一种可用带宽测量方法、存储介质及设备技术

本发明专利技术公开了一种可用带宽测量方法、存储介质及设备，方法包括步骤：在网络测试床的链路中设置不同的可用带宽值作为数据采集点，在每个数据采集点向所述链路中发送m条探测流，每个探测流包括n个探测包；提取每条探测流中各个探测包到达目标节点时相邻探测包之间的时间间隔信息，得到m组时间间隔信息；以可用带宽值作为标签，将m组时间间隔信息使用XGBoost算法进行模型训练，得到可用带宽测量模型；将x条探测流注入到待测链路中，提取得到x组时间间隔信息；将x组时间间隔信息输入所述可用带宽测量模型中，得到待测链路的可用带宽值。本发明专利技术提出的可用带宽测量方法在测量结果上更为精确，在测量速度上更快，对待测链路的侵入性较低。

【技术实现步骤摘要】
一种可用带宽测量方法、存储介质及设备
本专利技术涉及带宽测量领域，特别涉及一种可用带宽测量方法、存储介质及设备。
技术介绍
网络可用带宽(NetworkAvailableBandwidth)是量化网络链路传输速率的度量之一，该参数表征了网络中的链路在一个时间段内未使用或空闲的容量。作为网络性能参数的一个重要指标，网络可用带宽测量是网络性能测量的重要组成部分。对于网络链路的可用带宽的测量在许多场景都有着丰富的适用性。例如，一些大型的网络测量平台都将对于可用带宽的测量作为其重要的一部分，比如M-Lab.Ndt(networkdiagnostictool)就集成了可用带宽，网络延迟和网络拥塞等性能测试。此外，可用带宽测量方法和工具还可以用于确定互联网服务供应者的服务水平是否与合约一致，这可以督促互联网服务供应商们为用户提供更加稳定的网络服务。对网络可用带宽的测量还可以用于路由选择、网络拥塞控制和网络故障定位等场景，这会让网络资源配置更加合理，对于网络的管理更加高效。因此，对于网络可用带宽的测量和评估具有在实际场景中有着重要的现实作用。随着网络链路的容量不断增加，网络环境体系越来越复杂，网络可用高带宽测量面临着新的挑战。目前领域内已提出多种可用带宽测量方法，大致可以分为两类。第一类方法叫做“泛洪式”测量方法，比较具有代表性的工具就是iPerf，这种泛洪式的测量方法就是通过不断向待测链路中发送探测数据包，直到把链路打满，再通过计算得出可用带宽值。这种方法测量精确度较高，可是由于需要不停地向待测链路中发送大量探测数据，所以对待测链路的侵入性较高，在测量期间会造成链路拥塞，严重影响网络中既有业务的正常运行。为了克服泛洪式测量方法的缺陷，领域内的科研人员又提出了优化探针式的测量方法，这一类方法通过构造不同形式的探测流量，可以不用向待测链路中发送大量探测数据。这种优化探针式的测量方法可以根据测量原理的不同分为探测速率模型(PRM)和探测间隔模型(PGM)。PRM通过控制发送探测数据报文的速率，观测数据报文的输入速率与探测流单向延迟的变化和匹配情况，在理想情况下，当输入探针速率小于或等于可用带宽时，探测流的单相延迟不会有变大的趋势，反之当输入探测速率大于可用高带宽时，探测流的单向延迟会有增大的趋势。基于PRM的可用带宽测量算法或工具就是试图找到那个输入速率和可用带宽相等的点，从而得到网络路径的可用带宽。然而在PRM测量模式中，要求待测网络满足几个重要条件。首先就是在测量期间待测链路的背景流量必须恒定，就是测量期间待测链路的可用带宽值不能发生变化，否则会影响测量方法的准确性。其次就是待测链路的中间节点必须满足先进先出原则，否则也有可能导致测量方法失效。而在当前的网络环境中，各种网络突发事件频发，现有的基于PRM开发测测量工具(比如Pathload，pathchirp等)大都需要较长时间迭代才能得到最终结果，所以很难满足在测量期间保证背景流量恒定，所以在现有环境下大都准确性较低，测量速度较慢。而PGM的基本思想是，在进行数据传输时，由于背景流量的存在，在经过紧链路时，探测包之间的间隔会由于背景流量的插入而引起变化，此时如果知道紧路容量，就可以根据探测包输入输出间隔的变化计算出背景流量，进而得到可用带宽。与PRM测量模型类似，PGM测量模式也要求待测链路满足背景流量恒定和先进先出的原则。而且PGM要求背景紧链路容量已知。在基于PGM的可用带宽测量工具中，Spruce和igi/ptr比较具有代表性。其中Spruce要求使用者自己输入紧链路容量，这会严重限制使用场景，而igi/ptr虽然内置了紧链路容量测量方法，可是这会引起额外的误差。因此，现有的方法都难以满足当前网络环境下的可用带宽测量，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种可用带宽测量方法、存储介质及设备，旨在解决现有带宽测量方法测量精度差，测量速度慢以及对待测链路的侵入性较高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种可用带宽测量方法，其中，包括步骤：在网络测试床的链路中设置不同的可用带宽值作为数据采集点，在每个数据采集点向所述链路中发送m条探测流，每个探测流包括n个探测包，其中m为大于等于1的整数，n为大于等于2的整数；提取每条探测流中各个探测包到达目标节点时相邻探测包之间的时间间隔信息，得到m组时间间隔信息；以所述可用带宽值作为标签，将所述m组时间间隔信息使用XGBoost算法进行模型训练，得到可用带宽测量模型；将x条探测流注入到待测链路中，提取得到x组时间间隔信息；将所述x组时间间隔信息输入所述可用带宽测量模型中，得到待测链路的可用带宽值。所述的可用带宽测量方法，其中，每条探测流在发送过程中分为两个阶段，第一阶段发送的为包间间隔呈指数分布逐渐减小的第一探测包队列，第二阶段发送的为包间间隔为固定值的第二探测包队列。所述的可用带宽测量方法，其中，所述第一探测包队列包含5-100个全尺寸探测包；所述第二探测包队列包含5-100个小尺寸探测包。所述的可用带宽测量方法，其中，所述第一探测包队列包含20个全尺寸探测包；所述第二探测包队列包含10个小尺寸探测包，其中所述全尺寸探测包的有效载荷为1472字节；所述小尺寸探测包的有效载荷为4字节。所述的可用带宽测量方法，其中，所述全尺寸探测包以及所述小尺寸探测包中的有效载荷内容均不相同。所述的可用带宽测量方法，其中，所述在网络测试床的链路中设置不同的可用带宽值作为数据采集点的步骤包括：对路由器上的端口设置控制瓶颈链路的链路容量；通过背景流量发生器向测量接收端服务器发送不同速率的背景流量，通过控制背景流量，将不同的可用带宽值作为数据采集点。所述的可用带宽测量方法，其中，所述将不同的可用带宽值作为数据采集点的步骤中，不同的可用带宽值为5Mbps-1000Mbps，每隔5Mbps设置一个数据采集点。所述的可用带宽测量方法，其中，所述将所述x组探测包之间的时间间隔信息输入所述可用带宽测量模型中，得到待测链路的可用带宽值的步骤包括：将所述x组探测包之间的时间间隔信息输入所述可用带宽测量模型中，得到多个可用带宽值；将所述多个可用带宽值中出现频率最高的值、或所述多个可用带宽值的中位数、或所述多个可用带宽值的平均值作为所述待测链路的可用带宽值。一种存储介质，其中，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现本专利技术任意一项所述可用带宽测量方法中的步骤。一种可用带宽测量设备，其中，包括处理器，适于实现各指令；以及存储介质，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行本专利技术任意一项所述可用带宽测量方法中的步骤。有益效果：与现有技术相比，本专利技术提出的可用带宽测量方法具有以下优点：在测量结果上比以往的方法更为精确；测量速度更快，从而减弱网络中突发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用带宽测量方法，其特征在于，包括步骤：/n在网络测试床的链路中设置不同的可用带宽值作为数据采集点，在每个数据采集点向所述链路中发送m条探测流，每个探测流包括n个探测包，其中m为大于等于1的整数，n为大于等于2的整数；/n提取每条探测流中各个探测包到达目标节点时相邻探测包之间的时间间隔信息，得到m组时间间隔信息；/n以所述可用带宽值作为标签，将所述m组时间间隔信息使用XGBoost算法进行模型训练，得到可用带宽测量模型；/n将x条探测流注入到待测链路中，提取得到x组时间间隔信息；/n将所述x组时间间隔信息输入所述可用带宽测量模型中，得到待测链路的可用带宽值。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用带宽测量方法，其特征在于，包括步骤：
在网络测试床的链路中设置不同的可用带宽值作为数据采集点，在每个数据采集点向所述链路中发送m条探测流，每个探测流包括n个探测包，其中m为大于等于1的整数，n为大于等于2的整数；
提取每条探测流中各个探测包到达目标节点时相邻探测包之间的时间间隔信息，得到m组时间间隔信息；
以所述可用带宽值作为标签，将所述m组时间间隔信息使用XGBoost算法进行模型训练，得到可用带宽测量模型；
将x条探测流注入到待测链路中，提取得到x组时间间隔信息；
将所述x组时间间隔信息输入所述可用带宽测量模型中，得到待测链路的可用带宽值。


2.根据权利要求1所述的可用带宽测量方法，其特征在于，每条探测流在发送过程中分为两个阶段，第一阶段发送的为包间间隔呈指数分布逐渐减小的第一探测包队列，第二阶段发送的为包间间隔为固定值的第二探测包队列。


3.根据权利要求2所述的可用带宽测量方法，其特征在于，所述第一探测包队列包含5-100个全尺寸探测包；所述第二探测包队列包含5-100个小尺寸探测包。


4.根据权利要求2所述的可用带宽测量方法，其特征在于，所述第一探测包队列包含20个全尺寸探测包；所述第二探测包队列包含10个小尺寸探测包，其中所述全尺寸探测包的有效载荷为1472字节；所述小尺寸探测包的有效载荷为4字节。


5.根据权利要求4所述的可用带宽测量方法，其特征在于，所述全尺寸探测包以及所述小尺寸探测包中的有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟超，黄勇，李清，邹龙昊，黄倩怡，汪漪，
申请(专利权)人：鹏城实验室，南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44