[发明专利]吞吐量测量方法及维护端节点

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种吞吐量测量方法及维护端节点。

背景技术

在当前各种数据通信网络中，吞吐量作为一项重要的网络性能指标，已经成为网络运营商最关心的测试项之一。标准组织互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，简称为IETF)在1991年7月发布的RFC1242标准中，给出了吞吐量的初始定义，吞吐量指的是设备在不丢包情况下所能支持的最大转发速率。从吞吐量最初的标准化定义来看，当时的吞吐量主要是针对单个特定的网络设备，而随着吞吐量定义的扩展，目前通信行业里所说的吞吐量不仅可以针对单个网络设备，也可以针对通信网络中一段特定的包含多个网络设备的通信链路，这时吞吐量的定义就引申为这一段通信链路所能支持的不丢包情况下的最大传输速率。

随着数据网络通信在上世纪90年代的高速发展，IETF在1996年5月发布的RFC1944标准，提出了针对网络设备的一整套基本测试方法，其中，包括吞吐量的测量方法，其后在1999年5月，IETF又用新发布的RFC2544标准替代了RFC1944标准，并一直沿用至今。在标准RFC2544中，吞吐量的测量方法被描述为：使用测试仪表按照一定的发送速率向被测设备发送一定数量的测试包，如果被测设备实际转发的测试包数量小于测试仪表所发送的，则测试仪表降低发送速率重新发送，如此反复，直到找到不丢包的最大发送速率即为被测设备的吞吐量。

基于RFC2544标准提出的吞吐量测量的基本方法，在实际操作中，业界一般采用二分搜索法来测量被测通信设备或被测通信链路的吞吐量，二分搜索法的搜索原理举例如下：假设被测通信设备或被测通信链路的吞吐量为A，手工配置的目标精度为a，手工配置的发送测试流量的初始带宽为B(要求B＞A，否则采用二分搜索法无法测量吞吐量)。第1次测量使用B为带宽发送测试流量，出现丢包，于是第2次测量使用B/2为带宽发送测试流量。如果第2次测量没有出现丢包，则要判断该次测量使用的带宽是否达到了目标精度的要求，判断方法如下：如果本次测量所使用带宽与前一次测量所使用带宽的差值除以本次测量所使用带宽得到的商值(在本例中该商值为(B-B/2)/(B/2)＝1)，小于或等于目标精度a，则认为本次测量所使用带宽达到了目标精度的要求；如果该商值大于目标精度a，则认为本次测量所使用带宽没有达到目标精度的要求。如果判断结果是第2次测量传输带宽达到了目标精度的要求，则吞吐量测量结束，该传输带宽即为搜索到的吞吐量；如果判断结果是第2次测量传输带宽没有达到目标精度的要求，则第3次测量使用(B+B/2)/2为带宽发送测试流量。如果第2次测量出现丢包，则第3次测量使用(0+B/2)/2为带宽发送测试流量，依此类推，通过多次测量，最终搜索到达到目标精度的吞吐量。

图1是使用测试仪表测量通信链路吞吐量的示意图，如图1所示，测试仪表1和2分别连接到被测链路两端的提供商边缘设备(Provider Edge，简称为PE)，且测试仪表1和2还要通过专门的通信链路(一般是低速链路)级联起来，以便由单个测试仪表控制软件集中控制，两个PE之间可能有提供商中间设备(ProviderDevice，简称为P)。开始测量吞吐量前，首先要配置测量参数和目标精度，其中，测量参数包括：测试流量的初始带宽、发送时长、测试包大小、测试包优先级和测试包的样式；初始带宽一般配置为被测链路的最大物理带宽；发送时长指的是每次发送测试流量的时长；测试包大小和优先级会影响吞吐量的测量结果，一般来说，吞吐量的测量要覆盖各种典型的测试包大小和所有的优先级；测试包的样式一般可以配置为伪随机码，以更好地模拟真实的业务流量。

开始测量吞吐量后，由测试仪表控制软件根据配置的测量参数控制测试流量的发送，同时监控测试流量的接收，并在每一次测量完成后计算出丢包率和根据前述二分搜索法计算出下一次测量使用的带宽，之后再启动下一次测量，直到搜索到达到指定目标精度的吞吐量。