CN101160823A - 一种网络性能的监测方法、设备及*** - Google Patents

一种网络性能的监测方法、设备及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种网络性能的监测方法、设备及***，所述方法包括网管设备向本端网元下发对端网元及其多个IP地址之间的对应关系；根据所述对应关系，本端网元分别计算本端IP地址与对端多个IP地址之间的性能参数；本端网元对计算的多个性能参数进行统计。本发明还提供一种可进行网络性能监测的网元设备，与网管设备及对端网元相连，所述网元设备包括：接收单元，性能参数处理单元，性能参数统计单元以及发送单元。并且提供网络性能监测***。根据本发明可在对每两个媒体网关间IP服务质量和RTP流带宽进行有效测量，节省了性能测试的消息带宽并降低了网管设备处理负荷。

Description

一种网络性能的监测方法、 设备及*** 技术领域
本发明涉及网络通信技术领域， 特别地， 涉及网络性能的监测方法、 设备及***。 背景技术
将语音信号转换成数据通过 IP网络传输可大大节省传输带宽和建设 时间， 目前， 下一代网络（NGN, Next Generation Network )和包含 R4 建构的 WCDMA核心网正在世界范围内相继实施。 但由于 IP网络的特殊 性， 时延、 抖动、 丟包经常发生， 对语音质量造成较大的影响。 如何监 控大型的下一代网络端到端服务质量（QoS, Quality of Service )和实时 传输协议（ RTP, Real-time Transport Protocol )流带宽， 已成为下一代网 絡中重要技术研究问题。
图 1是现有技术中 IP网络***的拓朴结构示意图。 按照实时传输控制 协议 ( RTCP, Real-timeTransportControlProtocol ) /实时传输协议（RTP, Real-timeTransportProtocol )规定的 IP服务质量统计方法， 在媒体网关 ( MGW, Media Gateway )上可统计出到对端 IP地址的语音 IP服务质量值， 利用 RTP流可统计两个媒体网关之间的带宽。
在中型或大型的下一代网络中， 一个媒体网关处理的数据流带宽较 宽， 达几百兆甚至更高。 这时， 需要在媒体网关上配置多个千兆以太网 ( GE, Gigabit Ethernet )或快速以太网 （FE， Fast Ethernet )端口， 每个 端口需要配置一个 IP地址，则其他任意一个媒体网关到该媒体网关之间存 在多个 IP通道。 由于媒体网关只知自己的 IP地址， 没有局向即到另外一个 媒体网关方向的概念， 按照 RTCP/RTP协议的 IP服务盾量统计方法， 媒体 网关将分别统计到每一个对端 IP地址的 QoS值，这样就造成到一个局向上 多个 IP地址的 IPJ良务盾量重复统计、 RTP流统计分离， 须上报大量的统计 报文， 占用了操作维护中心（ 0MC , Operation & Maintenance Center )的 管理通道的带宽并加大了网管设备处理负荷。
例如， 在有十五个媒体网关的中型下一代网絡中， 每个媒体网关配 置两个 IP地址。在一个统计周期内，每个媒体网关须上 4艮 2 X ( 14 X 2 ) =56 个报文， 则十五个媒体网关共上报 15 X 56=840个报文。
而一个大型的下一代网络中， 可能配置有上百个媒体网关， 每个媒 体网关可配置不止一个 IP地址。 那么， 这种统计方法所导致的统计报文 将成几何级增长， 使网络带宽和网管设备都不堪重负， 且统计报文不能 清晰地表达出两个媒体网关之间 IP服务质量的历史情况和带宽。 发明内容
本发明的目的在于提供网络性能的监测方法、 设备及***， 在诸如 下一代网络或者 R4架构的无线核心网之类的 IP网络中，实现网元间包括 IP 服务质量、 RTP流带宽等网絡性能的测量。
根据本发明提供的一种网络性能的监测方法， 包括：
网管设备向本端网元下发对端网元及其多个 IP地址之间的对应关 系；
才艮据所述对应关系， 本端网元分别计算本端 IP地址与对端多个 IP 地址之间的性能参数；
本端网元对计算的多个性能参数进行统计。
更适宜地， 该方法还包括步骤：
将所统计的性能参数上报网管设备。
所述性能参数包括服务质量参数， 所述方法进一步包括： 确定本端网元计算的多个服务质量参数中的最大值、最小值， 并将 该最大值、 最小值上报给网管设备。
所述本端网元利用 RTCP协议计算本端 IP地址与对端多个 IP地址 之间的性能参数。
所述性能参数包含服务盾量参数，所述方法还包括网管设备向本端 网元下发服务质量参数阈值的步骤，本端网元统计多个服务质量参数超 过所述阔值的时长的步骤。
所述性能参数包括带宽参数,所述对多个性能参数进行统计的步骤 还包括计算本端网元的多个带宽参数的总和，所述带宽参数包括收方向 带宽参数和发方向带宽参数。
所述网络包括下一代网络。
所述网元包括媒体网关。
根据本发明还一种 IP 网络的网元设备， 与网管设备及对端网元相 连， 所述网元设备包括：
接收单元， 用于接收网管设备下发的对端网元与其多个 IP地址之 间的对应关系；
性能参数处理单元， 用于根据所述对应关系， 分別计算本端 IP地 址与对端多个 IP地址之间的性能参数；
性能参数统计单元， 用于对计算的多个性能参数进行统计， 并将统 计结果输入发送单元；
发送单元， 用于将性能参数统计单元的统计结果上报网管设备。 所述性能参数包括服务质量参数，所述性能参数统计单元确定计算 的多个服务质量参数的最大值、最小值，并由发送单元上报给网管设备。
所述性能参数包括服务质量参数、 带宽参数， 所述接收单元接收网 管设备下发的服务质量参数阈值，所述性能参数统计单元统计多个服务 质量参数超过所述阔值的时长，所述性能参数统计单元确定计算的多个 带宽参数的总和， 并由发送单元上报给网管设备。
所述网元设备包括媒体网关。
根据本发明还提供一种网絡***， 用于实现网络性能监测， 该*** 包括网管设备， 以及所述的网元设备。
所述 IP网络***包括下一代网络***。
综上所述， 根据本发明， 在网管设备和媒体网关的配合下， 实现了
IP网络中每两个媒体网关间 IP服务质量、 RTP流带宽等网络性能的有效 测量， 从而极大地节省了性能测试的消息带宽并降低了网管设备处理负 荷， 且能清晰地表达每两个媒体网关间 IP服务质量的历史情况， 为 IP网 络优化提供了依据。 附图说明 为更好地理解本发明， 下面仅以实施例的方式结合附图对本发明作 进一步说明， 其中：
图 1是现有技术中 IP网络***的拓朴结构示意图；
图 1是 居本发明的在 IP网络中监测网元间网络性能的方法流程 图。 具体实施方式
图 2是本发明的在 IP网络中监测网元间网络性能的流程图。 在 IP 网络如下一代网络中， 网管设备向各个网元如媒体网关下发消息要求反 馈 RTP端口的 IP地址， 网元反馈自己配置的相应端口 IP地址， 网管设 备建立局向和网元 RTP端口 IP地址之间的对应关系。 在步骤 S11 , 网管 设备向本端媒体网关下发对端媒体网关与其 IP地址組之间的对应关系， 并创建网络性能统计任务。 使用命令创建统计任务的示例如下：
CRE IPQOSTSK: TSKN= "北京-广州 "
MU=IPQOSMEASURE，SPD=1,SP1S=00&00,SP1E=00&00,PRD=M1,LIP=" 10.10.214.26",
RIP="10.10.118.58:10.10.118.59:10.10.118.60:10.10.118.61&10.11.211.30:10 .11·211·31:10·11.211.32:10·11·211.33&10.12.10.8"，
ITMID=REVRTPPACKETS&SENDRTPPACKETS&REVRTPBYTES&SE NDRTPBYTES&LREVRTPPACKETS&MAXLRATE&MAXLRATESIP& MAXLRATEDIP&MINLRATE&MINLRATESIP&MINLRATEDIP&MAXD E
LAYJITTER&]VL XDELAYJITTERSIP&MAXDELAYJITTERDIP&MIND ELAYJITTER&MINDELAYJITTERSIP&MINDELAYJITTERDIP&MAXCI RCLEDELAY&MAXCIRCLEDELAYSIP&MAXCIRCLEDELAYLI
P&MINCIRCLEDELAY&MI CI CLEDELAYSIP&MINCIRCLEDELAYL IP&RECVRTPBAND&SENTRTPBAND&LOSTRATEEXCEEDTHRD&DE LAYJITTEREXCEEDTHRD&CIRCLEDELAYEXCEEDTHRD;
其中 TSKN 表示任务名称， MU 表示测量单元， 参数值 "IPQOSMEASURE"表示统计 IPQOS 值； SPD=1， SP1S=00&00, SP1E=00&00,PRD=M1 表示任务每天周期执行， 统计周期为 1 分钟 ( PRD=M1 ), 统计时间是从 00: 00到第二天 00: 00; LIP表示本端媒体 网关的 IP地址， 该例中为 10.10.214.26; RIP表示对端媒体网关的 IP地 址， 该例中包含 3个对端媒体网关局点， 每个局点有若干个 IP地址， 如 对端局点 1有 4个 IP地址，分别为 10.10.118.58、 10.10.118.59、 10.10.118.60 及 10.10.118.61。
ITMID表示统计指标， 各统计指标含义如下. -
REVRTPPACKETS 接收 RTP包总数
SEND TPPACKETS 发送 RTP包总数
REVRTPBYTES 接收 RTP字节总数 (K字节）
SEND TPBYTES 发送 RTP字节总数 (K字节：）
LREVRTPPACKETS 接收 RTP包丢失总数
MAXLRATE 本端统计最大丟包率 (％)
MAXLRATESIP 最大丟包率的近端 IP地址
MAXLRATEDIP 最大丢包率的远端 IP地址
MINLRATE 本端统计最小丟包率 (％)
MINLRATESIP 最小丟包率的近端 IP地址
MINLRATEDIP 最小丢包率的远端 IP地址
MAXDELAYJITTER 本端统计时延抖动最大值 (毫秒)
MAXDELAYJITTERSIP 时延抖动最大值的近端 IP地址
MAXDELAYJITTERDIP 时延抖动最大值的远端 IP地址
MINDELAYJITTE 本端统计时延抖动最小值 (毫秒)
MINDELAYJITTE SIP 时延抖动最小值的近端 IP地址
MINDELAYJITTERDIP 时延抖动最小值的远端 IP地址
MAXCIRCLEDELAY 本端统计最大环路时延 (毫秒）
MAXCIRCLEDELAYSIP 最大环路时延的近端 IP地址
MAXCIRCLEDELAYLIP 最大环路时延的远端 IP地址
MINCIRCLEDELAY 本端统计最小环路时延 (毫秒）
MI CIRCLEDELAYSIP 最小环路时延的近端 IP地址 MINCIRCLEDELAYLIP 最小环路时延的远端 IP地址 RECVRTPBAND 收方向 RTP流量带宽 (K字节 /秒）
SENTRTPB AND 发方向 RTP流量带宽 (K字节 /秒）
LOSTRATEEXCEEDTHRD 丟包率超过阔值的时长 (秒）
DELAYJITTEREXCEEDTHRD 时延抖动超过阔值的时长 (；秒）
CIRCLEDELAYEXCEEDTHRD环路时延超过阈值的时长 (秒） 这里以本端一个 IP地址到对端多个 IP地址为例 ,描述两个媒体网关之 间网络性能监测的过程。对于本端多个 IP地址的情况，可分别重复该过程。 如果不指定本端 IP, 则表明是统计本端所有 IP和对端的 QoS值和流量。
特别地， 网管设备可通过命令下发设定服务质量参数的阈值， 如设 定时延、抖动和丟包率的阈值，例如，设定抖动阈值 30ms,时延阈值 100ms, 丟包率 0.01%:
SET IPQOSTHD: TSKN="北京-广州 "， MU=IPQOSMEASURE, JITTE THRD=30, DELAYTHRD=100, LOSTTHRD=0.01。
步骤 S12， 才艮据下发的对端媒体网关与其 IP地址组之间的对应关系， 本端媒体网关可创建自身的统计任务， 利用 RTCP协议计算本端 IP地址和 对端多个 IP地址之间的性能参数， 如服务质量参数及 RTP流带宽参数。 特 别地， 服务质量参数包括时延、 抖动时间和丟包率中的一个或多个， 带 宽参数包括收方向带宽参数和发方向带宽参数。
步驟 S13 , 才艮据网管设备下发的对端媒体网关与其多个 IP地址的对应 关系， 本端媒体网关对计算的多个性能参数进行统计。 本端媒体网关汇 总所有接口板上报的统计数据 ,在每两个 IP对之间计算数据中统计出到对 端媒体网关的服务质量参数以及 RTP流带宽参数。
对于服务盾量参数， 可统计出每个局向的多个服务质量参数中的最 大值、 最小值， 如最大 /最小时延值、 最大 /最小抖动值和最大最小丢包率 值。 例如， 确定最大时延值的过程如下： 本端媒体网关周期性采样当前 时刻的每个 IP地址对的时延值， 以每个 RTCP测量周期采样为例， 以本 次的 RTCP 时延值 (Qa)与目前为止最大的时延值 (Qmax)比较， 如果 Qa>Qmax , 则更新 Qma 的值为 Qa, 同时记录对应的本端 IP地址与对 端 IP地址。 一个统计周期内每个 RTCP测量周期都执行该步骤， 最终得 到的 Qmax就是所有 IP地址对中最大的时延值。 又如， 确定最小时延值 的过程为：以本次 RTCP测量周期的 IP QOS值 (Qa)与 目前为止最小的时 延值 (Qmin)比较， 如果 Qa<Qmin, 则更新 Qmin的值为 Qa, 同时记录对 应的本端 IP地址与对端 IP地址。一个统计周期内每个 RTCP测量周期都 执行该步骤， 最终得到的 Qmin就是所有 IP地址对中最小的时延值。
对于 RTP流带宽参数，本端网元可对利用 RTCP协议计算的多个带 宽参数求和。优选地，带宽参数包括收方向流量带宽和发方向流量带宽， 可分别对收方向流量带宽和发方向流量带宽进行求和，以确定多个 RTP 流带宽参数的总和。
同时， 根据前述网管设备下发命令设定的时延、 抖动和丢包率的阈 值，本端媒体网关可监测接口板每个 RTCP测量周期上报的统计数据，计 算统计周期内局向之间时延、 抖动和丟包率超过闹值的时长。 例如， 所 设置的时延阈值是 100ms,统计时延值超过阈值的时长的具体过程为： 本 端媒体网关周期性采样当前时刻的每个 IP地址对的时延值， 这个采样周 期和 RTCP测量周期相同， 以每次 RTCP采样为例， 如果多个 IP地址对 中的某个 IP地址对当前 RTCP测量周期的时延超过了 100ms , 则时延值 超过阈值的时长要累加 RTCP的测量周期时间。如 5分钟即 300秒的统计 周期内，每次采样并比较一次，结果发现有 2个 RTCP测量周期的时延值 超过了阈值， 则该统计周期内时延值超过阈值的时长就是 2 RTCP测量 周期。
最后， 步骤 S14, 本端媒体网关向网管设备上报到对端媒体网关的统 计后的性能参数， 包括最大 /最小时延值、 最大 /最小抖动值和最大最小丟 包率值， 收方向 R P流量总带宽、 发方向 RTP流量总带宽， 以及时延、 抖动和丟包率超过阈值的时长等参数。 上报的报文示例如下：
任务名称 =北京 -广州
测量单元名称 = IP QoS 测试
统计周期 = 1分钟
结果序号 = 14 结果是否可靠 - TRUE
对象实例 =对象名称 = IP地址 LIP = 10.10.214.26
RIP = 10.10.118.58:10.10.118.59:10.10.118.60:10.10.118.61 对象参数
=10.10.214.26&10.10.118.58:10.10.118.59:10.10.118.60:10.10.118.61 结果产生时间 = 2005-09-30 10:00:00
接收 RTP包总数 = 7001000
发送 RTP包总数 = 7001020
接收 RTP字节总数 (K字节） = 1400200
发送 RTP字节总数 (K字节） = 1400204
接收 RTP包丟失总数 = 0
本端统计最大丟包率(％) = 0
最大丢包率的近端 IP地址 = 0.0.0.0
最大丢包率的远端 IP地址 = 0.0.0.0
本端统计最小丟包率 (％) = 0
最小丢包率的近端 IP地址 = 0.0.0.0
最小丢包率的远端 IP地址 = 0.0.0.0
本端统计时延抖动最大值 (毫秒）= 100
时延抖动最大值的近端 IP地址 = 10.10.214.26
时延抖动最大值的远端 IP地址 = 10.10.118.60
本端统计时延抖动最小值 (毫秒） = 10
时延抖动最小值的近端 IP地址 = 10.10.214.26
时延抖动最小值的远端 IP地址 = 10.10.118.59
本端统计最大环路时延 (毫秒） = 80
最大环路时延的近端 IP地址 = 10.10.214.26
最大环路时延的远端 IP地址 = 10.10.118.61
本端统计最小环路时延 (亳秒）= 10
最小环路时延的近端 IP地址 = 10.10.214.26
最小环路时延的远端 IP地址 = 10.10.118.58 收方向 RTP流量带宽 (K字节 /秒） = 23336.667
发方向 RTP流量带宽 (K字节 /秒） = 23336.667
丢包率超过阈值的时长 (秒） = 0
时延抖动超过阈值的时长 (秒） = 10
环路时延超过阈值的时长 (秒） = 10
另外， 根据本发明还提供一种 IP网络的网元设备（如媒体网关）， 用于实现网絡性能监测， 该网元设备与网管设备及对端网元相连， 网元 设备包括：
接收单元， 用于接收网管设备下发的对端网元与其多个 IP地址之 间的对应关系；
性能参数处理单元， 用于根据所述对应关系， 分别计算本端 IP地 址与对端多个 IP地址之间的性能参数；
性能参数统计单元， 用于对计算的多个性能参数进行统计， 并将统 计结果输入发送单元；
发送单元， 用于将性能参数统计单元的统计结果上报网管设备。 所述性能参数包括服务质量参数， 如时延、 抖动时间、 带宽参数和 丢包率。性能参数统计单元确定计算的多个服务质量参数的最大值、最 小值， 多个带宽参数的总和以及多个服务质量参数超过所述阔值的时 长， 并由发送单元上报给网管设备。
接收单元接收网管设备下发的服务质量参数阈值，所述性能参数统 计单元。
根据本发明还提供一种网络***， 用于实现网络性能监测， 该*** 包括网管设备， 以及本发明提供的网元设备。
所提供的网络***包括下一代网络***。
前文以用于下一代网络中的媒体网关为例， 对本发明作了说明性的 描述。 除此之外， 本发明还可用于任何 IP网络中的除媒体网关以外的其 他网元设备， 这对本领域技术人员而言是易于理解的。
显然， 在不偏离本发明的实质和范围的前提下， 本发明可以有许多 变化和等同替换， 这些变化和等同替换均落入权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

  1. 权 利 要 求
    1、 一种网络性能的监测方法， 其特征在于， 包括：
    网管设备向本端网元下发对端网元及其多个 IP地址之间的对应关 系；
    根据所述对应关系， 本端网元分别计算本端 IP地址与对端多个 IP 地址之间的性能参数；
    本端网元对计算的多个性能参数进行统计。
    2、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 还包括步驟： 将所统计的性能参数上报网管设备。
    3、 如权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述性能参数包括服 务质量参数，所述方法进一步包括确定本端网元计算的多个服务质量参 数中的最大值、 最小值， 并将该最大值、 最小值上报给网管设备。
    4、 如权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述本端网元利 用 RTCP协议计算本端 IP地址与对端多个 IP地址之间的性能参数。
    5、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述性能参数包含服 务质量参数，所述方法还包括网管设备向本端网元下发服务质量参数阈 值的步骤， 本端网元统计多个服务质量参数超过所述阈值的时长的步 骤。
    6、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述性能参数包括带 宽参数，所述对多个性能参数进行统计的步骤还包括计算本端网元的多 个带宽参数的总和，
    所述带宽参数包括收方向带宽参数和发方向带宽参数。
    7、 如权利要求 1、 5、 6中任一项所述的监测方法， 其特征在于， 所述网絡包括下一代网络。
    8、 如权利要求 1、 5、 6中任一项所述的监测方法， 其特征在于， 所述网元包括媒体网关。
    9、 一种 IP网络的网元设备， 与网管设备及对端网元相连， 其特征 在于， 所述网元设备包括：
    接收单元， 用于接收网管设备下发的对端网元与其多个 IP地址之 间的对应关系；
    性能参数处理单元， 用于根据所述对应关系， 分别计算本端 IP地 址与对端多个 IP地址之间的性能参数；
    性能参数统计单元， 用于对计算的多个性能参数进行统计， 并将统 计结果输入发送单元；
    发送单元， 用于将性能参数统计单元的统计结果上报网管设备。 10、 如权利要求 9所述的网元设备， 其特征在于， 所述性能参数包 括服务盾量参数，所述性能参数统计单元确定计算的多个服务质量参数 的最大值、 最小值， 并由发送单元上报给网管设备。
    11、 如权利要求 9所述的网元设备， 其特征在于， 所述性能参数包 括服务质量参数、 带宽参数， 所述接收单元接收网管设备下发的服务质 量参数阁值，所述性能参数统计单元统计多个服务质量参数超过所述阔 值的时长， 所述性能参数统计单元确定计算的多个带宽参数的总和， 并 由发送单元上报给网管设备。
    12、 如权利要求 9至 11中任一项所述的网元设备， 其特征在于， 所述网元设备包括媒体网关。
    13、一种网络***，用于实现网络性能监测，该***包括网管设备， 其特征在于， 还包括权利要求 9至 11中任一项所述的网元设备。
    14、 如权利要求 13所述的***， 其特征在于， 所述 IP网络***包 括下一代网络***。
CNA2006800123414A 2005-12-22 2006-07-27 一种网络性能的监测方法、设备及*** Pending CN101160823A (zh)

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