[发明专利]一种端到端网络通信路径中瓶颈链路的度量方法

摘要

本发明涉及一种端到端网络通信路径中瓶颈链路的度量方法，包括S1、捕获探测数据包队列在每一个链路上的平均传输间隔，从而确认拥塞链路；S2、度量拥塞链路的容量；S3、计算拥塞链路的可用带宽；S4、在拥塞链路中找出待测路径的瓶颈链路，并输出它的位置、容量和可用带宽信息。通过发送一组探测数据包队列，该组数据包队列从源节点传送到目标节点，跟踪该队列在每一段链路上的内部数据包传输间隔，捕获探测数据包队列在每一个链路上的平均传输间隔即PPD值，确认拥塞链路；在一个度量周期内，获知端到端通信路径中瓶颈链路的位置、可用带宽、带宽物理容量上限；且基于主动探测机制，无需在网络路径的沿途各节点中安装软件，适用范围广泛。

主权项

1.一种端到端网络通信路径中瓶颈链路的度量方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1、捕获探测数据包队列在每一个链路上的平均传输间隔即PPD值，从而确认哪些链路是拥塞链路；S2、度量拥塞链路的容量；S3、计算拥塞链路的可用带宽；S4、在拥塞链路中找出待测路径的瓶颈链路，并输出它的位置、容量和可用带宽信息；其中，所述步骤S2中度量拥塞链路的容量具体方法如下：定义：Di表示一个数据包从R0到Ri的传输延迟；Ci表示链路Li的容量；di表示链路Li的物理传输延迟；S表示数据包的大小；Qi表示该数据包在链路Li中被缓冲延迟的时间；则，为了度量Di的值，源节点R0生成一个数据包，把数据包的TTL值设为i，0≤i≤255,i为正整数；然后向目的节点发送；该数据包会被Ri丢弃，同时Ri返回一个ICMP报错包给R0；通过这种方法，R0就获知了从它到Ri的往返时间差，该时间差约等于2Di，然后即可计算出Di；在所有发往Ri的数据包计算出的Di中，最小的那个Di值，包含的缓冲延迟最小；当Di取最小的值时，Qk趋近于零，在这种情况下可以从公式(2)中去掉Qk；在实际的探测中，相邻数据包还需要按一定的间隔I分开来，以避免重叠；I＝max{pi,‑1≤i根据上面的分析，为了获得Ci，源节点R0需要按照不同的大小，发送多组数据包到目标链路Li的两端Ri和Ri+1，画出每组数据包发射后获得的min(Di+1)‑min(Di)除以数据包的大小S，得到的直线的斜率的倒数，就是Ci；其中，所述的步骤S3中计算拥塞链路的可用带宽具体方法如下：设定：在链路L_i上的背景数据流的传输速率为根据定义因为在度量过程中被认为是固定不变的，可以认为背景数据流被平均分布到每两个相邻探测数据包之间；那么，在一个p_i‑1间隔内，进入链路L_i的背景数据流是同时，仅有一个探测数据包抵达L_i，结果是，链路L_i在一个p_i‑1的间隔里，接收的数据是X_i+S；表示探测数据包进入链路Li时的传输速率；在一个pi‑1的间隔里，链路Li能够传输的数据量是Ci·pi‑1；当r_pi‑1≤A_i时，当r_pi‑1＞A_i时，通过公式(6)，以及和推出拥塞链路的可用带宽A_i为