用于在双向主动测量协议（twamp)实体之间的连接性的可扩展的测量的方法

用于在双向主动测量协议（twamp)实体之间的连接性的可扩展的测量的方法
【专利摘要】本发明涉及用于在通信网络中测量在包括会话服务器（15)和会话反射器（16-23)的双向主动测量协议TWAMP实体之间的连接性的方法和布置。该方法包括类似如下步骤：在会话服务器（15)中将会话反射器（16-23)划分成会话反射器(16-17,18-9,20-21,22-23)的至少一个定义的组（11-14)。通过使用特定于源的组播测试从会话服务器(15)到会话反射器(16-7；16-23)传送会话（1;1-4)，所述测试会话包括目的地为至少一个定义的组（11;11-14)中的至少一个会话反射器（16-17;16-23)的至少一个测试分组（la-lc;la-4c);通过至少一个会话反射器(16-17；16-23)对该至少一个测试分组（la-lc；la-4c)进彳丁答复。
【专利说明】用于在双向主动测量协议（TWAMP)实体之间的连接性的可 扩展的测量的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及方法和布置，并且更具体地，涉及用于测量通信网络中的包括会话服 务器和会话反射器的TWAMP实体之间的连接性的机制和技术。

【背景技术】
[0002] 双向主动测量协议TWAMP是用于测量网络设备之间的双向或往返度量的协议。在 TWAMP架构中，会话接收器被称为会话反射器，并且会话发送器被称为会话服务器。会话反 射器具有当其从会话服务器接收测量分组时加时间戳并且返回测量分组的能力。与会话服 务器不同，会话反射器不收集任何分组信息。它仅仅对分组加时间戳，并且将其即时发送回 服务器。服务器是管理一个或多个TWAMP会话的末端系统，并且能够在端点中配置每会话 的状态。会话服务器和会话反射器针对每个活动会话，根据TWAMP测试协议来交换测试分 组。在TWAMP中，单播消息被用于在两个TWAMP实体[参见"A Two-Way Active Measurement Protocol (TWAMP) ;RFC5357]之间交换分组。为了能够验证在例如小基站和无线电网络控 制器之间的连接，基于单播的测试会话服务器打开并且提供针对每个独特的用户的测试会 话。
[0003] 图1属于现有技术，并且公开了在无线电网络控制器RNC 15(会话服务器）和称 为微微BTS 16-23的小基站（会话反射器）之间的连接性的测量。服务器和反射器经由路 由器25以树形结构来连接。图1中的连接性测量使用单播通过双向主动测量协议TWAMP来 执行。图中的会话服务器15管理8个TWAMP测试会话。会话服务器与每个会话反射器针 对每个活动会话根据TWAMP测量架构来交换测试分组。单播消息是定向到网络上的特定设 备（仅一个特定设备）的消息。单播路由是通过使用诸如路由信息协议（RIP)的路由协议 来将单播的业务从源转发到目的地源的处理。在图1中可以看出如何经由路由器25将包 括三个测试分组la、lb、lc的第一测试会话1从会话服务器15转发到第一会话反射器16、 如何将包括三个测试分组2a-2c的第二测试会话2从会话服务器15传送到第二反射器16 等等，直到所有的反射器16-23已经接收到其分组。当反射器已经接收到测试分组，其对该 分组加时间戳并且将其发送回会话服务器15。如果会话反射器的数目增加，这将导致增加 带宽消耗的问题，因为他们中的每一个都将具有TWAMP会话。然后，经由从数据业务取得带 宽的窄线路来发送很多额外测量业务。根据现有技术的TWAMP测试的第二个问题是，上行 链路中的会话服务器15同时必须处理同时来自反射器的很多答复。这会消耗来自服务器 的其他职责的处理能力。


【发明内容】

[0004] 实施例的目的在于克服现有技术的上面被识别出的限制。实施例针对通过将会话 反射器划分成会话反射器的至少一个定义的组，并且通过创建特定于源的组播树来解决对 于很多会话的可扩展性问题，其中通过使用特定于源的组播，分组被从会话服务器传送到 该至少一个定义的组中的会话服务器。为了避免在反射器同时应答时在发送方侧的拥塞， 引入了及时分离的答复。
[0005] -个示例性实施例中的解决方案是一种用于测量通信网络中的包括会话服务器 和会话反射器的双向主动测量协议TWAMP实体之间的连接性的方法。该方法包括以下步 骤：
[0006] 在会话服务器中将会话反射器划分成会话反射器的至少一个定义的组。
[0007] 通过使用特定于源的组播来将测试会话从会话服务器传送到会话反射器。在测试 会话包括目的地为该至少一个定义的组中的至少一个会话反射器的至少一个测试分组。
[0008] 该至少一个会话反射器对该至少一个测试分组进行答复。
[0009] 在另一示例性实施例中的解决方案是一种通信网络的会话服务器节点。该节点被 配置为向会话反射器传送双向主动测量协议TWAMP测试会话。该节点包括用于将会话反射 器划分成会话反射器的至少一个定义的组的装置、以及用于通过使用特定于源的组播来将 测试会话传送到会话反射器的装置。该节点还包括用于从会话反射器接收测试分组的装 置。
[0010] 在另一示例性实施例中的解决方案是一种通信网络的会话反射器节点，被配置为 在双向主动测量协议TWAMP测试会话中反射测试分组。该节点包括用于从会话服务器接收 测试分组的装置以及用于对接收到的测试分组加时间戳的装置。该节点还包括用于缓冲接 收到的测试分组的装置、以及向会话服务器发送加过时间戳的分组的装置。
[0011] 又一示例性实施例中的解决方案是一种包括计算机程序代码的计算机程序产品， 其中计算机程序包括代码，该代码被适配为当计算机程序代码在处理器中被执行时执行 上述方法。
[0012] 本发明的目的是解决在使用双向主动测量协议交换测试分组时，对于很多会话的 可扩展性问题。该目的和其他目的通过方法、节点布置和计算机程序产品来实现。
[0013] 本发明具有的优点是诸如当使用双向主动测量协议TWAMP测试会话时，在测量架 构中有效地使用带宽。
[0014] 现在将结合附图借助于优选实施例来更具体地描述本发明。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1属于现有技术，并且公开了在无线电网络控制器RNC(会话服务器）和基站 (会话反射器）之间的连接性的测量。图1中的测量通过使用单播通过双向主动测量协议 TWAMP来执行。
[0016] 图2公开了在无线电网络控制器RNC(会话服务器）和基站（会话反射器）之间 的连接性的测量。该测量通过使用特定于源的组播通过双向主动测量协议TWAMP来执行， 在该示例中具有4个测试会话。
[0017] 图3公开了在该示例中的无线电网络控制器RNC(会话服务器）和基站（会话反 射器）之间的连接性的测量。该测量通过使用利用一个测试会话的特定于源的组播，利用 双向主动测量协议TWAMP来执行。
[0018] 图4在流程图中公开了在TWAMP实体之间的连接性的设置以及使用特定于源的组 播的测量。
[0019] 图5公开了会话服务器节点的框图示意图示。
[0020] 图6公开了会话反射器节点的框图示意图示。

【具体实施方式】
[0021] 在下面的描述中，出于解释而不是限制的目的，阐述了具体细节，诸如具体电路、 电路组件、技术等，以便于提供对本发明的全面理解。然而，对本领域技术人员显而易见的 是，本发明可以在脱离这些具体细节的其他实施例中被实践。在其他实例中，公知的方法、 设备和电路的具体描述被省略，以免因不必要的细节而掩盖本发明的描述。
[0022] 图2公开了第一示例性实施例中的在经由树形结构中的路由器25连接的无线电 网络控制器RNC 15(会话服务器）和微微BTS 16-23(会话反射器）之间的连接性的测量。 应当注意，RNC是示例，并且在例如长期演进LTE网络中，替代地使用分组数据网络PDN服 务网关SGW。会话服务器、会话接收器和路由器已经在前面在图1中提及。根据该第一实施 例的方法的先决条件是，已经向可能进行请求的接收器告知了服务--双向主动测量协议 TWAMP服务。该服务由标识会话服务器15的源组播IP地址S (图中未示出）来表示。在该 示例中，已经将该服务告知了图2中公开的所有会话反射器16-23,并且所有会话反射器都 已经答复，即，他们已经通过返回其相应的IP地址G(图中未示出）对该服务发送了 IGMP 组播加入请求[参见RFC 3569]或用于ipV6的组播监听者发现MLD组播加入。代替通过 使用【背景技术】部分中所公开的单播进行测量，在该实施例中，反射器将被划分成组，并且特 定于源的组播[see"Source_Specific Multicast for IP ;RFC 4607]将被用于传输测量消 息。该方法包括以下步骤：
[0023] -在接收到对会话服务器15的反射器IP地址G时，在会话服务器中，反射器16-23 被划分成定义的组11-14。划分成组可以例如通过使用哈希技术，例如通过使用反射器的 IP地址中的最后比特，来创建到组的自动划分来执行。应当注意，可以使用除了哈希之外的 其他技术，例如预先配置反射器或将反射器重新定向到配置服务器。在图2中可以看出，在 该实施例中，反射器16-23如何已经被划分成4个不同的组11-14,从而反射器16-17构成 组111、18-19构成组212、20-21构成组313、并且22-23构成组414。
[0024] -对于SSM地址G和源主机地址S，由（S，G)标识的网络服务被称为"信道"。在会 话服务器15中创建4个特定于源的组播SSM测试信道，每个信道针对一个组。特定于源的 组播递送语义由此被提供用于发送到SSM地址的数据报。即，具有源IP地址S和SSM目的 地G的数据报被递送到以下组中的反射器，该组已经具体请求了由源S发送到地址G的数 据报的接收，并且仅发送到该组，即在该示例中，到组1-411-12中的任何一个。测试会话是 经由组播组中的信道发送的组播数据流。在图2中，4个测试会话1-4被用实体之间的方形 符号示出。在图2中用指向下的箭头公开了，包括3个测试分组la、lb、lc的第一会话1如 何通过特定于源的组播、经由路由器25在第一信道上被从会话服务器15发送到组111中 的反射器16-17。以类似的方式，第二测试会话2被发送到组212,会话3被发送到组313， 并且会话4被发送到组414。由此，每个会话中的测试分组由此将根据特定于源的组播架 构、使用与将在单播中已经使用的路径相同的路径。
[0025] -在组11-14中的会话反射器16-23接收在会话1-4中从会话服务器15发送的测 试分组 la_lc、2a_2c、3a_3c、4a_4c。
[0026] -当通过组111中的反射器16和17接收例如分组la时，该分组在反射器中关于 到达时间被加时间戳，并且此后在称为窗口的特定时间段中被缓存在反射器中。
[0027] -在特定时间段度过之后，分组la现在关于发送时间再次被加时间戳，并且被发 送（反射）回会话服务器。该答复由此在时间窗口内被实时地执行。窗口的大小可以例如 通过从〇到最大毫秒的随机化的计算来计算，或基于IP或MAC地址来计算，作为拖延时间 指示符。重要的是，来自不同的反射器的分组的反射通过使用及时地分离的答复或类似的 技术而在时间上被扩展。注意，只要来自不同反射器的答复在时间上被扩展，也可以使用其 他的技术。
[0028] -被反射的测试分组la-lc、2a-2C、3a-3C、4a-4c经由路由器25被转发到服务器 15。在图2中用指向上的箭头公开了会话如何经由路由器25被从反射器发送到会话服务 器15。每个会话中的测试分组将根据特定于源的组播架构使用与将已经用于正常业务的相 同的返回路径。
[0029] -被反射的测试分组la-lc、2a-2c、3a-3c、4a_4c由服务器15接收。由于分组在与 其他反射器的时间窗口不同的时间窗口内被反射，所以该答复将在时间上被扩展。当一组 反射器在同一时间对服务器进行答复时，其可能产生拥塞。通过在时间上扩展该答复，将避 免拥塞。
[0030] 当将图1(现有技术）中的使用的带宽与图2中的使用的带宽作比较时，可以容易 地看出，在图2中公开的该非常简化的示例中，也将实现可观的带宽节省。比在图2中公开 的更加现实的场景中，将具有几千个反射器，而不是仅8个反射器。
[0031] 图3公开了第二示例性实施例中的在会话服务器15和会话反射16-23之间的连 接性的测量。与第一个实施例类似，根据该第二实施例的方法的先决条件是，已经向可能请 求的接收器告知了服务一双向主动测量协议TWAMP服务。而且，在该示例中，服务已经被告 知给图3中所公开的所有的会话反射器16-23,并且所有的会话反射器已经通过返回其相 应的IP地址而对该服务进行了答复。而且，在该实施例中，反射器将被划分成组，并且特定 于源的组播将被用于测量。根据第二实施例的方法包括下述步骤：
[0032] -在接收到反射器IP地址时，反射器16-23在会话服务器中被划分为定义的组 11-14。在图3中公开了反射器16-23如何已经被划分成4个不同的组11-14。
[0033] -在会话服务器15中产生一个特定于源的组播SSM汇聚信道，4个信道中的每个 信道在测试信息内被标识并且针对一个组。一个测试会话"1-4"经由图3中的4个信道被 发送。在图3中用实体之间的方形符号公开了该会话。在图3中用指向下的箭头公开了包 括测试分组la-lc、2a-2 C、3a-3C、4a-4c的会话"1-4"如何经由路由器25在从会话服务器 15朝向反射器16-23的信道上被发送。在该第二实施例中，每个测试分组la_lc、2a_2c、 3a-3c、4a-4c已经在会话服务器15中被标记为属于（目的地为）定义的组。在该示例中， 测试分组la-lc已被标记为目的地是组111，测试分组2a-2c已经被标记为目的地是组212 等。如借助于向下箭头所公开的，所有的分组la-lc、2a-2 C、3a-3C、4a-4c将到达所有的反 射器。然而，如在下一方法步骤中将看到的，仅标记为属于特定反射器的分组将被该反射器 反射。
[0034] -组11-14中的会话反射器16-23接收从会话服务器15发送的所有的测试分组 la_lc、2a_2c、3a_3c、4a_4c 〇
[0035] -当组2中的反射器接收时，例如，已经标记为属于组111的测试分组la的分组 将被组212中的反射器忽略。然而，当由组212中的反射器18和19接收测试分组2a时， 该分组在反射器中关于到达时间被加时间戳，并且此后在特定的时间段中被缓存在反射器 中。
[0036] -在指定的时间段度过之后，分组2a现在关于发送时间被再次加时间戳，并且被 发送（反射）回会话服务器。如第一实施例类似，该答复由此在时间窗口内被及时地执行。
[0037] -被反射的测试分组la-lc、2a-2C、3a-3C、4a-4c经由路由器25被转发到服务器 15。在图2中，指向上的箭头示出了会话如何经由路由器25被从反射器发送到会话服务器 15。每个会话中的测试分组将作为单播被发送回，并且使用与在单播中将会使用的相同的 返回路径。
[0038] -被反射的测试分组la-lc、2a-2c、3a-3c、4a_4c由服务器15来接收。由于分组在 不同于其他反射器的时间窗口的时间窗口内被反射，该答复将在时间上被扩展。
[0039] 当将图1(现有技术）中的使用的带宽与图3中的使用的带宽作比较时，可以容易 地看出，如在第一实施例类似，已经实现了可观的带宽节省。
[0040] 图4公开了其中示出了更重要的步骤中的一些步骤的流程图。该流程图要与先前 所示的附图一起被阅读。流程图包括以下步骤：
[0041] -反射器16-23在会话服务器中被划分成定义的组11-14。该步骤在图4中被框 101所公开。
[0042] -包括测试分组的会话被通过特定于源的组播经由路由器25从会话服务器15发 送到目的地组中的反射器。该步骤在图4中由框102公开。
[0043] -测试分组被反射器反射。被反射的测试分组由此经由路由器25被转发给服务器 15。该步骤在图4中由块103公开。
[0044] 在示例性实施例中，图5公开了会话服务器节点15的框图示意图示。会话服务器 节点的示例是无线电网络控制器RNC、网关GPRS支持节点GGSN或SGW/TON网关。会话服 务器包括控制器单元30、处理器单元31和第一接口 IF132。处理器单元负责经由第一接口 32接收来自会话反射器的答复，即在反射器已经通过向路由器返回其相应的IP地址来发 起对服务的加入请求之后。控制器单元30负责与反射器建立测试会话。在会话被建立之 后，控制器通过使用特定于源的组播经由第一接口 32向反射器传送测试分组。控制器单元 30还负责经由第一接口 32接收被反射的分组，并且将分组转发到处理器单元以供评估。
[0045] 在示例性实施例中，图6公开了会话接收器节点16的框图示意图示。会话反射器 节点的示例是基站BTS、eNodeB或微微基站。会话接收器包括控制器单元40、处理器单元 41、第二接口 IF242和缓冲器43。控制器单元负责经由第二接口接收测试分组，并且向处理 器单元41转发。处理器单元负责评估收到的测试分组，对分组加时间戳，并且在缓冲器43 中缓存分组，并且指定用于缓冲该测试分组的时间。控制器单元40还负责在指定时间度过 之后向会话服务器节点15反射测试分组。
[0046] 可以用于将本发明付诸实践的系统和节点在附图中被示意性地示出。列举的条目 在图中被示为单独的元件。然而，在本发明的实际实现中，他们可以是其它电子设备，诸如 数字计算机，的不可分离的组件。因此，上述动作可以以软件来实现，该软件可以被体现在 包括程序存储介质的制造品中。程序存储介质包括数据信号，该数据信号被体现在载波、计 算机盘（磁的或光的（例如，CD或DVD、或二者）、非易失性存储器、磁带、系统存储器和计 算机硬盘驱动中的一项或者多项中。
[0047] 本发明的系统和方法可以例如在第三代合作伙伴计划（3GPP)、欧洲电信标准协会 (ETSI)、美国国家标准协会（ANSI)、长期演进（LTE)或其他标准电信网络架构中的任何一 个上实现。其他示例是电气和电子工程师协会（IEEE)或因特网工程任务组（IETF)。
[0048] 为了解释而非限制的目的，本说明书阐述了具体细节，诸如特定组件、电子电路， 技术等，以便于提供对本发明的理解。但是对本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在 脱离这些具体细节的其他实施例中被实践。在其他实例中，公知的方法、设备和技术等的详 细描述将被省略，以免因不必要的细节而掩盖本说明书。各个功能块在一个或多个附图中 示出。本领域技术人员将理解，功能可以使用分立组件或多功能硬件来实现。处理功能可 以使用编程的微处理器或通用计算机来实现。本发明不限于上面所描述的和在附图中所示 的实施例，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改。
【权利要求】
1. 一种用于在通信网络中测量在包括会话服务器（15)和会话反射器（16-23)的双向 主动测量协议TWAMP实体之间的连接性的方法，所述方法的特征在于： -在所述会话服务器（15)中将所述会话反射器（16-23)划分（101)成会话反射器 (16-17、18-19、20-21、22-23)的至少一个定义的组（11-14); -通过使用特定于源的组播来将测试会话（1 ; 1-4)从所述会话服务器（15)传送（102) 到所述会话反射器（16-17 ;16-23)，所述测试会话包括目的地为至少一个定义的组（11 ; 11-14)中的至少一个会话反射器（16-17 ;16-23)的至少一个测试分组（la-lc ;la-4c); -通过所述至少一个会话反射器（16-17 ;16-23)对所述至少一个测试分组（la-lc ; la_4c)进行答复（103)。
2. 根据权利要求1所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方法，对所述至少一 个测试分组的所述答复在时间窗内被及时地执行。
3. 根据权利要求1或2所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方法，由此 每个测试分组（la_4c)在被发送之前被所述会话服务器（15)标记为目的地为定义的组 (11-14)。
4. 根据前述权利要求中的任一项所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方法， 由此接收到的分组在被发送回服务器之前被所述反射器加时间戳。
5. 根据前述权利要求中的任何一个所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方 法，由此所述反射器（16-23)通过使用哈希技术被划分成所述定义的组（11-14)。
6. 根据前述权利要求中的任何一个所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方 法，由此所述反射器（16-23)通过使用预配置技术被划分成所述定义的组（11-14)。
7. 根据前述权利要求中的任何一个所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方 法，由此在缓冲特定时间之后，从反射器发送回分组。
8. 根据权利要求7所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方法，由此滑动窗技 术被使用。
9. 根据前述权利要求中的任何一个所述的用于测量在TWAMP实体之间的连接性的方 法，由此所述反射器是非专用单元。
10. -种通信网络的服务器节点（15)，被配置为向会话反射器（16-23)传送双向主动 测量协议TWAMP测试会话，所述节点的特征在于： -用于将所述会话反射器（16-23)划分成会话反射器（16-17、18-19、20-21、22-23)的 至少一个定义的组（11-14)的装置（30、31); -用于通过使用特定于源的组播来将测试会话传送到所述会话反射器（16-23)的装置 (30,32)； -用于从会话反射器接收测试分组的装置（30、32)。
11. 根据权利要求10所述的节点，所述节点进一步包括： -用于将所述测试会话中的测试分组标记为属于定义的组的装置。
12. 根据权利要求10或11所述的节点，所述节点进一步包括： -用于通过使用哈希技术来定义会话反射器（16-23)的至少一个组（11-14)的装置。
13. 根据权利要求10或11所述的节点，所述节点进一步包括： -用于通过使用预配置技术来定义会话反射器（16-23)的至少一个组（11-14)的装置。
14. 一种通信网络的会话反射器节点（15)，被配置为在双向主动测量协议TWAMP测试 会话中反射测试分组，所述节点的特征在于： -用于从会话服务器（15)接收所述测试分组的装置（40、42); -用于对接收到的测试分组加时间戳的装置（40、41); -用于缓存接收到的测试分组的装置（43); -用于向所述会话服务器发送加过时间戳的分组的装置（40、42)。
15. 根据权利要求14所述的网络节点，所述节点进一步包括： -用于通过使用滑动窗技术来及时地执行所述发送的装置。
16. -种包括计算机程序代码的计算机程序产品，其中所述计算机程序包括代码，所述 代码被适配为当所述计算机程序代码在处理器中被执行时，执行根据权利要求1-9中的一 项或多项所述的方法。
【文档编号】H04L12/761GK104221326SQ201280072094
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2012年4月4日
【发明者】J·科尔希, A·维林, T·塞尼, L·霍尔斯特罗姆 申请人:瑞典爱立信有限公司