大最小丢包率值,收方向RTP流量总带宽、发方向RTP流量总带宽,以及时延、抖动和丢包率超过阈值的时长等参数。上报的报文示例如下:
任务名称=北京-广州
测量单元名称=IP QoS测试
统计周期=1分钟
结果序号=14
结果是否可靠=TRUE
对象实例=对象名称=IP地址 LIP=10.10.214.26 RIP=10.10.118.58:10.10.118.59:10.10.118.60:10.10.118.61对象参数
=10.10.214.26&10.10.118.58:10.10.118.59:10.10.118.60:10.10.118.61
结果产生时间=2005-09-30 10:00:00
接收RTP包总数=7001000
发送RTP包总数=7001020
接收RTP字节总数(K字节)=1400200
发送RTP字节总数(K字节)=1400204
接收RTP包丢失总数=0
本端统计最大丢包率(%)=0
最大丢包率的近端IP地址=0.0.0.0
最大丢包率的远端IP地址=0.0.0.0
本端统计最小丢包率(%)=0
最小丢包率的近端IP地址=0.0.0.0
最小丢包率的远端IP地址=0.0.0.0
本端统计时延抖动最大值(毫秒)=100
时延抖动最大值的近端IP地址=10.10.214.26
时延抖动最大值的远端IP地址=59:10.10.118.60
本端统计时延抖动最小值(毫秒)=10
时延抖动最小值的近端IP地址=10.10.214.26
时延抖动最小值的远端IP地址=10.10.214.26
本端统计最大环路时延(毫秒)=80
最大环路时延的近端IP地址=10.10.214.26
最大环路时延的远端IP地址=10.10.118.61
本端统计最小环路时延(毫秒)=10
最小环路时延的近端IP地址=10.10.214.26
最小环路时延的远端IP地址=10.10.118.58
收方向RTP流量带宽(K字节/秒)=23336.667
发方向RTP流量带宽(K字节/秒)=23336.667
丢包率超过阈值的时长(秒)=0
时延抖动超过阈值的时长(秒)=10
环路时延超过阈值的时长(秒)=10
前文以用于下一代网络中的媒体网关为例,对本发明作了说明性的描述。除此之外,本发明还可用于任何IP网络中的除媒体网关以外的其他网元,这对本领域技术人员来讲是易于理解的。
显而易见,在此描述的本发明可以有许多变化,这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。因此,所有对本领域技术人员显而易见的改变,都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。
Claims (16)
1、一种在IP网络中监测网元间网络性能的方法,包括以下步骤:
网管设备向本端网元下发对端网元与其多个IP地址之间的对应关系;
根据所述对应关系,本端网元利用RTCP协议分别计算本端IP地址与对端多个IP地址之间的性能参数;
本端网元对计算的多个性能参数进行统计;
本端网元向网管设备上报统计后的性能参数。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述性能参数包括服务质量参数,所述统计步骤包括本端网元确定计算的多个服务质量参数中最大值、最小值的步骤。
3、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述性能参数包括服务质量参数,所述下发步骤还包括网管设备向本端网元下发服务质量参数阈值的步骤,所述统计步骤包括本端网元统计多个服务质量参数超过所述阈值的时长的步骤。
4、如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述服务质量参数包括时延、抖动时间和丢包率中的一个或多个。
5、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述性能参数包括带宽参数,所述统计步骤包括本端网元确定计算的多个带宽参数的总和的步骤。
6、如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述带宽参数包括收方向带宽参数和发方向带宽参数。
7、如权利要求1至3、5、6中任一项所述的方法,其特征在于,所述IP网络包括下一代网络。
8、如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述网元包括媒体网关。
9、一种IP网络中的网元,其与网管设备及对端网元相连,所述网元包括:
接收装置,用于接收网管设备下发的对端网元与其多个IP地址之间的对应关系;
性能参数计算装置,用于根据所述对应关系,利用RTCP协议分别计算本端IP地址与对端多个IP地址之间的性能参数;
性能参数统计装置,用于对计算的多个性能参数进行统计;
发送装置,用于向网管设备上报统计后的性能参数。
10、如权利要求9所述的网元,其特征在于,所述性能参数包括服务质量参数,所述性能参数统计装置包括确定计算的多个服务质量参数中最大值、最小值的装置。
11、如权利要求9所述的网元,其特征在于,所述性能参数包括服务质量参数,所述接收装置还包括接收网管设备下发的服务质量参数阈值的装置,所述性能参数统计装置包括统计多个服务质量参数超过所述阈值的时长的装置。
12、如权利要求10或11所述的网元,其特征在于,所述服务质量参数包括时延、抖动时间和丢包率中的一个或多个。
13、如权利要求9所述的网元,其特征在于,所述性能参数包括带宽参数,所述性能参数统计装置包括确定计算的多个带宽参数的总和的装置。
14、如权利要求9至11、13中任一项所述的网元,其特征在于,所述网元包括媒体网关。
15、一种IP网络系统,包括网管设备,其特征在于,还包括权利要求9至14中任一项所述的网元。
16、如权利要求15所述的系统,其特征在于,所述IP网络系统包括下一代网络系统。
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