[发明专利]传输时延探测方法、设备和系统

说明书

公开了一种传输时延探测方法、设备和系统，能够获取网络设备之间的高精度的传输时延。该传输时延探测方法包括：经由网卡向第一网络设备发送待发送给第二网络设备的第一探测报文，其中，第一网络设备具备报文转发功能和镜像功能；获取网卡从第一网络设备接收第一探测报文的镜像报文时的第一时间戳、和网卡从第一网络设备接收由第二网络设备返回的第一探测报文时的第二时间戳；以及基于第一时间戳和和第二时间戳，获取第一网络设备与第二网络设备之间的往返时延。

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种传输时延探测方法、设备和系统。

背景技术

传输时延是度量网络质量的基础指标之一，其探测精度直接影响网络质量的测量结果的可信度。通常，网络设备之间的传输时延分为单程时延和往返时延两类。网络设备之间的单程时延是指探测报文从源网络设备传输到目标网络设备所需的时间。网络设备之间的往返时延是指探测报文从源网络设备传输到目标网络设备再从目标网络设备返回到源网络设备所需的时间。

这里，探测报文在逻辑上只起计时起止的信号作用，因此必须确保目标网络设备在接收到探测报文后能立即向源网络设备返回探测报文。为了获取网络设备之间的传输时延的高精度的探测结果，探测报文的发送时间和接收时间的测量必须十分精准。

在计算机和通信领域，时间戳是用来表示时间的通用概念，代表了当前时间与基准时间点之间的差值。例如，在Linux操作系统中，时间戳的基准时间点一般采用“1970年1月1日00：00：00”；当然，也存在其它类型的基准时间点，例如，程序启动时的时间点。为了获取网络设备之间的准确的传输时延，探测报文的发送时间戳和接收时间戳的基准时间点必须一致。

在获取网络设备之间的单程时延时，除了需要确保源网络设备和目标网络设备的基准时间点一致以外，还需要对源网络设备和目标网络设备的时钟进行校准，即对这两台网络设备进行时钟同步。对网络设备之间的传输时延的探测精度要求越高，时钟同步的精度要求也越高。目前的时钟同步包括低精度的时钟同步(例如，毫秒级的时钟同步)和高精度的时钟同步(例如，微秒级的时钟同步)两种。高精度的时钟同步通常需要专用硬件支持。在获取网络设备之间的往返时延时，源网络设备和目标网络设备之间的时钟同步过程可省略。

网络设备之间的传输时延还与源网络设备和/或目标网络设备对时间戳的采样方式有关。当使用中央处理器(英文：central processing unit，简称CPU)对时间戳进行采样时，采样得到的时间戳通常存在10微秒至毫秒级的误差；当使用专用硬件(例如，网卡)对时间戳进行采样时，采样得到的时间戳的误差通常可控制在1微秒以内。目前，大多采用纯软件方式(即，使用CPU)或纯硬件方式(即，使用专用网卡或专用芯片)来对时间戳进行采样，前者精度较低，后者精度较高但价格昂贵。

发明内容

本申请的实施例提供了一种传输时延探测方法、设备和系统，能够获取网络设备之间的高精度的传输时延。

第一方面，提供了一种传输时延探测方法，包括：经由网卡向第一网络设备发送待发送给第二网络设备的第一探测报文，其中，第一网络设备具备报文转发功能和镜像功能；获取网卡从第一网络设备接收第一探测报文的镜像报文时的第一时间戳、和网卡从第一网络设备接收由第二网络设备返回的第一探测报文时的第二时间戳；以及基于第一时间戳和第二时间戳，获取第一网络设备与第二网络设备之间的往返时延。这里，可以利用仅支持接收方向的时间戳的记录的通用网卡，而无需支持双向时间戳的记录的专用网卡，来获取第一网络设备与第二网络设备之间的高精度的往返时延。

在第一种可能的实现方式中，获取第一网络设备与第二网络设备之间的往返时延的处理包括：获取第二时间戳与第一时间戳之间的第一时延，作为第一网络设备与第二网络设备之间的往返时延。这里，可以获取在没有考虑第一网络设备的端口转发时延的情况下的第一网络设备与第二网络设备之间的高精度的往返时延，其中第一网络设备可以是交换机或路由器。