[发明专利]分组交换通信网络中对分组流的时间测量

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络领域。特别地，本发明涉及用于对在分组交换通信网络中传送的分组流(packet flow)执行时间测量(特别地，对延迟和/或到达间隔抖动的测量)的方法。另外，本发明涉及用于通信网络的、配置为实现这种方法的节点和计算机，并且涉及包括这种节点和计算机的计算机网络。

背景技术

在分组交换通信网络中，数据是以分组的形式传送的，这些分组通过可能的中间节点从源节点路由到目的地节点。示例性分组交换网络是IP(互联网协议)网络、以太网网络和MPLS(多协议标签交换)网络。

分组不是总到达目的地节点，即，它们可能在通过网络传送期间丢失。分组的丢失是由于不同原因造成的。例如，节点或链路会发生故障，由此在该故障被绕过或修复之前造成完全的分组丢失。或者，分组会被节点由于其端口拥塞而丢弃。除此之外，分组还会由于它们包含位错误而被节点丢弃。在任何情况下，当通过经分组交换网络传送数据来提供服务时，在传送期间分组丢失的比率都影响那种服务的服务质量(QoS)。

除此之外，分组在发送时被源节点发送并且在接收时被目的地节点接收。发送时间和接收时间所经过的时间通常被称为“单向延迟”(或者简单地称为“延迟”)。分组的延迟由以下等式给出：

D＝Trx-Ttx, [1]

其中Trx是分组的接收时间，并且Ttx是分组的发送时间。

分组的延迟主要依赖于分组从源到目的地所跨的可能中间节点的数目、分组在每个节点的持久时间以及沿链路的传播时间。由于分组是由每个节点一跳一跳地路由的，因此分组所跨的可能中间节点的数据以及分组在每个节点的持久时间是不可预测的。因而，分组的延迟几乎是不可预测的。

除此之外，同一分组流的分组可能具有不同的延迟。同一数据流的两个分组的延迟之差被称为“到达间隔抖动”。特别地，如果Ttx1和Ttx2是用于第一分组和第二分组的发送时间，并且Trx1和Trx2是用于第一分组和第二分组的接收时间，则到达间隔抖动可以表示为：

J＝(Trx1-Trx2)-(Ttx1-Ttx2).[2]

当通信服务(特别地，实时语音或数据服务，诸如呼叫、会议呼叫、视频会议等)通过分组交换网络提供时，承载该服务的分组流的延迟和到达间隔抖动严重影响该服务的终端用户察觉到的服务质量(QoS)。因此，测量通信网络中分组流的延迟/到达间隔抖动对网络运营商来说是特别感兴趣的。

WO 2010/072251(以相同申请人的名义)公开了用于测量通过通信网络从发送节点发送到接收节点的数据流的数据丢失的方法。在发送数据流的数据单元之前，发送节点标记每个数据单元，用于把数据流划分成块。特别地，发送节点通过把其首部的一位设置成“1”或“0”来标记每个数据单元。这种标记导致块序列，其中用“1”标记的数据单元的块在时间上与用“0”标记的数据单元的块交替。块可以具有称为“块周期”Tb(例如，5分钟)的相同持续时间。另外，每次当由“1”标记的数据单元被发送时，发送节点把第一计数器C1增加一，并且每次当由“0”标记的数据单元被发送时，发送节点把第二计数器C0增加一。然后，被标记的数据单元在接收节点被接收。每次当接收节点接收数据单元时，它检查其标记，如果标记是“1”就增加第三计数器C’1并且如果标记是“0”就增加第四计数器C’0。计数器C1、C0、C’1和C’0的值被周期性地检测并且检测到的值用于计算在每个块周期的数据丢失。

WO 2011/079857(以相同申请人的名义)公开了用于对从通信网络的发送节点发送到接收节点的数据流执行时间测量(特别地，用于测量延迟和/或到达间隔抖动)的方法。根据WO 2011/079857，在发送节点，除了以上由WO 2010/072251公开的标记步骤，发送时间戳也在每个块周期生成，这个时间戳指示当前块的预定数据单元(例如，当前块的第一个数据单元)被发送的时间。在接收节点，接收时间戳在每个块周期生成，这个时间戳指示当前块的预定数据单元被接收的时间。在每个块周期，发送时间戳和接收时间戳用于计算当前块的预定义数据单元的延迟。

发明内容

本申请人已经察觉到需要改进由WO 2011/079857描述的用于执行时间测量的解决方案。

实际上，以上解决方案对每个块周期提供了被称为样本分组(即，预定的数据单元)的单个延迟测量。这种延迟测量不提供对在同一块周期内发送的其它分组经历的延迟的任何指示，而同一块周期内发送的其它分组经历的延迟会与样本分组所经历的延迟非常不同。