[发明专利]估计网络中的带宽

说明书

一种方法包括：采集在网络上不同的相应观测路径上发生的多个过去的通信在不同时机所经历的端对端带宽的相应观测，每个路径包括相应的多个网络组件；利用由一个或多个参数表征的带宽概率函数来对相应的网络组件中的每一个建模；以及通过对于所述参数确定相应的值而使得观测路径中的网络组件的组件带宽或带宽概率密度的组合根据优化过程近似地匹配在观测路径上过去的通信所经历的端对端带宽的观测，基于所述建模对于网络组件中的每一个估计组件带宽或组件带宽概率密度。

背景技术

在诸如因特网的计算机网络的背景下，网络路径或路径的组件(例如，服务器、中继器或路由器)的带宽可以是指路径或组件的带宽容量或可用带宽。带宽容量是该路径或组件所能处置的总数据率，而可用带宽是该路径或组件当前所能提供的数据率(带宽容量减去由于路径上现有的通信或者通过组件的现有通信所招致的任何带宽)。带宽可以例如按照每秒比特数或者每秒字节数来表达。

现有的方法允许估计给定网络路径上的带宽，但是仅仅基于之前对确切相同的网络路径(包括确切相同的构成组件)所做的观测。例如，可以构建先前观测到的带宽的直方图。然而，如果存在对于该路径的先前的观测，则这些方法仅能够估计路径的带宽。事实上，为了得到有用的估计，通常需要确切相同的网络路径上的相当多的观测。通常，对于考虑中的路径不存在任何观测，并且因此该方法完全失效。而且，在没有路径的各个构成组件的可视性的情况下，这些方法不允许估计路径的各个组件(例如，各个服务器、中继器或路由器)的带宽。

存在用于估计抖动、往返时间(RTT)和丢包的更复杂的方法，而没有用来估计带宽的方法。然而，因为路径的带宽等于路径上最低带宽组件的带宽的带宽独特性质，即“瓶颈”(而对于抖动、RTT和丢包，这些是通过沿路线的每个组件的累积效应来确定的)，将这些方法扩展到带宽并非是直接的。

发明内容

单个网络组件的带宽可能凭借其自身的因素而受到关注，例如为了网络规划的目的。可替代地或者附加地，各个组件带宽的知识将允许确定任何任意路径的带宽，而无论先前是否经历过该路径(即，无论对于该路径是否获得了带宽测量作为所讨论的方法或模型的部分)。

例如，当管理具有多个组件(如服务器)以及所涉及到的数据中心的大型网络时，检测其中哪些是瓶颈是非常有挑战性的。因此，由每个这样的网络组件所提供的带宽的估计将是有用的。例如，如果诸如服务器的某组件被识别为瓶颈，则网络管理员可以为其购买一些更多的带宽，或者修改网络的路由策略以对该服务器或其它组件布置较少的负担，或者甚至升级网络拓扑结构来添加附加的组件。

作为另一示例，当开始网络路径上的媒体会话时，提供由该路径所提供的带宽的估计会是有用的，例如，其能够用来决定媒体的适当的编码级别(以及因此其将招致何种带宽)。在又一示例中，运行于用户终端上的诸如VoIP应用的应用可以具有在不同网络路径之间选择的选项，例如通过连接到不同的服务器或中继器，或者通过在用户终端处使用不同的网络接口。在该情况下，应用可能想要选择最佳匹配其需求的网络路径。可被用来做出该决策的一个因素是可能的路径的端对端带宽的估计。

因此，存在期望能够估计网络中的各个组件的带宽或者估计先前尚未(必然地)获得带宽观测的路径的带宽的多种原因。此外，期望的是如果这些知识可以在不(必然地)具有各个组件的可视性的情况下获得。