RU172333U1 - Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей - Google Patents

Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей Download PDF

Info

Publication number
RU172333U1
RU172333U1 RU2016130896U RU2016130896U RU172333U1 RU 172333 U1 RU172333 U1 RU 172333U1 RU 2016130896 U RU2016130896 U RU 2016130896U RU 2016130896 U RU2016130896 U RU 2016130896U RU 172333 U1 RU172333 U1 RU 172333U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hardware
measuring
performance metrics
software
software complex
Prior art date
Application number
RU2016130896U
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Михайлович Сухов
Никита Игоревич Виноградов
Евгений Собирович Сагатов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
Priority to RU2016130896U priority Critical patent/RU172333U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU172333U1 publication Critical patent/RU172333U1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к программно-аппаратным комплексам, предназначенным для измерения метрик производительности IP-сетей. Предлагаемый программно-аппаратный комплекс построен на основе законченного высокопроизводительного одноплатного микрокомпьютера под управлением операционной системы Linux и мультисистемного высокочувствительного навигационного приемника сигналов систем ГЛОНАСС/GPS/BeiDou/Galileo, подключенного к микрокомпьютеру с помощью общепринятого межкомпонентного интерфейса GPIO. Механизм измерения метрик производительности IP-сетей базируется на синхронизации системного времени с помощью сервера точного времени с максимальной доступной точностью. Программно-аппаратный комплекс обеспечивает тестирование сети пакетами различного размера для определения доступной пропускной способности канала. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к программно-аппаратным комплексам, выполненным на базе одноплатного микрокомпьютера с подключенным универсальным приемником навигационных сигналов спутниковых систем глобального позиционирования ГЛОНАСС/GPS/BeiDou/Galileo и предназначенным для измерения метрик производительности IP-сетей. Метрики производительности IP-сетей описаны в IETF RFC 2678.
Известен программно-аппаратный комплекс (см. патент США №US 7,720,109 В2, М. кл. H04J 3/06, опубл. 18.05.2010) на основе персональной ЭВМ, включающий модули оценки погрешности и синхронизации времени, узлы измерения времени задержки, вычислительный модуль, а также модули сравнения и подстройки времени.
Недостатком данного комплекса является низкая точность синхронизации времени двух измерительных узлов (ограничена 1 миллисекундой), применение комплекса невозможно в сетях с несимметричными каналами, также указанный комплекс реализует измерительный процесс односторонней сетевой задержки путем многократного нахождения значения двусторонней задержки каждым из узлов и последующего сравнения полученных величин.
Известен выбранный в качестве прототипа программно-аппаратный комплекс RIPE ТТМ (Georgatos, F., Gruber, F., Karrenberg, D., Santcroos, M., Susanj, A., Uijterwaal, H., Wilhelm, R., Providing active measurements as a regular service for ISPs // РАМ. - 2001), предназначенный для измерения односторонней сетевой задержки, джиттера, потерь пакетов и содержащий такой общий с заявляемым комплексом существенный признак, как навигационный приемник, подключенный к измерительной плате для синхронизации системного времени измерительного узла. Измерительная плата включает в себя скоростную шину обмена данными с процессором ЭВМ, RS-232-интерфейс для непосредственного подключения внешнего навигационного приемника системы глобального позиционирования GPS, а также вычислительное ядро для обработки PPS-сигнала приемника и синхронизации системного времени измерительного узла.
Недостатками известного устройства являются ограниченные возможности синхронизации времени только по данным системы позиционирования GPS, невозможность измерения доступной пропускной способности сетевого канала, примененная измерительная плата является узкоспециализированным изделием, использующим не стандартизованные интерфейсы соединения с навигационным приемником, область применения комплекса ограничена ввиду особенностей аппаратной и программной реализации.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание устройства на основе широко распространенных узлов, соединенных стандартизованными интерфейсами, обеспечивающего синхронизацию системного времени с микросекундной точностью с использованием сигналов существующих и перспективных систем позиционирования ГЛОНАСС/GPS/BeiDou/Galileo и измерение четырех основных метрик производительности IP-сетей: односторонней сетевой задержки, вариации задержки (джиттера), потерь пакетов и доступной пропускной способности канала.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый аппаратно-программный комплекс, содержащий одноплатный компьютер и универсальный приемник сигналов спутниковых систем глобального позиционирования, формирующий сигнал PPS для синхронизации системного времени с микросекундной точностью, для измерения основных метрик производительности IP-сетей, включает стандартизованные интерфейсы для подключения навигационного приемника, а одноплатный компьютер установлен с возможностью фиксирования времени для измерения односторонней задержки, вариации задержки (джиттера), потерь пакетов и формирования пакетов различного размера для измерения доступной пропускной способности сетевого канала.
Использование стандартизованных интерфейсов позволяет избежать установки дополнительных согласующих устройств, что упрощает и удешевляет программно-аппаратный комплекс. Составные части комплекса могут быть легко заменены в случае выхода их из строя или проведения модернизации.
Метод синхронизации системного времени по сигналу PPS является общим признаком выбранного прототипа и предлагаемого комплекса. При старте измерительного процесса этот метод комбинируется с использованием альтернативных источников точного времени, что обеспечивает быстрый выход на заданную точность в одну микросекунду и возможность устойчивого функционирования в условиях кратковременного сбоя при приеме сигналов от систем глобального позиционирования.
На фиг. 1 изображена функциональная схема программно-аппаратного комплекса для измерения метрик производительности IP-сетей,
на фиг. 2 показан принцип измерения односторонней задержки,
на фиг. 3 изображена схема применения программно-аппаратного
комплекса для измерения метрик производительности IP-сетей.
На фиг. 1 показана схема функционирования программно-аппаратного комплекса для измерения метрик производительности IP-сетей. Аппаратная часть комплекса включает в себя навигационный приемник спутниковых сигналов систем глобального позиционирования ГЛОНАСС/GPS/BeiDou/Galileo, который подключен к интерфейсу ввода/вывода общего назначения (GPIO) одноплатного компьютера. Приемник формирует PPS сигнал, синхронизированный с началом каждой секунды, который вызывает высокоприоритетное аппаратное прерывание на компьютере. Далее аппаратное прерывание обрабатывается ядром операционной системы Linux с коррекцией системного времени на основе сигнала PPS. При этом информацию о дате, часах, минутах и секундах ядро получает из интернет-источников точного времени, корректируется только дробная часть секунды. Измерительная программа по расписанию отправляет тестовые пакеты с метками времени через IP-сеть к другим измерительным точкам и получает от них ответные метки времени.
На фиг. 2 изображен принцип измерения односторонней сетевой задержки в программно-аппаратном комплексе. Для проведения замеров необходимы две измерительные точки, на одной из которых запущена измерительная программа в режиме сервера, а на другой - в режиме клиента. Клиентская программа на точке 1 запоминает системное время и отправляет тестовый пакет через сеть к измерительной программе на точке 2, где фиксируется время получения пакета. Затем формируется ответный пакет, в который записывается время получения запроса от клиента и время перед отправкой ответного пакета. Созданный пакет незамедлительно отправляется на точку 1. На этой точке фиксируется время получения пакета и на основе меток времени из него рассчитывается длительность прохождения по сети в обе стороны раздельно.
Системное время всех программно-аппаратных комплексов для измерения метрик производительности IP-сетей синхронизировано с международным временем UTC (IETF RFC 3339) с точностью не менее 1 микросекунды. Измерительные узлы обмениваются тестовыми пакетами с метками времени, как показано на фиг. 3. С их помощью измеряется односторонняя задержка прохождения пакета по сети, а также вариация задержки (джиттер) и потери пакетов и доступная пропускная способность сетевого канала.
Предлагаемый программно-аппаратный комплекс реализован в виде пяти опытных образцов измерительных узлов и обеспечивает заявленную функциональность.

Claims (1)

  1. Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей, содержащий одноплатный компьютер и универсальный приемник сигналов спутниковых систем глобального позиционирования, формирующий сигнал PPS для синхронизации системного времени с микросекундной точностью, отличающийся тем, что в нем использованы стандартизованные интерфейсы для подключения приемника сигналов спутниковых систем к одноплатному компьютеру, а одноплатный компьютер установлен с возможностью фиксации времени для измерения односторонней задержки, вариации задержки, потерь пакетов и формирования пакетов разного размера для измерения доступной пропускной способности сетевого канала.
RU2016130896U 2016-07-26 2016-07-26 Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей RU172333U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130896U RU172333U1 (ru) 2016-07-26 2016-07-26 Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130896U RU172333U1 (ru) 2016-07-26 2016-07-26 Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU172333U1 true RU172333U1 (ru) 2017-07-04

Family

ID=59310188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016130896U RU172333U1 (ru) 2016-07-26 2016-07-26 Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU172333U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2363111C2 (ru) * 2003-09-02 2009-07-27 Нокиа Корпорейшн Передача информации, относящейся к качеству обслуживания
US7720109B2 (en) * 2005-11-22 2010-05-18 Samsung Electronics Co., Ltd. One-way delay time estimation method and apparatus and clock synchronization method and apparatus using the same
WO2010059299A2 (en) * 2008-10-06 2010-05-27 Viasat, Inc. Synchronization for mesh satellite communications
WO2011011118A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 Trueposition, Inc. Diversity time and frequency location receiver
RU2464707C2 (ru) * 2007-03-02 2012-10-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Использование адаптивной антенной решетки вместе с канальным повторителем для повышения качества сигнала

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2363111C2 (ru) * 2003-09-02 2009-07-27 Нокиа Корпорейшн Передача информации, относящейся к качеству обслуживания
US7720109B2 (en) * 2005-11-22 2010-05-18 Samsung Electronics Co., Ltd. One-way delay time estimation method and apparatus and clock synchronization method and apparatus using the same
RU2464707C2 (ru) * 2007-03-02 2012-10-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Использование адаптивной антенной решетки вместе с канальным повторителем для повышения качества сигнала
WO2010059299A2 (en) * 2008-10-06 2010-05-27 Viasat, Inc. Synchronization for mesh satellite communications
WO2011011118A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 Trueposition, Inc. Diversity time and frequency location receiver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De Vito et al. One-way delay measurement: State of the art
US9344265B2 (en) Network packet timing synchronization for virtual machine host systems
US11804946B2 (en) Clock syntonization using network effect and/or adaptive stochastic control
US8370675B2 (en) Precise clock synchronization
EP3009897B1 (en) Distribution device, distribution system, and distribution method
WO2018006686A1 (zh) 一种通信网络设备间时间同步的优化方法、装置及设备
Ferrari et al. Experimental characterization of uncertainty sources in a software-only synchronization system
Poirier et al. Accurate offline synchronization of distributed traces using kernel-level events
CN112543078A (zh) 一种基于卫星共视的网络时间服务器校准方法与装置
JP4472994B2 (ja) インターネット、イントラネットまたは類似物などの通信ネットワークを介して協調する少なくとも２つの測定コンピュータの時間同期化のための方法
US11588609B2 (en) Hardware clock with built-in accuracy check
Volgyesi et al. Time synchronization services for low-cost fog computing applications
US20100293243A1 (en) method and apparatus for measuring directionally differentiated (one-way) network latency
RU172333U1 (ru) Программно-аппаратный комплекс для измерения метрик производительности IP-сетей
US8989039B2 (en) Packet transfer delay measurement system
WO2017114568A1 (en) Method, system and device for providing time-stamps in a network measurement test
Vinogradov et al. Device for measuring one-way network delay with microsecond accuracy
Orgerie et al. Survey of network metrology platforms
JP2001244932A (ja) 網遅延測定方法およびそのシステム
CN115913430A (zh) 控制系统的时钟同步方法以及控制系统
Clegg et al. Clock Synchronization in Hard Real-Time Distributed Systems,"
CN112187560A (zh) Ntp网络授时评估系统、方法和授时评估装置
Benndorf et al. MobileTimeSync—An Android App for Time Synchronization for Mobile Construction Assessment
CN113589675B (zh) 一种具有溯源性的网络时间同步方法及系统
Vinogradov et al. Measurement of one-way delays in IP networks

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180727