IP網(wǎng)絡(luò)綜合擁塞分析方法

馮國(guó)軍 中興通訊股份有限公司 廣東深圳 518057

IP網(wǎng)絡(luò)綜合擁塞分析方法

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本文重點(diǎn)闡釋了IP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的重要性，并對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的主要指標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡釋。

IP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試;主要指標(biāo);關(guān)鍵技術(shù)

引言

面對(duì)電信業(yè)由語(yǔ)音業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變，各運(yùn)營(yíng)商紛紛進(jìn)行IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。但是現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)承載和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)上還存有不足，各運(yùn)營(yíng)商對(duì)現(xiàn)有IP網(wǎng)是否能夠承載各種電信級(jí)業(yè)務(wù)仍存有疑慮。主要表現(xiàn)在：

1)運(yùn)營(yíng)商對(duì)于IP網(wǎng)絡(luò)接入層、骨干層鏈路的通信質(zhì)量和狀況缺乏評(píng)估的手段；

2)運(yùn)營(yíng)商對(duì)客戶尤其是大客戶的服務(wù)等級(jí)缺乏評(píng)估、保障和維護(hù)手段；

3)運(yùn)營(yíng)商對(duì)IP承載網(wǎng)是否滿足一些新業(yè)務(wù)的需求缺乏評(píng)估手段。

另外，監(jiān)管部門(mén)對(duì)IP網(wǎng)間互聯(lián)互通鏈路的通信質(zhì)量也缺乏監(jiān)管手段。

根據(jù)IETF的RFC2330的建議，IP網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)如下：

IP連接性：即IP網(wǎng)絡(luò)的可用性

IP包傳輸時(shí)延：包括單向時(shí)延、雙向時(shí)延

IP包丟失率：包括單向丟包率和雙向丟包率

IP包時(shí)延變化：即最大時(shí)延和最小時(shí)延的差值

流量參數(shù)：即可用帶寬

目前，現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試儀表和IP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試系統(tǒng)大多實(shí)現(xiàn)了雙向時(shí)延、單/雙向丟包率、時(shí)延變化的測(cè)量。但支持綜合擁塞分析的設(shè)備很少，本文主要闡述基于時(shí)延、丟包率的網(wǎng)絡(luò)綜合擁塞分析技術(shù)。

1 綜合擁塞分析

IP網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量指標(biāo)主要包括單/雙向時(shí)延、單/雙向丟包率、時(shí)延抖動(dòng)、可用帶寬等。從指標(biāo)上來(lái)看比較簡(jiǎn)單也相互獨(dú)立，如果僅僅獨(dú)立的分析各個(gè)指標(biāo)可能會(huì)丟失一些潛在的網(wǎng)絡(luò)性能信息。因此，需要對(duì)這些指標(biāo)的綜合分析發(fā)現(xiàn)一些隱含的網(wǎng)絡(luò)性能特性。

對(duì)時(shí)延和丟包率做相關(guān)性分析后發(fā)現(xiàn)，通過(guò)分析丟包率和時(shí)延的關(guān)聯(lián)曲線可以分析瓶頸路由器的丟包情況，如圖1所示。

丟包率和時(shí)延之間的關(guān)聯(lián)有重要意義：分析丟包率處于較高水平時(shí)時(shí)延的值，據(jù)此可以判斷是由于何種原因?qū)е聛G包：

如果時(shí)延值不高，但是丟包率較高>L0，說(shuō)明瓶頸鏈路緩沖區(qū)的大小不足，造成丟包；

如果丟包>L 0時(shí)，時(shí)延也較高>R 0，說(shuō)明的確是網(wǎng)絡(luò)擁塞，屬于正常情況；

如果時(shí)延>4R0并且丟包率>L1，此時(shí)可能是由于網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)生切換造成的；

如果僅僅是時(shí)延> R0，此時(shí)已經(jīng)不適合傳送話音數(shù)據(jù)了。

L0、L1、R0的取值主要取決于不同廠家的路由器以及路由器本身的配置情況，根據(jù)一些工程上的實(shí)際測(cè)試得到一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是：R0為100～500m s、丟包率L0為1%～5%、L1為10%～30%。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文介紹的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以解決IP網(wǎng)絡(luò)單向時(shí)延、可用帶寬的精確測(cè)量問(wèn)題，并為IP網(wǎng)絡(luò)的擁塞分析提供了一種實(shí)際可行的分析手段。

圖1 基于時(shí)延和丟包的擁塞分析

參考資料

[1]IETF.RFC2330

[2]專利.申請(qǐng)?zhí)?00510075342.0

[3]專利.申請(qǐng)?zhí)?00510130143.5

[4]張蓉，李健.高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)帶寬測(cè)試.www.net130.com

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.069

馮國(guó)軍（1 9 7 1年出生），男，河北遵化人，工程師，在讀MBA，主要研究方向：通訊產(chǎn)品需求分析和設(shè)計(jì)。