CN104009890B - 一种互联网中的网络质量测试***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互联网中的网络质量测试***，包括：中心服务器、网管服务器，数据库和测试探针；所述测试探针分别部署于互联网的接入层，汇聚层和核心层，用于接收从网管服务器下发的测试任务，模拟运行互联网用户的应用程序，运行网络命令，并将测试结果通过TCP/IP协议上传至网管服务器；一组测试探针共用一个中心服务器、一个数据库和网管服务器。本发明还公开了一种互联网中的网络质量测试方法。

Description

一种互联网中的网络质量测试***及方法

技术领域

本发明涉及互联网服务质量评价领域，特别是在运营商网络中进行的互联网中的网络质量测试***及方法。

背景技术

随着中国宽带互联网的快速发展，不断增长的企业和家庭宽带用户群成为中国通信运营商重要的利润增长点。为了有效保证运营商企业互联网业务服务质量，提升用户感知，解决IP网络的质量客观评估、主动运维、故障快速定位、业务可视等重点问题，需要构建一套基宽带互联网的网络性能及业务质量监测***，在此基础上构建测试平台，针对互联网关键业务的质量测试延伸至最终宽带用户，通过各种接入场景的模拟测试，基于涵盖全部互联网应用场景的端到端测试***，构建业务端到端测试模型，以科学和量化的测试方法，准确获得互联网用户端的网络质量的体验数据，并对这些数据进行收集、科学整理和分析，可以定位网络服务质量差异的瓶颈，保障通信互联互通，改善互联网业务运维水平，节约通信运营商企业客户服务成本，从而为更好的改善网络运营提供科学有效的依据。

测试***和评价方法的引入，可以有效的提高通信运营商网络运营与维护、投诉分析与处理，工程验收等流程化管理效率。从而建立全面的数据网络和业务质量参数体系，实现网络质量和业务质量的全面评估和监控。

目前也存在利用测试探针机来进行测试的技术，如普天公司的测试***，通过部署测试机，不同的测试通道来进行数据的收集，但普天公司目前只是针对手机用户的质量测试，场景单一，且对测试数据缺乏综合的评价，***也没有对客服***开放接口。且建设成本较高，故该技术实际大规模应用还存在一些问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种互联网中的网络质量测试***及方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种互联网中的网络质量测试***，包括：中心服务器、网管服务器，数据库和测试探针；

所述测试探针为专用硬件设备，分别部署于运营商网络的接入层，汇聚层和核心层，可接收从网管服务器下达的测试任务，模拟运行普通互联网用户的应用程序，运行网络命令，测试结果通过TCP/IP协议上传至网管服务器；一组N个探针共用一个中心服务器、一个数据库和网管服务器，N为自然数；

所述数据库，用于存储预设的测试任务、探针上传参数的保存和测试结果的保存；

其中，所述网管服务器，用于通过身份认证***和访问控制技术确定是否允许探针注册和登录，对探针的状态进行监控管理，发送测试任务至探针，收集探针上传的参数信息，同时发送给数据库进行保存；

其中，身份认证***用于实现真实用户的识别认证，如采用RBAC(基于角色的访问控制技术)，保障数据资源在合法范围内得以有效使用和管理，功能包括对网络实体的身份进行全局标识、认证和授权管理，保证实体的真实性和可信任性。

访问控制矩阵(Access Contro1Matrix)基于实体标识和身份认证技术，实现基于信任机制的动态访问控制和资源管理技术，用于为上层安全应用提供支持，在本发明中可支持网络测量服务。该***针对应用***的操作请求，根据从数据库中的本地策略库获得的资源使用和访问控制策略要求，验证可用凭证的可信性，并根据本地政策和可用凭证进行信任计算和资源调度，以确定访问是否可以进行以及相应的资源约束，并将控制结果交给相应网络服务器来执行。

所述中心服务器，用于根据探针的地理地址，IP地址，形成探针分布拓扑，制定测试任务，保存至数据库，通过网管服务器将所述测试任务发送给所述测试任务指定的探针节点；提取数据库中的参数，运行评价方法，输出测试结果，并将测试结果通过对外接口对用户进行反馈，同时保存至数据库。

本发明还公开了一种互联网中的网络质量测试方法，包括以下步骤：

x1、用户向中心服务器请求进行某项网络质量测试，中心服务器通过数据库查询是否最近6～12小时内有测试结果保存，如果有，则将结果返回给用户，同时，询问是否进行新一轮测试；否则，直接进行新一轮测试；

x2、所述中心服务器根据用户请求制定测试任务，首先查询数据库，有无匹配预设测试任务，如果有，则通知网管服务器将测试任务发送至相应探针进行测试；否则，按照用户请求重新制定测试任务，通过网管服务器启动相关探针进行测试。

x3、所述网管服务器通过探针拓扑***确定所述测试任务的配置是否可行，如果可行，则将测试任务存入数据库，同时发送给相应探针，否则，返回给中心服务器测试不可行信息；

x4、所述探针根据测试任务指定的测试类型、测试方式和测试参数，发起主动测试过程，并将获得的测试结果传送给网管服务器；

x5、所述网管服务器将所述测试结果存入数据库；

x6、所述中心服务器从数据库中读取所述测试结果，并对该测试结果进行统计分析，加权运算，将运算分析后的结果通知给所述用户。

所述测试任务包括：

对互联网常见业务(HTTP网页浏览，HTTP/FTP下载，视频)服务质量常规周期测试、对网络基础性能进行周期主动测试和临时专项网络，业务质量测试；

当所述测试任务指定的测试类型为对互联网常见业务(HTTP网页浏览，HTTP/FTP下载，视频)服务质量常规周期测试时，所述测试任务为：探针模拟用户业务使用过程，按照所述网页测试任务指定的测试参数采集包括首包时长(MS)，首屏时长(MS)，页面提取时长，首屏提取成功率(％)，网页浏览完整率，网页平均下载速率，按照所述视频测试任务指定的测试参数收集视频服务器响应时长，平均下载速率(Kbps)，视频下载成功率(0.00％)；

当所述测试任务指定的测试类型为HTTP/FTP下载时，所述测试任务为：测试节点模拟用户业务使用过程，采集下载连接建立时长，下载时长，下载连接建立成功率，下载连接完整率，下载速率；

当所述测试任务指定的测试类型为网络基础性能进行周期测试时，所述测试任务为：测试节点模拟用户业务使用过程，采集DNS解析时延(MS)，DNS解析成功率(％)，TCP连接成功率(％)，TCP建立时长(MS)；

当所述测试任务指定的测试类型为临时专项网络，业务质量时，所述主动测试过程为：测试节点模拟用户业务使用过程，采集某项专项参数，如时延，PING路由是否可达，带宽容量；

所述统计分析，加权运算包括以下步骤：

y1、所述中心服务器按照测试任务的参数定义和方法，提取保存在数据库中的相应数据。

y2、中心服务器根据任务类型，如是HTTP网页浏览，HTTP/FTP下载，视频业务服务质量测试任务，运行质量综合加权评价算法：

其中：pi为参数权重，取值范围为0～1，且所有参数权重值之和为1；ti为相应测试值对应区间得分；m表示参数个数，如是临时专项网络业务质量测试，则转向步骤y3；

y3、专项测试任务，中心服务器根据测试任务确定的测试参数，从数据库中提取数据进行统计分析，统计分析结果存入数据库，同时反馈用户。

所述网管服务器和所述探针采用TCP协议进行交互，其中用于交互的消息采用XML格式封装。

有益效果：本发明提出一种互联网中的网络质量测试***及方法，通过在目前的互联网中部署各种测试探针，研究一种科学的面向互联网相关场景和业务的客户感知质量模型，针对不同的场景和业务，设计相应的测试参数，搭建面向场景和业务的测试床，建立客户感知质量参数体系，并针对每一种场景和业务定义客户感知质量参数集合。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明的一种网络质量测试***结构示意图。

图2为本发明的一种网络质量测试流程示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种互联网中的网络质量测试***，包括：中心服务器、网管服务器，数据库和测试探针；

所述测试探针分别部署于互联网的接入层，汇聚层和核心层，用于接收从网管服务器下发的测试任务，模拟运行互联网用户的应用程序，运行网络命令，并将测试结果通过TCP/IP协议上传至网管服务器；一组测试探针共用一个中心服务器、一个数据库和网管服务器；

所述数据库，用于存储预设的测试任务、保存测试探针上传的参数和测试结果；

所述网管服务器，用于通过身份认证***和访问控制技术确定是否允许测试探针注册和登录，对测试探针的状态进行监控管理，发送测试任务至测试探针，收集测试探针上传的参数信息，同时发送给数据库进行保存；

所述中心服务器，用于根据测试探针的地理地址和IP地址形成探针分布拓扑，制定测试任务，保存至数据库，通过网管服务器将所述测试任务发送给指定的测试探针；提取数据库中的参数，输出测试结果，并将测试结果通过反馈给互联网用户，同时保存至数据库。

本发明还公开了一种互联网中的网络质量测试方法，包括以下步骤：

步骤x1、互联网用户向中心服务器请求进行一种网络质量测试，中心服务器通过数据库查询是否最近6～12小时内是否有测试结果保存，如果有，则将结果返回给互联网用户；否则，进行步骤x2；

步骤x2、所述中心服务器根据互联网用户请求制定测试任务，首先查询数据库，有无匹配预设测试任务，如果有，则通知网管服务器将测试任务发送至对应测试探针进行测试；否则，按照互联网用户请求重新制定测试任务，通过网管服务器启动对应探针进行测试；

步骤x3、所述网管服务器通过探针分布拓扑确定所述测试任务的配置是否可行，如果可行，则将测试任务存入数据库，同时发送给对应探针；否则，返回给中心服务器测试不可行信息，并终止测试；

步骤x4、所述测试探针根据测试任务指定的测试类型、测试方式和测试参数，发起主动测试过程，并将获得的测试结果传送给网管服务器；

步骤x5、所述网管服务器将所述测量结果存入数据库；

步骤x6、所述中心服务器从数据库中读取所述测试结果，并对该测量结果进行统计分析和加权运算，将运算分析后的结果通知给所述用户。

本发明方法中，所述测试任务类型包括：互联网中HTTP网页浏览、HTTP/FTP下载、视频的服务质量周期测试、对网络基础性能进行周期测试或临时专项网络业务质量测试；

当所述测试任务指定的测试类型为对互联网中HTTP网页浏览，HTTP/FTP下载，视频的服务质量周期测试时，测试探针模拟互联网用户业务使用过程；当测试任务为HTTP网页浏览时，按照所述网页测试任务指定的测试参数采集包括首包时长，首屏时长，页面提取时长，首屏提取成功率，网页浏览完整率，网页平均下载速率；当测试任务为HTTP/FTP下载时，测试节点采集下载连接建立时长，下载时长，下载连接建立成功率，下载连接完整率，下载速率；当测试任务为视频任务时，按照所述视频测试任务指定的测试参数收集视频服务器响应时长，平均下载速率，视频下载成功率以及最低速率；

当所述测试任务为网络基础性能进行周期测试时，测试节点采集DNS解析时延，DNS解析成功率，TCP连接成功率，TCP建立时长，时延抖动，以及丢包率；

当所述测试任务为临时专项网络业务质量测试时，测试节点模拟采集包括时延、抖动、PING路由是否可达，以及带宽容量中的任意一种或几种。

本发明方法中，所述统计分析和加权运算包括以下步骤：

y1、所述中心服务器按照测试任务的参数定义和方法，提取保存在数据库中的相应数据；

y2、中心服务器根据任务类型运行质量综合加权评价算法：

其中：pi为参数权重，取值范围为0～1；ti为相应测试值对应区间得分；m表示参数个数，如是临时专项网络业务质量测试，则转向步骤y3；

y3、临时专项网络业务质量测试，中心服务器根据测试任务确定的测试参数，从数据库中提取数据进行统计分析，统计分析结果存入数据库，同时反馈用户。

本发明方法中，所述网管服务器和所述测试探针采用TCP协议进行交互，其中用于交互的消息采用XML格式封装。

实施例1

如图1所示，本实施例部署运用流程如下：

z1、在省级或区域中心，由中心服务器，网管服务器，数据库组成测试管理平台，实现主要功能模块，制定测试方案，进行测试数据的收集和算法的运算，分析和呈现，开放对外接口；

z2、在地市汇聚层，省网核心层部署专用硬件探针，进行测试任务下载和执行，测试数据上传网管服务器；

z3、在接入层，小区楼道或者用户家庭，部署安装测试探针，加电运行；

z4、所有探针在网管服务器上注册登记，登记内容包括地理位置，IP地址，硬件MAC地址，状态信息；

z5、中心服务器制定测试任务，存入数据库，同时发送至网管服务器；

z5、网管服务器发送测试任务至相应探针，

z6、探针运行测试任务，收集测试参数，通过TCP/IP协议，XML封装发送至网管服务器。

Z7、网管服务器将测试参数结果存入数据库。

Z8、中心服务器从数据库提取相应数据，运行算法，进行统计分析，将结果存入数据库，同时，反馈至用户。

所述汇聚层是指运营商地市层面互联网汇聚层，如地市核心下挂的BRAS,SR等。

所述核心层是指运营商省级层面互联网核心，如运营商省干出口等。

所述测试任务是指固定周期任务或者临时任务，通过中心服务器制定，网管服务器调动相应测试探针，模拟用户的使用行为，根据测试任务参数采集方式，对各种数据的一个收集和上报过程。

1、HTTP网页浏览测试任务参数采集方式

2、HTTP/FTP下载测试任务参数采集方式

2、“视频”测试任务参数采集方式

3、通用测试任务参数采集方式

4、临时专项网络业务质量测试参数采集方式

实施例2：HTTP网页浏览测试任务：

根据任务1：HTTP网页浏览测试任务参数采集方式描述的方法，网页类测试采集到5个参数，分别是首包时长(MS)为100MS、首屏时长(MS)为600MS、页面提取时长(MS)为1100MS、首屏提取成功率(％)为90％、网页浏览完整率为90％、网页平均下载速率为500K。依据参数取分表和算法：

质量综合评价＝0.1*(100-(X1-0)*20/140)+0.2*(80-(X2-500)*20/500+0.2*(100-(X3-0)*20/2000)

0.1*(100-(X4-80％)*20/20％+0.1*(100-(X5-80％)*20/20％+0.2*(80-(X6-300)*20/150＝74

其中P1～P5分别为浏览类应用5个参数的权重，其求和为1；X1～X6为相应本轮测试值。

参数取分表：

质量区间得分和权重依据通信行业标准(互联网业务服务质量技术要求[YD/T1641-2007])进行初始设置，本实施例提供的是经过测试优化的实例，使用人员可以根据自身的质量指标评价权重，对综合评分结果进行自定义设置，为更好的体现客户感知，评价标准不得低于行业标准。

本发明提供了一种互联网中的网络质量测试***及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种互联网中的网络质量测试***，其特征在于，包括：中心服务器、网管服务器，数据库和测试探针；

所述测试探针为专用硬件设备，分别部署于互联网的接入层，汇聚层和核心层，用于接收从网管服务器下发的测试任务，模拟运行互联网用户的应用程序，运行网络命令，并将测试结果通过TCP/IP协议上传至网管服务器；一组测试探针共用一个中心服务器、一个数据库和网管服务器；

所述数据库，用于存储预设的测试任务、保存测试探针上传的参数和测试结果；

所述网管服务器，用于通过身份认证***和访问控制技术确定是否允许测试探针注册和登录，对测试探针的状态进行监控管理，发送测试任务至测试探针，收集测试探针上传的参数信息，同时发送给数据库进行保存；

所述中心服务器，用于根据测试探针的地理地址和IP地址形成探针分布拓扑，制定测试任务，保存至数据库，通过网管服务器将所述测试任务发送给指定的测试探针；提取数据库中的参数，输出测试结果，并将测试结果通过反馈给互联网用户，同时保存至数据库；

所述网络质量测试***实现网络质量测试的流程，包括以下步骤：

步骤x1、互联网用户向中心服务器请求进行一种网络质量测试，中心服务器通过数据库查询是否最近6～12小时内是否有测试结果保存，如果有，则将结果返回给互联网用户；否则，进行步骤x2；

步骤x2、所述中心服务器根据互联网用户请求制定测试任务，首先查询数据库，有无匹配预设测试任务，如果有，则通知网管服务器将测试任务发送至对应测试探针进行测试；否则，按照互联网用户请求重新制定测试任务，通过网管服务器启动对应探针进行测试；

步骤x3、所述网管服务器通过探针分布拓扑确定所述测试任务的配置是否可行，如果可行，则将测试任务存入数据库，同时发送给对应探针；否则，返回给中心服务器测试不可行信息，并终止测试；

步骤x4、所述测试探针根据测试任务指定的测试类型、测试方式和测试参数，发起主动测试过程，并将获得的测试结果传送给网管服务器；

步骤x5、所述网管服务器将所述测试结果存入数据库；

步骤x6、所述中心服务器从数据库中读取所述测试结果，并对该测试结果进行统计分析和加权运算，将运算分析后的结果通知给所述用户；

所述测试任务类型包括：互联网中HTTP网页浏览、HTTP/FTP下载、视频的服务质量周期测试、对网络基础性能进行周期测试或临时专项网络业务质量测试；

当所述测试任务指定的测试类型为对互联网中HTTP网页浏览，HTTP/FTP下载，视频的服务质量周期测试时，测试探针模拟互联网用户业务使用过程；当测试任务为HTTP网页浏览时，按照所述网页测试任务指定的测试参数采集包括首包时长，首屏时长，页面提取时长，首屏提取成功率，网页浏览完整率，网页平均下载速率；当测试任务为HTTP/FTP下载时，测试节点采集下载连接建立时长，下载时长，下载连接建立成功率，下载连接完整率，下载速率；当测试任务为视频任务时，按照所述视频测试任务指定的测试参数收集视频服务器响应时长，平均下载速率，视频下载成功率以及最低速率；

当所述测试任务为网络基础性能进行周期测试时，测试节点采集DNS解析时延，DNS解析成功率，TCP连接成功率，TCP建立时长，时延抖动，以及丢包率；

当所述测试任务为临时专项网络业务质量测试时，测试节点模拟采集包括时延、抖动、PING路由是否可达，以及带宽容量中的任意一种或几种；

所述统计分析和加权运算包括以下步骤：

y1、所述中心服务器按照测试任务的参数定义和方法，提取保存在数据库中的相应数据；

y2、中心服务器根据任务类型运行质量综合加权评价算法：

其中：pi为参数权重，取值范围为0～1；ti为相应测试值对应区间得分；m表示参数个数，如是临时专项网络业务质量测试，则转向步骤y3；

y3、临时专项网络业务质量测试，中心服务器根据测试任务确定的测试参数，从数据库中提取数据进行统计分析，统计分析结果存入数据库，同时反馈用户；

所述网管服务器和所述测试探针采用TCP协议进行交互，其中用于交互的消息采用XML格式封装。