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多跳无线网络可用带宽自适应探测包长实时检测系统.pdf

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无线网络 可用 带宽 自适应 探测 实时 检测 系统
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摘要
申请专利号:

CN201910025078

申请日:

20190111

公开号:

CN109560995A

公开日:

20190402

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: H04L12/26 主分类号: H04L12/26
申请人: 武汉虹旭信息技术有限责任公司
发明人: 张巍;童梦
地址: 430205 湖北省武汉市江夏区藏龙岛谭湖二路1号虹信无线通信产业园
优先权:
专利代理机构: 42001 代理人: 黄瑞棠
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910025078

授权公告号:

法律状态公告日:

20190426

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明公开了一种多跳无线网络可用带宽自适应探测包长实时检测系统,涉及一种可用带宽实时检测机制。本方法是:①系统初始化(1);②源主机向目的主机发送具有大范围速?#23454;?#21253;串进行测量,得到瓶颈链路所处的位置及一个可用带宽的预估值(2);③每隔t1时间,重新设定数据包串的生命周期值,调整数据包串中数据包长的范围进行另外一次测量(3);④根据时延信号判断本次测量是否成功(3);⑤调整数据包串速率范围,判断是否进行另外一次的测量(5)。本发明不仅实现了对多跳无线网络带宽的实时检测,缩短了测量的时间,?#22266;?#39640;可用带宽的测量值的准?#20998;擔?#25552;高多跳无线网络可靠性。

权利要求书

1.一种多跳无线网络可用带宽自适应探测包长实时检测系统,其特征在于: 包括源主机(10)和目的主机(20); 源主机(10)和目的主机(20)之间采用3G、4G、5G的通信方式和无线网络通信方式。 2.按权利要求1所述的实时检测系统, 所述的源主机(10)负责数据包串的发送和时延信息的数据分析和处理; 所述的目的主机(20)负责数据包串的接收和当前网络时延信息的反馈。 3.基于权利要求1-2所述系统的实时检测方法,其特征在于: ①系统初始化(1); ②源主机向目的主机发送具有大范围速?#23454;?#21253;串进行测量,得到瓶颈链路所处的位置及一个可用带宽的预估值(2); ③每隔t1时间,重新设定数据包串的生命周期值,调整数据包串中数据包长的范围进行另外一次测量(3); ④根据时延信号判断本次测量是否成功(3), 是则进入步骤⑤,否则跳转到步骤③; ⑤调整数据包串速率范围,判断是否进行另外一次的测量(5), 是则跳转到步骤③,否则跳转到步骤②。 4.按权利要求3所述的实时检测方法,其特征在于所述的步骤②: 源主机向目的主机发送一串具备大范围的数据包串,其典型值为0-100Mpbs,其中,数据包串属于用户数据报协议数据包,该包由两个部分组成,一部分是测量数据包,是用于定位网络中瓶颈链路;另外一部分是?#27721;?#25968;据包,是用于可用带宽的测量;在测量数据包中,头部的测量数据包的生命周期值从1依次增加T,其中T的大小由路径节点决定,尾部的测量数据包的生命周期值从T依次递减到1; 源主机根据目的主机返回的时延信息来确定瓶颈链路所处的位置及一个可用带宽的预估值B。 5.按权利要求3所述的实时检测方法,其特征在于所述的步骤③: 重新设定数据包串的生命周期值T以便将包串定位到该网络瓶颈链路上,同时调整包串中数据包长的范围,预测实际可用带宽的精?#20998;?#22312;B±M之间,M取可用带宽B的7%-15%,包长的调整参考实际可用带宽值B±M的两个上下限,利用实际可用带宽的上下限,确定包长的调整范围,即以B+M为可用带宽的上限值发包或以B-M为可用带宽的下限值发包; 可用带宽的上限值发包和下限值发包的原理相同,并在每相隔t1时间重复发送调整后的包串,其中次数为K次,K取3-5,然后取平均得到下一次可用带宽的预估值B。 6.按权利要求3所述的实时检测方法,其特征在于所述的步骤④: 在每次测量中,目的主机将收到的时延信息反馈回源主机,源主机根据时延信息及时调整数据包长的范围并且根据测量返回的时延信息分析判断本次测量是否成功,其判?#31995;?#26631;准是当观察到包串返回的时延信息单调增加,是则跳转到步骤③,否则进入步骤⑤。 7.按权利要求3所述的实时检测方法,其特征在于所述的步骤⑤: 当判断为成功时,重复步骤③,其调整后的实际可用带宽的范围是B±M,由步骤②可知调整包串的最大包长L,其中包长对应的最大发送速率为Bmax、Bminx,其中(y×Bmax)=B+M,(y×Bminx)=B-M,其中Bmax表示包串范围最大的发送速率,Bmin表示包串范围最小的发送速率,y表?#38236;?#25972;包串对应的调节系数; 当判断是不成功,则将上一次的数据包串速率范围变化±N发送调整后的数据包,进行另外一次的测量,其中,N取用上一次数据包串速?#23454;?%-10%,N具体的取值由网络情况决定,网络情况良好时,N取10%,网络情况较差时,N取5%,重复步骤②。

说明书


多跳无线网络可用带宽自适应探测包长实时检测系统
技术领域


本发明涉及一种可用带宽实时检测机制,尤其涉及一种多跳无线网络可用带宽自
适应探测包长实时检测系统。


背景技术


随着多媒体应用和实时业务的不断增加,人们对网络的服务质量有了更高的要
求。网络测量是高性能协议设计、网络管理与操作、网络设备开发和网络规划与建设的基
础,人们对网络的服务质量有了更高的要求。尽管网络容?#21487;?#35745;、网络资源分配和应用设计
的问题,网络带宽测量的目的是精确地?#19994;?#32593;络中的瓶颈链路所在,从而为全网范围的网
络容量规划提供依据,由此带宽测量在网络测量中占有重要地位。


网络带宽的测量方法主要包括主动测量和被动测量两?#22336;?#27861;:其中,主动测量方
法是通过主动发送测试包来获得网络带宽测量值;而被动测量方法是通过分析网络中存在
的数据流得到网络带宽测量数据。


发明内容


本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种多跳无线网络可用带宽自适应探
测包长实时检测系统。本发明不仅可以实现对无线网络可用带宽的实时监测,还能提高多
跳无线网络中可用带宽的测量值的准?#20998;擔?#20943;少差错率,提高多跳无线网络的可靠性。


本发明的技术方案为:


一、多跳无线网络可用带宽自适应探测包长实时检测系统(简称系统)


1、总体


如图1,本系统包括源主机和目的主机;


源主机和目的主机之间采用采用3G、4G、5G的通信方式和无线网络通信方式。


二、多跳无线网络可用带宽自适应探测包长实时检测方法(简?#21697;?#27861;)


本方法包括如下步骤:


①系统初始化;


②源主机向目的主机发送具有大范围速?#23454;?#21253;串进行测量,得到瓶颈链路所处的位置
及一个可用带宽的预估值;


③每隔t1时间,重新设定数据包串的生命周期值,调整数据包串中数据包长的范围进
行另外一次测量;


④根据时延信号判断本次测量是否成功,是则进入步骤⑤,否则跳转到步骤③;


⑤调整数据包串速率范围,判断是否进行另外一次的测量,是则跳转到步骤③,否则跳
转到步骤②。


本发明的有益效果在于:


本发明不仅实现了对多跳无线网络带宽的实时检测,缩短了测量的时间,?#22266;?#39640;可用
带宽的测量值的准?#20998;擔?#25552;高多跳无线网络可靠性。


附图说明


图1是本系统的结构方框图;


图2是本方法的工作流程图。


图中:


10—源主机,20—目的主机。


具体实施方式


下面结合附图和实施例详细说明。


一、系统


1、总体


如图1,本系统包括相互交互的源主机10和目的主机20;


源主机10与目的主机20之间采用采用3G、4G、5的通信方式和无线网络通信方式。


2、功能块


①源主机10


源主机10负责数据包串的发送和时延信息的数据分析和处理。


②目的主机20


目的主机20负责数据包串的接收和当前网络时延信息的反馈。


二、方法


如图2,本方法包括如下步骤:


①系统初始化-1


②源主机S1向目的主机S2发送一串具备大范围的包串进行测量,得到瓶颈链路所处的
位置及一个可用带宽的预估值B-2


源主机S1向目的主机S2发送一串具备大范围的数据包串(其典型值为0-100Mpbs),其
中,数据包串属于用户数据报协议数据包,该包由两个部分组成,一部分是测量数据包,是
用于定位网络中瓶颈链路;另外一部分是?#27721;?#25968;据包,是用于可用带宽的测量;在测量数据
包中,头部的测量数据包的生命周期值从1依次增加T,其中T的大小由路径节点决定,尾部
的测量数据包的生命周期值从T依次递减到1;


源主机S1根据目的主机S2返回的时延信息来确定瓶颈链路所处的位置及一个可用带
宽的预估值B;


③每隔t1时间,重新设定数据包串的生命周期值T,调整包串中数据包长的范围进行另
外一次测量-3


重新设定数据包串的生命周期值T以便将包串定位到该网络瓶颈链路上,同时调整包
串中数据包长的范围,预测实际可用带宽的精?#20998;?#22312;B±M之间,M取可用带宽B的7%-15%,包
长的调整参考实际可用带宽值B±M的两个上下限,利用实际可用带宽的上下限,确定包长
的调整范围,即以B+M为可用带宽的上限值发包或以B-M为可用带宽的下限值发包;


可用带宽的上限值发包和下限值发包的原理相同,并在每相隔t1时间重复发送调整后
的包串,其中次数为K次,K取3-5,然后取平均得到下一次可用带宽的预估值B;


④根据时延信息判断本次测量是否成功-4


在每次测量中,目的主机S2将收到的时延信息反馈回源主机S1,源主机S1根据时延信
息及时调整数据包长的范围并且根据测量返回的时延信息分析判断本次测量是否成功,其
判?#31995;?#26631;准是当观察到包串返回的时延信息单调增加,是则跳转到步骤③,否则进入步骤
⑤;


⑤调整数据包串速率范围,进行另外一次的测量-5


是则跳转到步骤③,否则到步骤②


当判断为成功时,重复步骤③,其调整后的实际可用带宽的范围是B±M,由步骤②可知
调整包串的最大包长L,其中包长对应的最大发送速率为Bmax、Bminx,其中(y×Bmax)=B+M,
(y×Bminx)=B-M,其中Bmax表示包串范围最大的发送速率,Bmin表示包串范围最小的发送
速率,y表?#38236;?#25972;包串对应的调节系数;


当判断是不成功,则将上一次的数据包串速率范围变化±N发送调整后的数据包,进行
另外一次的测量,其中,N取用上一次数据包串速?#23454;?%-10%,N具体的取值由网络情况决
定,网络情况良好时,N取10%,网络情况较差时,N取5%,重复步骤②。


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