[发明专利]计算机网络本地服务质量状态的实时测量方法

摘要

计算机网络本地服务质量状态的实时测量方法属于计算机网络测量技术领域，其特征在于：在网络中各路由器上部署一个实时测量模块，该模块能够生成测量分组，设有服务质量状态参数的计算公式和用于过滤测量结果中暂态波动的数据处理方法；模块运行时，通过周期性定时器和测量分组的收发计算出时钟差、分组传输延迟、有向链路可用带宽和分组丢失率，计算结果加入样本空间并进行数据处理；该模块能精确测量最新且稳定的服务质量状态参数，测量分组对链路的负担也小，具有较好的可扩展性。

主权项

1.计算机网络本地服务质量状态的实时测量方法，其特征在于，它依次含有以下步骤：步骤1.在网络内的每台路由器上部署一个实时测量模块，该模块中至少定义了如下参数：bu：上个带宽测量周期内的平均在用带宽；C：被测本地接口对应链路的容量，设定值；s1：时钟差测量请求分组离开本地路由器网卡的时刻；s2：时钟差测量请求分组到达邻居路由器网卡的时刻；s3：时钟差测量应答分组离开邻居路由器网卡的时刻；s4：时钟差测量应答分组到达本地路由器网卡的时刻；t1：延迟测量分组离开本地路由器的发送测量点的时刻；t2：延迟测量分组到达邻居路由器的接收测量点的时刻；p1：在邻居路由器的上个丢失率测量周期内，从邻居路由器的发送测量点向本地路由器发送的分组数量；p2：在从邻居路由器先后接收到两个相邻的丢失率测量分组之间的时间里，本地路由器的接收测量点接收到的来自该邻居路由器的用户数据分组的数量；序列号：用于检测丢失率测量分组自身是否丢失；实时测量模块至少能够生成如下分组：时钟差测量请求分组：至少包含参数s1和分组校验和；时钟差测量应答分组：至少包含参数s1、s2、s3和分组校验和；延迟测量分组：至少包含参数t1和分组校验和；丢失率测量分组：至少包含序列号、参数p1和分组校验和；实时测量模块中至少设有如下计算公式：时钟差：c＝((s1+s4)-(s2+s3))/2；分组传输延迟：d＝t2-t1-c；有向链路可用带宽：ba＝C-bu；分组丢失率：l＝(1-p2/p1)×100％；实时测量模块中包含用于过滤测量结果中暂态波动的数据处理方法：中值法用于分组传输延迟的数据处理，其方法是：对样本空间按数值大小进行排序，取中间值或两个中间值的平均作为统计结果；指数移动平均法用于有向链路可用带宽和分组丢失率的数据处理，其计算公式为：yN＝aN-1x1+aN-2(1-a)x2+aN-3(1-a)x3+…+a(1-a)xN-1+(1-a)xN；其中，yN为第N个已过滤了暂态波动的测量结果，xi为第i个未过滤过暂态波动的测量结果，a为降低旧样本在测量结果中权重的度量，0＜a＜1；步骤2.每个测量模块依次按以下步骤进行计算机网络本地服务质量状态的实时测量：步骤2.1.读入被测本地接口号及该接口对应链路的容量、邻居路由器的IP地址；步骤2.2.设定时钟差测量周期、带宽测量周期、延迟测量周期、丢失率测量周期，并启动对应的测量定时器；步骤2.3.等待分组到达或计时器超时；步骤2.4.若为分组到达，则依次执行如下步骤：步骤2.4.1.累计分组长度和分组数量；步骤2.4.2.若分组为时钟差测量应答分组，按测得的上述s1、s2、s3、s4计算时钟差c，转到步骤2.6；步骤2.4.3.若分组为延迟测量分组，按测得的上述t1、t2计算分组传输延迟d，转到步骤2.6；步骤2.4.4.若分组为丢失率测量分组，按测得的上述p1、p2计算分组丢失率l，转到步骤2.6；步骤2.4.5.若分组为时钟差测量请求分组，向邻居路由器发送时钟差测量应答分组，转到步骤2.3；步骤2.4.6.若分组为其它分组，交给路由器处理，转到步骤2.3；步骤2.5.若为定时器超时，则依次执行如下步骤：步骤2.5.1.若定时器为带宽测量定时器，按上述C、bu计算有向链路可用带宽ba，转到步骤2.6；步骤2.5.2.若定时器为时钟差测量定时器，向邻居路由器发送时钟差测量请求分组，转到步骤2.3；步骤2.5.3.若定时器为延迟测量定时器，向邻居路由器发送延迟测量分组，转到步骤2.3；步骤2.5.4.若定时器为丢失率测量定时器，向邻居路由器发送丢失率测量分组，转到步骤2.3；步骤2.6.按上述方法对计算结果进行数据处理，转到步骤2.3。