CN102668455A - 网络监测及分析工具 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于确定通信网络的性能的方法，该方法包括以下步骤：将消息从移动装置发送到至少一个服务器，所述至少一个服务器中的每个服务器被配置为将所述消息引导回所述移动装置；在所述移动装置处接收由所述至少一个服务器中的每个服务器返回的所述消息；由所述移动装置计算由所述移动装置进行的所述消息的发送与由所述至少一个服务器中的每个服务器返回的消息的接收之间的时间差；以及将所计算的时间差转发至从所述至少一个服务器中选择出的主要服务器以进行存储。

Description

网络监测及分析工具

技术领域

本发明涉及用于分析网络性能的***及方法。特别地，而非专有地，本发明涉及提供用于移动电信***的网络监测工具。

背景技术

移动网络包含了非常大数量的组件，范围从无线电网络控制器到具有为数众多的防火墙、路由器及其它装置的网关GPRS支援节点(GGSN)。经由移动网络的数据服务，不论其作为基础的技术为何，是保持相对新近的发展。据此，移动业者仍持续地发展程序及方法以容许他们能监测、调整及升级这些数据网络。

典型地，业者可将广阔范围的监测器及探测器实现在分组核心的基础结构之中，以监测其性能。然而，目前没有能够提供持续监测数据网络所关注的“使用者体验”的方式。数据服务的使用者体验可依据位置及许多其它因素而广泛地变化。举例而言，网络分组核心可能运作的非常好，但若小区塔(cell tower)被不正确地排列，那么在特定区域内的许多使用者可能会体验到较差的网络性能。假定在分组核心以外缺乏可见性的情况下，在此环境中要提供一致的使用者体验是有疑问的。

无疑地，提供能够在分组核心之外提供关于网络性能的数据的监测工具将是有益的。将可以被部署为隐藏有效载荷(payload)的检测工具提供至业者供应的移动消息处理(messaging)客户端以允许遍及整个网络执行大量的测试也将是有益的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定通信网络的性能的方法，该方法包含以下步骤：

将消息从移动装置发送到被配置为将该消息引导回移动装置的一个或多个服务器；

在该移动装置处接收由该一个或多个服务器返回的消息；

由移动装置计算由该移动装置进行的该消息的发送与由该一个或多个服务器返回的消息的接收之间的时间差；以及

将所计算的时间差转发至从该一个或多个服务器中选择出的主要服务器以进行存储。

适当地，由移动装置发送至该一个或多个服务器的消息包括该移动装置的识别号码(MIN)，该识别号码是注册到至少一个服务器的。该消息被保持为足够小，以使从使用者的过程保持透明，并防止可能不利地影响使用者体验的不必要开销。适当地，该消息以100字节为等级更多或更少。

较佳地，该服务器中的每一个在将该消息引导回该移动装置时，将时间戳施加至该消息，以允许监测工具计算该消息往返行程的出站和入站的时间。

发送该消息的步骤可以以规则的间隔执行。适当地，在每个传输之间的间隔被设定以保持过程中所需的电力消耗为最小，以使得不会不利地影响该移动装置的电池寿命。例如，每次传输之间的间隔可被设定为55到61分钟的周期。主要服务器可指示移动测试客户端基于网络团队的测试需求或动态地基于目前的网络性能，来改变在每次消息传输之间的间隔的长度，以获得更多详细的测试数据。

计算时间差的步骤还可包括计算每个测试消息的最初发送及随后响应之间的时间的步骤。可选择地，计算时间差的步骤可包括计算在一个或多个服务器中的所有服务器的组合/平均值的步骤。利用多个服务器可排除关于单一服务器的特定问题，且容许网络服务提供者专注在网络的特定问题上，而非给定扇区内的单一异常。

适当地，将所计算的时间差转发至主要服务器的步骤还包括转发关于移动装置的类型、用于发送该消息的应用程序、在该移动装置及该通信网络之间的连接模式、移动用户的使用者ID、移动装置的识别号码等、移动装置所在的小区标识及扇区号码的信息。

该方法还可包括基于时间差及移动装置的类型、用于发送该消息的应用程序、在该移动装置及该通信网络之间的连接模式、移动用户的使用者ID、该移动装置的识别号码等，来制订报告的步骤。较佳地，报告是以Excel摘录形式的基于每日24小时的原始数据。适当地，该报告是实时或接近实时地经由网页、每日的简讯、电子邮件等来提供的。较佳地，该报告包括识别在特定小区站(cell site)及小区站扇区中的性能问题的信息，以允许业者锁定不足的资源，从而他们可提供给顾客最多的益处。

该方法还可包括将设定时间差转发至该主要服务器的步骤，该设定时间间隔指示逾时事件，其中来自该服务器的返回消息未在预设周期内被该移动装置接收到。虽然这样的预设周期可被改变为针对其目的而言最理想的预设周期，但是较佳地，该预设周期最初被设定为10分钟。该主要服务器可根据预定周期的变化来改变预设周期。可选择地，逾时事件可在至该主要服务器的交易中以代码的方式来被指示。

适当地，该方法可在没有终端使用者交互作用的情形下实施。在此情况中，该移动装置包括专用应用程序，该专用应用程序使该移动装置以规则的间隔将消息发送至该服务器。该应用程序与该主要服务器通信，且响应从服务器发送来的指令，以更改其将消息发送至该服务器的间隔。可选择地，监测方法可由该移动装置的使用者经由一个或多个使用者屏幕来手动启动。

当该方法经由安装在该移动装置上的专用应用程式来实施时，该应用程序可以利用在该移动装置上的一个或多个辅助应用程序，以将消息发送至该一个或多个服务器。当不需要进一步的监测时，该主要服务器可停用该专用应用程序。在此情况下，服务器可将该传输间隔设置为很大的时段，例如9999分钟。可选择地，该主要服务器可将特定指令发送至该移动客户端应用程序，以停止监测。当测试客户端应用程序隐藏在诸如移动消息处理应用程序的另一应用程序内时，移动网络业者必须保证不会对用户产生不便结果。适当地，这包括保证用户不会因由监测工具产生的任何数据使用而被索费。此外，测试量必须被保持在低水平，以最小化电池消耗或对用户的移动体验的任何其它影响。

在说明书各处中的术语“包括(comprising)”应被理解为具有相似于术语“包含(including)”的宽广的含义，且将被理解为含有指定的整体或步骤，或是整体或步骤的组，但并不排除任何其它的整体或步骤，或是整体或步骤的组。此定义同样运用至术语“包括(comprising)”的变型上，诸如“comprise”和“comprises”。

附图说明

为使本发明可被更容易地理解以及产生实际功效，现在将参照附图，该附图示出了本发明的较佳实施例，其中：

第1图是一示意图，描述依据本发明的一个实施例的网络监测工具的操作；

第2图是一示意图，描述依据本发明的又一实施例的网络监测工具的操作；

第3图是一示意图，描述依据本发明的一个实施例的用于网络监测工具的交易流程；

第4图是一示意图，描述依据本发明的另一实施例的网络监测工具的操作；

第5A至5C图是依据本发明的一个实施例的用于网络监测工具的一系列使用者屏幕。

具体实施方式

参照第1图，其例示了依据本发明的一个实施例的网络监测工具的操作。在此例中，监测工具被部署为在网络内漫游的移动装置上的应用程序。如图所示，该网络监测工具使该移动装置101向与网络相关联的服务器102(称为连接服务器)发送消息104。该消息104至少为100字节，且含有向连接服务器102注册的该移动装置的识别号码(MIN)。发送合理大小的消息，诸如100字节，保证了该监测工具可在某程度上精确地建立网络性能的基线，此可作为因素计入以后的分析。

一旦收到消息104，连接服务器102立即将该消息转发回105该移动装置101。该网络监测工具接着通过将由移动装置施加至送出消息及接收消息的时间戳进行比较，计算该消息的往返时间(RTT)，来决定总耗时。为了记录及报告的目的，该往返时间信息接着被转发106至连接服务器102，以存储在数据库107中。

第2图描述了依据本发明的又一实施例的网络监测工具的操作。在此特定例中，网络监测工具使移动装置101同时将消息104、204发送至连接服务器102和称为专用往返时间服务器的第二服务器202。一旦收到消息，连接服务器102和往返时间服务器202均将该消息直接转发回移动装置105、205。一旦收到来自连接服务器和往返时间服务器102、202的返回消息，该移动装置接着开始计算往返时间。

虽然在此例中的所计算的往返时间可能不会是完全准确的实际往返时间，然而，其将提供网络一般健康状况的估量，并且一旦趋势确立后，其可用以识别相较于基线的良好性能或较差性能的周期。

第3图描述了依据本发明中的一个实施例的用于往返时间计算及报告过程的交易流程。如图所示，移动装置首先经由移动客户端开启至网络501的HTTP连接(动作500)，若没有连接已开启的话。网络501产生用于新的HTTP连接的所需的分组数据协议(PDP)上下文(动作502)。一旦HTTP连接被建立，移动客户端就会以消息104、204的形式使用TCP协议来将往返时间测试数据发送(动作503)至连接服务器102及往返时间服务器202。移动客户端接着等待(动作513)连接服务器及往返时间服务器102、202两者的回应。

一旦收到往返时间测试数据(动作504)，连接服务器102以消息105的形式发送往返时间回应(动作505)。同样地，往返时间服务器202一旦收到往返时间测试数据(动作506)，往返时间服务器202就以消息205的形式发送往返时间回应(动作507)。一旦收到(动作508)消息105、205，移动客户端接着就计算往返时间(动作509)。一旦移动客户端已计算好往返时间，其开始经由消息106来将往返时间报告发送(动作510)至往返时间服务器202。往返时间服务器202接着将该报告存储(动作511)至数据库。一旦此动作完成，往返时间服务器202可接着开始经由消息108来将回应消息发送(动作512)至移动客户端。消息108可能包含往返时间总结资料，移动客户端可接着将该资料显示(动作514)在移动装置的屏幕上。

使用的网络监测工具的一个实例显示于第4图中。在此例中，网络监测工具作为应用程序被部署在在移动通信网络内漫游的多个移动手机上。为了叙述的清晰，以下讨论将专注在具有服务多个移动电话的网络的单一小区的往返时间(RTT)的计算上。如图所示，小区300由三个扇区301、302、303所组成。该小区通过网络核心与连接服务器102及往返时间服务器202耦合。

在此例中，该小区300的第一时隙301正在服务两个手机101a、101b，而第二及第三时隙302、303各自服务单个手机101c、101d。如图所示，移动装置101a、101b、101c各自将消息104a、104b、104c发送至连接服务器102，连接服务器102接着将每个消息105a、105b、105c直接转发回到各自的移动装置101a、101b、101c。如上述例的情形，运行移动应用程序的该移动装置中的每一个可将消息204a、204b、204c同时发送至往返时间服务器202，往返时间服务器202立即将每个消息转发回相关的移动装置205a、205b、205c。

可选择地，网络监测应用程序可在开启至往返时间服务器202的连接之前等待定时器结束。将该定时器设定为预定时间间隔，该预定时间间隔的长度以一些因素为基础，诸如网络内被取样的装置个数、装置的电力消耗等。该定时器实际上控制来自移动装置的往返时间数据的取样速率，即支配消息的发送时间，以助于往返时间的计算。在任一情形中，在给定的可能采用的潜在取样量下，且为了减低在移动装置上的影响，取样时间保持为大的。在第4图所例示的例子中，预定时间间隔最初被设为61分钟的周期。建议的是，往返时间服务器可通过减低预定时间间隔来动态地增加取样速率，特别是在可被视为潜在网络问题点的区域，以增加在这些区域上可用的数据以便进一步分析。

由于监测的目的是识别出反常的往返时间，以及为了监测规律的网络性能，在给定的网络通信的限制下，从往返时间服务器返回的消息的逾时应被设定成越长越好，但不长于在测试之间的时间(即，不长于预定周期)。为了保证“延迟(lag)”情形被捕捉到，适当的逾时值会是10分钟。10分钟的逾时周期足够长以捕捉到典型的“延迟事件”，在该事件中传输被中断一段时间(例如由于小区拥挤)。越长的逾时越可能造成使用者登出装置，因此样本流失。逾时值应是从往返时间服务器可配置的，然而，若该逾时长于目前的预定间隔时间(取样间隔)的话，则由往返时间服务器所设定的逾时可被移动装置置换。若达到逾时，那么此数据样本就应被报告为逾时时间。例如，若逾时是10分钟，且在该时间间隔没有收到响应，那么往返时间报告就应显示出10分钟往返时间的样本。

一旦收到来自服务器102、202的相关返回消息，该移动装置101a、101b、101c中的每一个开始计算往返时间。一旦每个移动装置101a、101b、101c已计算好相关的往返时间(RTT)，则移动装置开始将含有相关往返时间信息的消息106a、106b、106c转发至连接服务器102。除了往返时间信息，消息106a、106b、106c也包含移动用户的使用者ID、做测试的装置的移动识别号码(MIN)、用于移动装置的连接细节(GSM/UMTS/其他，及使用的应用程序)、电话型号等。消息还可包含关于自服务器至移动装置的出站时间、自移动装置至服务器的入站时间及分组遗失，即需要重新传输的丢失分组数量的信息。用于往返时间报告消息的理想信息字段的短列表如下面表格1所示。

初始报告将是以每日为基础的自12:00午夜到午夜的24小时的Excel摘录形式的原始数据。服务器结果应以以下方式可得：经由实时网页；经由每日报告(见下方版面编排)；经由excel格式摘录(见下方版面编排及选项)；经由阈值被突破时至定义清单的电话号码的实时通知简讯。该报告指出由小区站/扇区传播的往返时间。因此，识别正在经历高于可接受的往返时间的站或扇区是可能的。这些站应接着被网络团队锁定，以进行更详细的分析。

表格1：往返时间报告消息的字段

对所有的或是对被选择的使用者ID，服务器具有关闭往返时间测试的选项。特别地，只开启针对特定使用者的工具是可能的。通过将往返时间定时器间隔设定为9999分钟，这可被简单地实现。

在工具的一个处理周期(iteration)中，监测客户端软件并入在消息处理应用程序中，该消息处理应用程序在塞班s60电话上被设计以运作成“永远开启”并连接至移动因特网。该消息处理应用程序提供支持发送及接收消息以及可选择地通过EM类型消息的方式将往返时间报告提供回至移动使用者的架构。EM代表扩充消息处理(Extended Messaging)，且是以因特网为基础的实时通讯的专有形式。

在工具的生产版本中，没有任何往返时间信息会被移动客户端使用者看见。然而在测试版本中，使用者可以从设定选单中选择往返时间，这将导致交易被发送至请求目前的往返时间信息的服务器。此信息被提供在来自往返时间机器人(Bot)的EM类型的响应中。第5A至5C图描述了依据本发明的一个实施例的网络监测工具的测试版本的一系列使用者屏幕400。

如第5A图中所例示，使用者在显示屏幕400内启用了选项选单401。为了开始测试，使用者使选项“往返时间”自清单402突出，接着压下选择按钮403。一旦往返时间被选择，则消息405显示在使用者屏幕上，告知使用者往返时间请求已被发送出，如第5B图所示。为消除该消息，使用者接着选择OK按钮406。

在监测工具已根据从返回消息中所得的信息计算好往返时间后，相关信息接着被显示至使用者407(见第5C图)。如第5C图例中所例示的，此例中的往返时间报告消息包含样本取样的日期及时间、电话型号、前次测试的日期及时间、目前测试的往返时间(连接往返时间及注册往返时间)、使用的应用程序、存取的网络类型(此例中为GSM)及一天的平均往返时间(平均连接往返时间及平均注册往返时间)。

如前所述，可以利用分析工具以识别网络内的延迟事件。在此情形中，至另一移动的每个消息交易被视为如同前述讨论的往返时间测试数据一般。

在延迟测试状况下，发送客户端在其发送每个消息时记录时间(ts)，接着在收到应答时记录时间。客户端就能够计算从原始消息发送到其它客户端起算的期间(td)。此往返时间可能被任何类型的网络问题所影响，包含延迟。此影响可能是发送装置，或者是接收装置。

为了最佳化由此测试方法捕捉到的数据量，客户端将期间td与报告阈值(例如3分钟)比较。若td超过阈值，那么发送客户端将通知发送到将被存储及校对的往返时间服务器。适当地，如同所有类似的参数数据一般，该延迟阈值应该是可被容易地变更的并且可被往返时间服务器设定。报告可包含信息，诸如发送者及接收者的使用者识别码、td(实际上是至其它客户端的往返时间)、报告客户端的小区站(若已知)、报告客户端的电话型号，及发送者与接收者的移动识别号码。

本领域技术人员将了解，延迟测试也可在连接服务器处执行。启动以此方式的测试将允许服务器计算对每个交易的响应时间，以及识别一对装置中的哪一个真正地感受到延迟。

会被理解的是，以上实施例仅以例示本发明的方式被提供，且对相关领域技术人员而言显而易见的是，进一步对本发明的修改与改良被视为落于本处叙述的本发明的广泛范围与范畴内。

Claims (19)

1.一种用于确定通信网络的性能的方法，所述方法包括以下步骤：

将消息从移动装置发送到至少一个服务器，所述至少一个服务器中的每个服务器被配置为将所述消息引导回所述移动装置；

在所述移动装置处接收由所述至少一个服务器中的每个服务器返回的所述消息；

由所述移动装置计算由所述移动装置进行的所述消息的发送与对由所述至少一个服务器中的每个服务器返回的所述消息的接收之间的时间差；以及

将所计算的时间差转发至从所述至少一个服务器中选择出的主要服务器以进行存储。

2.如权利要求1所述的方法，其中，由所述移动装置向所述至少一个服务器中的每个服务器发送的所述消息包括所述移动装置的识别号码(MIN)。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述移动装置的识别号码是注册到所述主要服务器的。

4.如权利要求1到3中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个服务器中的每个服务器被配置为在将所述消息引导回所述移动装置时将时间戳施加于所述消息。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述计算的步骤还包括计算所述消息到达所述至少一个服务器中的每个服务器的经过时间的步骤。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中，所述计算的步骤还包括计算所述消息从所述至少一个服务器中的每个服务器到达所述移动装置的经过时间的步骤。

7.如权利要求1到6中的任一项所述的方法，其中，所述时间差指示所述消息的总的往返时间。

8.如权利要求1到7中的任一项所述的方法，其中，将所述消息发送到所述至少一个服务器的步骤是以规则的间隔执行的。

9.如权利要求8所述的方法，其中，每个传输之间的所述间隔被设置为预定的时间周期。

10.如权利要求9所述的方法，其中，从所述至少一个服务器选择出的次要服务器被配置为基于所计算的时间差的变化来动态地改变所述预定的时间周期的长度。

11.如权利要求1到10中的任一项所述的方法，其中，将所计算的时间差转发至所述主要服务器的步骤还包括转发关于移动装置的类型、用于发送所述消息的应用程序、所述移动装置和所述通信网络之间的连接模式、移动用户的使用者ID、所述移动装置的识别号码、所述移动装置所在的小区标识和扇区号码的信息。

12.如权利要求11所述的方法，还包括基于所述时间差和关于移动装置的类型、用于发送所述消息的应用程序、所述移动装置和所述通信网络之间的连接模式、移动用户的使用者ID、所述移动装置的识别号码的所述信息，来为在所述网络内的一个或多个小区制订报告的步骤。

13.如权利要求1到12中的任一项所述的方法，还包括在用于由所述移动装置接收来自所述至少一个服务器的所述返回消息的预设周期终止时，将设置时间差转发至所述主要服务器的步骤。

14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述次要服务器还被配置为根据所述预定周期的变化来改变所述预设周期。

15.一种移动装置，所述装置包括用于执行权利要求1至14中的任一项所述的方法的专用应用程序。

16.如权利要求15所述的移动装置，其中，所述专用应用程序利用所述移动装置上的一个或多个辅助应用程序来将所述消息发送至所述服务器。

17.如权利要求15或16所述的移动装置，其中，所述专用应用程序作为嵌入式应用程序被并入安装于所述移动装置上的主机应用程序中。

18.如权利要求17所述的移动装置，其中，所述主机应用程序包括消息处理功能，并且所述专用应用程序被配置为使用所述主机应用程序的所述消息处理功能来向所述使用者提供关于所计算的时间差的反馈。

19.如权利要求15到18中的任一项所述的移动装置，所述专用应用程序可被所述至少一个服务器中的每个服务器停用。

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