专利名称：缓存队列长度测量方法及网络的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及流量整形领域，尤其涉及一种缓存队列长度测量方法及网络。
背景技术：
通用流量整形(Generic Traffic Sh即ing :简称GTS)技术是一种保证路由器出 口报文流量平滑的技术。现有GTS技术的实现主要采用缓存队列和令牌桶来完成，主要包 括如下步骤 首先按用户设定的速度向桶中放置令牌，当令牌桶中有足够的令牌时则直接发送 报文，同时，令牌桶中的令牌量按报文的长度做相应的减少；当令牌桶中的令牌少到报文不 能再发送时，报文将被缓存入缓存队列中，当令牌桶中又有可用的令牌时，再均匀地发送这 些被缓存的报文；当需要缓存的报文个数大于缓存队列的长度时，报文因无法缓存而被丢 弃。 在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题 即使用户根据需要设定了一定长度的缓存队列，但该缓存队列未必生效，并且即
使生效，其实际长度也未必等于用户设定的长度。因此，需要对实际生效的缓存队列的长度
进行测量。 但是，在采用现有测量工具进行测量的时候，由于报文流量一般都是实时波动的， 很难观察到什么时候流量到达整形上限速率，什么时候超过整形上限速率需要缓存，更难 找到这个临界点，无法从接收端，观察到究竟缓存了多少报文，从而无法比较精确地测量缓 存队列的长度。 由于无法比较精确地测量缓存队列的长度，因此无法得知用户设定的缓存队列是 否生效，生效队列的长度，可以缓存多少报文，处理多大的突发流量等信息，从而有可能出 现如下技术缺陷 1、如果缓存队列没有生效，GTS机制就等同于承诺访问速率(CmmitedAccess Rate，简称CAR)机制，即当令牌桶中的令牌少到报文不能再发送时，报文无法进行缓存而 直接被丢弃，从而引起频繁地报文重传，导致时延增大，丢包率升高，系统性能下降；
2、如果无法得知生效的缓存队列的长度，可能会出现报文流量严重超过缓存队列 长度的情况，导致严重的用户数据丢失，表现为数据传输中断，或在线视频的画面停顿严重 等现象。
发明内容
本发明实施例提供一种缓存队列长度测量方法及网络，用以比较精确地测量缓存
队列的长度。本发明实施例提供一种缓存队列长度测量方法，其中包括 测试仪以整形上限速率向被测路由器发送连续流；
向所述被测路由器发送突发流；
通过测量所述被测路由器转发的报文比特数，调整所述突发流，使所述被测路由 器处于临界丢包状态； 在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度。 本发明另一实施例提供一种缓存队列测量网络，其中包括顺次首尾连接的测试 仪、被测路由器及标准路由器；其中 所述测试仪用于以整形上限速率向所述被测路由器发送连续流及突发流；通过测 量所述标准路由器接收到的来自于所述被测路由器的报文比特数，调整所述突发流，使所 述被测路由器处于临界丢包状态；在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度；
所述被测路由器用于将来自于所述测试仪的报文转发给所述标准路由器；
所述标准路由器用于将来自于所述被测路由器的报文发送给所述测试仪。
本发明实施例可以比较精确地测量缓存队列的长度，从而可以确定缓存队列是否 生效，并得知其长度。因此，在GTS机制下，可以采用现有的流量控制方法尽量控制突发报 文的流量，以避免突发报文超过缓存队列的长度而产生丢包、重传、时延增大等现象发生， 从而保证网络的正常运行。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明所述缓存队列长度测量方法实施例一的流程图；
图2为本发明所述缓存队列长度测量方法实施例二的流程图；
图3为本发明所述缓存队列长度测量方法实施例三的流程图；
图4为本发明所述缓存队列长度测量网络的拓扑结构图。
具体实施例方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明所述缓存队列长度测量方法实施例一的流程图，如图所示，包括如
下步骤 步骤101，测试仪以整形上限速率向被测路由器发送连续流(Conti皿e)。 其中，整形上限速率是指使数据流中的报文能够被直接转发而无需缓存的最高限
制速率，只有当数据流的速率超过了该整形上限速率，才需要将报文缓存到缓存队列中。该
整形上限速率可以通过控制向令牌桶中放入令牌的速率而进行人为设定，因此是已知值。 在测量开始之前，被测路由器的缓存队列处于清空状态，通过发送该连续流可以
使被测路由器的接口处于满载状态，但仍然保持缓存队列一直处于清空状态。 步骤102，所述测试仪向所述被测路由器发送突发流(Burst)。
其中，突发流是指在很短的一段时间内(例如5s)随机产生的报文流量，由于通 过执行步骤101使被测路由器的接口处于满载状态，因此，该突发流将会被填充到缓存队 列中。当缓存队列满了，出现丢包时，能够存储的突发流的大小就是缓存队列的长度。
步骤103，所述测试仪通过测量所述被测路由器转发的报文比特数，调整所述突发 流，使所述被测路由器处于临界丢包状态。 其中，临界丢包状态是指突发流的报文比特数刚才填满缓存队列，如果报文比特
数更多则会发生丢包，如果报文比特数更少则填满所述缓存队列。 步骤104，在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度。 通过本实施例所述方法可以比较精确地测量缓存队列的长度，从而可以确定缓存 队列是否生效，并得知其长度。因此，在GTS机制下，可以采用现有的流量控制方法尽量控 制突发报文的流量，以避免突发报文超过缓存队列的长度而产生丢包、重传、时延增大等现 象发生，从而保证网络的正常运行。 图2为本发明所述缓存队列长度测量方法实施例二的流程图，如图所示，包括如 下步骤 步骤201，测试仪以整形上限速率向被测路由器发送连续流。 步骤202，所述测试仪根据设定的打流次数，以固定的时间间隔多次发送报文比特 数相等的突发流。 步骤203，所述测试仪通过测量所述被测路由器转发的报文比特数，调整所述打流 次数，使所述被测路由器处于临界丢包状态。 具体地，可以采用二分法调大或调小所述打流次数，例如，该打流次数的调整值可 以为前次打流次数与当前打流次数的中间值的取整值，其中，调整所述打流次数可以包括 所述测试仪停止发送所述连续流和突发流；检测所述被测路由器转发的报文是否发生丢 包，当未发生丢包时，增加所述打流次数；当未发生丢包时，减小所述打流次数；此后，所述 测试仪继续发送所述连续流并根据调整后的打流次数，以所述时间间隔发送所述突发流。
以下举例说明，假设在步骤202中设定的打流次数为10次，如果此时发生丢包， 则调整值为10/2 = 5，调整后的打流次数为10-5 = 5次；如果此时未发生丢包，则调整值 为[(10_5)/2] =2，调整后的打流次数为5+2 = 7次；如果此时仍未发生丢包，则调整值为 [(7-5)/2] = 1，调整后的打流次数1+7 = 8次；如果此时发生丢包，则路由器处于临界状态 的打流次数为7次。 步骤204，在所述临界丢包状态下，根据公式Q = M- (T-TO) *V及公式T = P*C计算 所述缓存队列的长度，其中，Q为缓存队列的长度，M为所述被测路由器转发的报文总比特 数，TO为开始发送所述突发流的时间起点，T为所述被测路由器在处于临界状态时的时间 终点，V为所述整形上限速率，P为所述时间间隔，C为使所述被测路在处于临界状态时的打 流次数。 本实施例所述方法采用多次发送突发流的方式比较精确地测量缓存队列的长度， 从而可以确定缓存队列是否生效，并得知其长度。因此，在GTS机制下，可以采用现有的流 量控制方法尽量控制突发报文的流量，以避免突发报文超过缓存队列的长度而产生丢包、 重传、时延增大等现象发生，从而保证网络的正常运行。 图3为本发明所述缓存队列长度测量方法实施例三的流程图，如图所示，包括如
5下步骤 步骤301，测试仪以整形上限速率向被测路由器发送连续流。 步骤302，所述测试仪在开始发送所述连续流的同时发送所述突发流。 步骤303，所述测试仪通过测量所述被测路由器转发的报文比特数，调整所述突发
流的报文比特值，使所述被测路由器处于临界丢包状态。 具体地，该突发流的报文比特值的初始值可以为随机值，如果发生丢包，则减少该 报文比特值；如果未发生丢包，则增加该报文比特值。该报文比特值的增加值或减少值可以 凭经验确定，以便确定报文比特值的一个区间，在这个区间可以使用二分法确定报文比特 值的准确值，以使所述被测路由器处于临界丢包状态。 步骤304，在所述被测路由器处于所述临界丢包状态时，测量所述突发流的报文比 特值。 由于以整形上限速率向被测路由器发送连续流，从而使缓存队列中缓存的报文数 据仅仅来自于突发流，因此，当通过调整突发流的报文比特值使所述被测路由器处于临界 丢包状态时，所述突发流此时的报文比特值即为缓存队列的长度。 本实施例所述方法采用仅发送一次突发流而调整该突发流的报文比特值的方式 比较精确地测量缓存队列的长度，从而可以确定缓存队列是否生效，并得知其长度。因此， 在GTS机制下，可以采用现有的流量控制方法尽量控制突发报文的流量，以避免突发报文 超过缓存队列的长度而产生丢包、重传、时延增大等现象发生，从而保证网络的正常运行。
图4为本发明所述缓存队列测量网络实施例的拓扑结构图，如图所示，该网络包 括顺次首尾连接的测试仪10、被测路由器20及标准路由器30 ;其工作原理如下
测试仪10以整形上限速率向被测路由器20发送连续流及突发流，其中连续流可 以发送给被测路由器20的端口 FAO/0，突发流可以发送给被测路由器20的端口 FA0/1 ;被 测路由器20将来自于测试仪10的报文转发给标准路由器30，具体地，可以从被测路由器 20的端口 El转发给标准路由器30的端口 FAO/0 ;标准路由器30将来自于被测路由器20 的报文转发送给测试仪10。 测试仪10通过测量标准路由器30接收到的来自于被测路由器20的报文比特数， 调整所述突发流，使所述被测路由器20处于临界丢包状态；在所述临界丢包状态下测量所 述缓存队列的长度。具体地，可以采用上述方法实施例二所述的多次发送突发流的方式测 量缓存队列的长度，或者也可以采用上述方法实施例三所述的仅发送一次突发流而调整该 突发流的报文比特值的方式测量缓存队列的长度。具体内容可参见上述相关实施例的说 明，此处不再赘述。 通过本实施例所述网络可以比较精确地测量缓存队列的长度，从而可以确定缓存 队列是否生效，并得知其长度。因此，在GTS机制下，可以采用现有的流量控制方法尽量控 制突发报文的流量，以避免突发报文超过缓存队列的长度而产生丢包、重传、时延增大等现 象发生，从而保证网络的正常运行。 本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括ROM、 RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
一种缓存队列长度测量方法，其特征在于，包括测试仪以整形上限速率向被测路由器发送连续流；向所述被测路由器发送突发流；通过测量所述被测路由器转发的报文比特数，调整所述突发流，使所述被测路由器处于临界丢包状态；在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度。
2. 根据权利要求1所述的缓存队列长度测量方法，其特征在于，向所述被测路由器发 送突发流包括根据设定的打流次数，以固定的时间间隔多次发送报文比特数相等的突发 流。
3. 根据权利要求2所述的缓存队列长度测量方法，其特征在于，调整所述突发流包括 调整所述打流次数。
4. 根据权利要求3所述的缓存队列长度测量方法，其特征在于，调整所述打流次数包括采用二分法调大或调小所述打流次数。
5. 根据权利要求4所述的缓存队列长度测量方法，其特征在于，在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度包括在所述临界丢包状态下，根据公式Q = M- (T-TO) *V及公式T = P*C计算所述缓存队列 的长度，其中，Q为缓存队列的长度，M为所述被测路由器转发的总比特数，TO为开始发送所 述突发流的时间起点，T为所述被测路由器在处于临界状态时的时间终点，V为所述整形上 限速率，P为所述时间间隔，C为使所述被测路在处于临界状态时的打流次数。
6. 根据权利要求1所述的缓存队列长度测量方法，其特征在于，向所述被测路由器发 送突发流包括在所述测试仪开始发送所述连续流的同时发送所述突发流。
7. 根据权利要求6所述的缓存队列长度测量方法，其特征在于，调整所述突发流包括 调整所述突发流的报文比特值。
8. 根据权利要求7所述的缓存队列长度测量方法，其特征在于，在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度包括在所述被测路由器处于所述临界丢包状态时，测量所述突发流的报文比特值。
9. 一种缓存队列测量网络，其特征在于，包括顺次首尾连接的测试仪、被测路由器及标 准路由器；其中所述测试仪用于以整形上限速率向所述被测路由器发送连续流及突发流；通过测量所 述标准路由器接收到的来自于所述被测路由器的报文比特数，调整所述突发流，使所述被 测路由器处于临界丢包状态；在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度； 所述被测路由器用于将来自于所述测试仪的报文转发给所述标准路由器； 所述标准路由器用于将来自于所述被测路由器的报文发送给所述测试仪。
全文摘要
本发明涉及一种缓存队列长度测量方法及网络，其中方法包括测试仪以整形上限速率向被测路由器发送连续流；向所述被测路由器发送突发流；通过测量所述被测路由器转发的报文比特数，调整所述突发流，使所述被测路由器处于临界丢包状态；在所述临界丢包状态下测量所述缓存队列的长度。本发明实施例可以比较精确地测量缓存队列的长度。
文档编号H04L1/00GK101783747SQ20091021583
公开日2010年7月21日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者蒋艳 申请人:福建星网锐捷网络有限公司