[發明專利]寬帶網用戶接入鏈路下行丟包率測量方法

有效

• 申請號: 201210364348.X
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102868576A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 汪文勇;屈茜;黃鸝聲
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

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技術領域

????本發明涉及網絡通信中的丟包率測量方法技術領域，確切地說涉及一種基于任意中間點流量分析的寬帶網用戶接入鏈路下行丟包率測量方法。

背景技術

電信等ISP運營商面向廣大用戶提供了互聯網接入服務，接入方式包括ADSL、光纖到校區（FTTB）、光纖到戶（FTTH）等，由于接入帶寬較高（普遍2-30MbPs），這些接入網絡一般稱為寬帶網，意味著用戶能夠享受較好的網絡服務質量。然而近年來，寬帶網用戶對上網質量體驗不佳，性能與故障投訴增多。由于測試和驗證手段的匱乏，大量用戶產生了“假寬帶”的懷疑，而ISP運營商在面對用戶質量投訴時，往往無法獲取關于用戶接入鏈路的性能指標，導致運維人員難以確定性能劣化程度，區分事故責任，難以識別和診斷性能故障。

現有技術中，將寬帶網用戶的“接入鏈路”定義為：從用戶家庭上網設備到ISP局端設備之間的線纜、配線架、分光器、跳線、轉接設備等一系列串聯的設備和物理線路。“接入鏈路”是上述設備和線路的統稱，將其看作用戶家庭上網設備和ISP局端設備之間的一條通路。

接入鏈路的性能指標可分為上行和下行指標，前者表示用戶端到局端的上行鏈路質量，后者表示局端到到用戶端的下行鏈路質量。在網絡質量指標中，丟包率指標（IPLR）是一個非常重要的指標，代表單位數量的數據包在傳輸過程中丟失的比率。即使在一條高帶寬的鏈路中，如果丟包率指標較高，則用戶也不可能獲得滿意的網速，感受到高質量的網絡服務。對于寬帶網用戶而言，由于大多數用戶均以下載業務為主（如瀏覽網頁、下載文件、觀看電影等），因此接入鏈路的下行丟包率指標對用戶而言意義重大。

然而，對于ISP而言，要獲得大量用戶的下行丟包率非常困難。特別是在用戶量巨大的情況下。

目前存在幾種方法對用戶接入鏈路的下行丟包率進行測量。從技術手段上可以劃分為兩類：

第1類為主動探測法。該方法需要在局端和用戶端進行配合，在局端和用戶端分別部署測量軟件。由局端發送數據，用戶端進行接收，然后在用戶端統計接收到的數據包數量，進而計算下行丟包率為IPLR=接收數據包總數/發送數據包總數。

如公開號為CN102217236A，公開日為2011年10月12日的中國專利文獻公開了一種檢測鏈路丟包率的方法和設備。該方法包括：接收對端設備通過鏈路發送的LMM報文，LMM報文中攜帶對端設備從上一次到本次向本端設備發送LMM報文的時間間隔內發送給本端設備的報文個數；根據本次與上一次接收到LMM報文的時間間隔、在時間間隔內接收到的對端設備發送的報文個數、以及LMM報文中攜帶的對端設備發送給本端設備的報文個數，計算鏈路在時間間隔內的丟包率。設備包括：接收模塊和計算模塊。

第2類是基于設備的統計法。該方法利用用戶端的接入設備管理接口，遠程訪問用戶端的接入設備（如調制解調器、ONU、機頂盒等）的網絡管理接口（通常是SNMP接口），獲取設備端口統計數據，如誤碼率、錯誤率、丟失率等指標，來估計用戶的下行丟包率。

上述兩種方法均需要用戶側設備或軟件的配合，測量部署難度大。而且每次只能獲取一個用戶的測量數據，難以并發測量多個用戶的下行丟包率。更為重要的是，基于設備的統計結果往往是不準確的，不能真正反映下行鏈路質量。

發明內容

為解決上述現有技術所存在的問題，本發明提出了一種基于流量分析的寬帶網用戶接入鏈路下行丟包率測量方法，該方法能夠在用戶上網過程中，在局端任意中間節點采集用戶與互聯網之間的通信流量，通過對流量的分析，來計算用戶接入鏈路的下行丟包率指標，為寬帶網的運營、質量保障、故障診斷提供支撐手段。

本方法是通過采用下述技術方案實現的：

一種寬帶網用戶接入鏈路下行丟包率測量方法，其特征在于包括如下步驟：

A、選取服務器端與客戶端的任意中間節點為測量點；

B、對測量點接收到的所述服務器端發給所述客戶端的TCP報文進行分析，統計TCP報文首部信息，根據TCP報文攜帶的序列號和有效載荷長度信息，預測出測量點下一個即將接收到的TCP報文序號；

C、待TCP報文所屬TCP會話的下一TCP報文到來時，將到來的TCP報文序號與預測出的TCP報文序號相比較，判斷出是否丟包以及丟包發生的鏈路是服務器方還是客戶端接入鏈路，再最終得出用戶的下行丟包率指標。

所述步驟B和C的具體步驟如下：

1）在測量點捕獲網絡流量，對其中的TCP數據包進行分析，?將TCP數據包劃分為不同網絡流；