[發明專利]分組交換通信網絡中對分組流的時間測量

有效

• 申請號: 201280074105.0
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN104380662B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: M·克西格利奧
• 申請（專利權）人: 意大利電信股份公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 羅亞男

技術領域

本發明涉及通信網絡領域。特別地，本發明涉及用于對在分組交換通信網絡中傳送的分組流(packet flow)執行時間測量(特別地，對延遲和/或到達間隔抖動的測量)的方法。另外，本發明涉及用于通信網絡的、配置為實現這種方法的節點和計算機，并且涉及包括這種節點和計算機的計算機網絡。

背景技術

在分組交換通信網絡中，數據是以分組的形式傳送的，這些分組通過可能的中間節點從源節點路由到目的地節點。示例性分組交換網絡是IP(互聯網協議)網絡、以太網網絡和MPLS(多協議標簽交換)網絡。

分組不是總到達目的地節點，即，它們可能在通過網絡傳送期間丟失。分組的丟失是由于不同原因造成的。例如，節點或鏈路會發生故障，由此在該故障被繞過或修復之前造成完全的分組丟失。或者，分組會被節點由于其端口擁塞而丟棄。除此之外，分組還會由于它們包含位錯誤而被節點丟棄。在任何情況下，當通過經分組交換網絡傳送數據來提供服務時，在傳送期間分組丟失的比率都影響那種服務的服務質量(QoS)。

除此之外，分組在發送時被源節點發送并且在接收時被目的地節點接收。發送時間和接收時間所經過的時間通常被稱為“單向延遲”(或者簡單地稱為“延遲”)。分組的延遲由以下等式給出：

D＝Trx-Ttx, [1]

其中Trx是分組的接收時間，并且Ttx是分組的發送時間。

分組的延遲主要依賴于分組從源到目的地所跨的可能中間節點的數目、分組在每個節點的持久時間以及沿鏈路的傳播時間。由于分組是由每個節點一跳一跳地路由的，因此分組所跨的可能中間節點的數據以及分組在每個節點的持久時間是不可預測的。因而，分組的延遲幾乎是不可預測的。

除此之外，同一分組流的分組可能具有不同的延遲。同一數據流的兩個分組的延遲之差被稱為“到達間隔抖動”。特別地，如果Ttx1和Ttx2是用于第一分組和第二分組的發送時間，并且Trx1和Trx2是用于第一分組和第二分組的接收時間，則到達間隔抖動可以表示為：

J＝(Trx1-Trx2)-(Ttx1-Ttx2).[2]

當通信服務(特別地，實時語音或數據服務，諸如呼叫、會議呼叫、視頻會議等)通過分組交換網絡提供時，承載該服務的分組流的延遲和到達間隔抖動嚴重影響該服務的終端用戶察覺到的服務質量(QoS)。因此，測量通信網絡中分組流的延遲/到達間隔抖動對網絡運營商來說是特別感興趣的。

WO 2010/072251(以相同申請人的名義)公開了用于測量通過通信網絡從發送節點發送到接收節點的數據流的數據丟失的方法。在發送數據流的數據單元之前，發送節點標記每個數據單元，用于把數據流劃分成塊。特別地，發送節點通過把其首部的一位設置成“1”或“0”來標記每個數據單元。這種標記導致塊序列，其中用“1”標記的數據單元的塊在時間上與用“0”標記的數據單元的塊交替。塊可以具有稱為“塊周期”Tb(例如，5分鐘)的相同持續時間。另外，每次當由“1”標記的數據單元被發送時，發送節點把第一計數器C1增加一，并且每次當由“0”標記的數據單元被發送時，發送節點把第二計數器C0增加一。然后，被標記的數據單元在接收節點被接收。每次當接收節點接收數據單元時，它檢查其標記，如果標記是“1”就增加第三計數器C’1并且如果標記是“0”就增加第四計數器C’0。計數器C1、C0、C’1和C’0的值被周期性地檢測并且檢測到的值用于計算在每個塊周期的數據丟失。

WO 2011/079857(以相同申請人的名義)公開了用于對從通信網絡的發送節點發送到接收節點的數據流執行時間測量(特別地，用于測量延遲和/或到達間隔抖動)的方法。根據WO 2011/079857，在發送節點，除了以上由WO 2010/072251公開的標記步驟，發送時間戳也在每個塊周期生成，這個時間戳指示當前塊的預定數據單元(例如，當前塊的第一個數據單元)被發送的時間。在接收節點，接收時間戳在每個塊周期生成，這個時間戳指示當前塊的預定數據單元被接收的時間。在每個塊周期，發送時間戳和接收時間戳用于計算當前塊的預定義數據單元的延遲。

發明內容

本申請人已經察覺到需要改進由WO 2011/079857描述的用于執行時間測量的解決方案。

實際上，以上解決方案對每個塊周期提供了被稱為樣本分組(即，預定的數據單元)的單個延遲測量。這種延遲測量不提供對在同一塊周期內發送的其它分組經歷的延遲的任何指示，而同一塊周期內發送的其它分組經歷的延遲會與樣本分組所經歷的延遲非常不同。