专利名称：一种基于ip的wlan网络数据qos分析方法
技术领域：
本发明涉及一种基于IP的WLAN网络数据Q0S分析方法，属于无线网络技术领域。
背景技术：
随着中国运营商全面建设无线城市，WLAN无线上网已经成为互联网接入的重要组 成部分。由于WLAN接入技术是一种补充3G网络的过渡性质的技术，技术标准和技术规范 统一性比较差，导致WLAN设备厂商很多，由于厂家之间的设备区别和WLAN热点区域用户上 网行为不同，使得监测WLAN网络实时性质量成为很困难的事情。目前，互联网和IP网络 迅猛发展，业务应用不断丰富，用户通过WLAN上网的行为也是千奇百怪，这使得运营商在 监测用户上网质量困难，大量实时的IP数据包在WLAN网络传输中的抖动、丢包和延迟等 QoS (Quality of Service)性能参数无法准获得。由于各种原因,WLAN网络运营商除了积 极的提供各种内容丰富网络服务外，更加关注于对所提供的WLAN网络服务的质量QoS的保 证和评价。如何将通过基于IP数据包的业务监测获取WLAN用户上网时应该提供的最低、 最高、平均状况下的网络性能指标和特别时期网络实时运行的可靠性、有效性，一直是令运 营商头疼的事情。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于IP的WLAN网络数据Q0S分析方法，以解决目前大 量实时的IP数据包在WLAN网络传输中的抖动、丢包和延迟QoS (Quality of Service)性 能参数无法准获得的问题。本发明为解决上述技术问题而提供一种基于IP的WLAN网络数据Q0S分析方法， 该分析方法的步骤如下
1).从互联网IP数据中分离出支撑面数据、控制面数据和用户面数据；
2).针对上述三方面的数据以信令监测的方式监测WLAN用户上网时的各类应用的时 延、抖动、带宽占用量、缓冲时间、点播时延和呼叫建立时长指标；
3).根据上述指标，以WLAN用户端感知的Q0S分析方式对网络的质量进行分析，得出 WLAN网络的综合质量指数。所述的步骤3)中的WLAN用户端感知的Q0S分析方式包括WLAN单用户感知的Q0S 监测、用户侧物理链路性能的Q0S监测和互联网侧下行数据包的Q0S监测。所述的WLAN单用户感知的Q0S分析是以WLAN网络质量指标考核体系多维度指标 分析用户感知的网络质量，针对每个用户分析其访问Internet热点资源的网络质量性能， 并根据建立的网络质量指标考核体系多维度评估用户网络质量，包括以信令TCP请求握手 响应的方式、以信令HTTP连接的方式和用户访问流媒体的方式。所述的用户侧物理链路性能的Q0S分析是将WLAN用户访问Internet资源内容的 物理连接分层分段，运用分段逻辑对比的方法定位性能故障瓶颈所在，得出WLAN网络的数 据质量情况。
所述的互联网侧下行数据包的QOS监测为根据不同业务资源的访问质量分析不 同内容IP数据包的性能差异，包括热点业务质量监测分析、网络游戏连接分析和流媒体连 接分析。本发明的有益效果是本发明通过采用基于业务流的分布式分析WLAN数据包的 QOS分析框架体系，利用WLAN业务IP数据包自身协议特点和在网络传输过程中产生的抖 动、丢包、延迟性能參数，本发明能够获取WLAN用户上网时网络性能指标，实时监测WLAN网 络的实时性质量。
图I是本发明实施例中的网页浏览IP数据包时延分析过程的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
做进ー步说明。本发明的基于IP的WLAN网络数据QOS分析方法采用了基于业务流的分布式分析 WLAN数据包的QOS分析框架体系，利用WLAN业务IP数据包自身协议特点和在网络传输过 程中产生的抖动、丢包、延迟等QoS (Quality of Service服务质量)性能參数,分析WLAN 数据包的协议、业务类型和QOS性能，确定真正影响运营商网络QOS性能的故障源，通过ー 键式命令完成对WLAN网络热点的优化。该分析方法确立WLAN网络业务应用的QoS监测维 度，其具体过程如下
I.从互联网IP数据中分离出支撑面数据(如Radius认证、DNS认证)、控制面数据(如 TCP握手、流媒体点播交互、HTTP交互、VoIP呼叫建立)以及用户面数据(如HTTP URL、P2P 点播节目信息、网络游戏类型等)。2.针对上述三方面的数据以信令监测的方式监测WLAN用户上网时的各类应用 的时延、抖动、带宽占用量、缓冲时间、点播时延和呼叫建立时长指标。3.根据上述指标，以WLAN用户端感知的QOS分析方式对网络的质量进行分析，得 出WLAN网络的综合质量指数，WLAN用户端感知的QOS分析方式包括WLAN单用户感知的QOS 监测、用户侧物理链路性能的QOS监测和互联网侧下行数据包的QOS监测。WLAN单用户感知网络质量分析是以WLAN网络质量指标考核体系多维度指标分析 用户感知的网络质量，针对每个用户分析其访问Internet热点资源的网络质量性能，井根 据建立的网络质量指标考核体系多维度评估用户网络质量；
将TCP请求握手响应以信令方式分析，建立可视化网络连接逻辑时序图，分层分段指 标化分析每段时序的时延、抖动、TCP总次数、TCP连接成功率、平均时间等指标；
将HTTP连接以信令方式分析，建立可视化网络连接逻辑时序图，分层分段指标化分析 每段时序的时延、抖动、HTTP总次数、HTTP连接成功率、平均时间等指标；
针对用户访问流媒体分析其带宽占用量、缓冲时间、点播时延、呼叫建立时长等指标数据。用户侧物理链路性能分段分析方法是将WLAN用户访问Internet资源内容的物理 连接分层分段，即用户->AP->0NU->AC->汇聚设备_>城域核心网_>省域核心网_>集団 核心网-> 互联互通-〉Internet，运用对比、归纳和综合等逻辑分析方法，高效、准确、快捷的定位性能故障瓶颈所在；由于每段网络的情况各有不同，了解网络大体情况，分析网络性 能，得出数据质量情况，可以精确发现每段网络的特殊状况，精确定位网路质量，可以精确 优化网络；分析提供诸如负载均衡、数据分流、病毒扼杀、出口扩容等优化建议，做到“快速 发现、精确定位、高效分析、完美优化”。
〔0017〕 相同仙(热点〉下的用户网络性能质量、测速数据一般相同，如果发现有较大偏差， 或者大多数用户数据大致相同，而某用户无法获取仙信号接入网络分析测取数据，说 明从八？到用户存在问题，八？设备正常；
相同热点，不同仙下的用户分别测取接入数据，如果一个仙下的所有用户数据基本正 常，而另一个八下的用户数据起伏较大，或无数据，则可推断这个八？设备出现故障，热点质 量基本无故障。
〔0018〕 互联网侧下行数据包如3监测是根据003维度分析体系分析互联网侧向用户侧 传送下行数据包质量，根据不同业务资源的访问质量分析不同内容I？数据包的性能差异 分析不同资源I？数据包的流量差异，根据指标性能提供业务资源间的分析报告，并提供优 化方案，如流量分离策略，负载均衡策略等；新型业务应用引入业务服务质量评估对于 新型的互联网业务应用，采用服务质量监测指标体系的方法进行全面评估，获悉用户对该 业务的访问感知度，包括业务可达率、业务质量情况以及访问热度情况等。
〔0019〕 热点业务质量分析，主要对128网页浏览进行业务质量分析，分析维度包括连接 成功率、延时、失败原因。连接成功率以用户为单位，以该用户发出的肌1？请求次数为总 次数，返回的肌I？响应为总响应次数，其中肌I？响应为2父X和3父X返回码的均为成功 响应，成功响应次数与总次数的比例为用户连接成功率。失败原因出11？响应返回码为非 2父\、3\父响应。肌1？协议典型的几类响应分别为瓜乂响应(成功响应〔重定向\ 4父父响应(客户端错误〉和〖XX响应(服务端错误兄
〔0020〕以用户为单位，以该用户发出的扣？ 3抓包请求为总次数，返回的3抓包为 其成功响应次数，在此基础上计算的连接成功率和网络延时。
〔0021〕以用户为单位，以该用户发出的扣？ 3抓包请求为总次数，返回的3抓包为 其成功响应次数，在此基础上计算的连接成功率和网络延时。
〔0022〕 下面以用户的客户网页浏览I？数据包时延分析的全过程为例，如图1所示 1.0^8为0吧查询时间，即从客户端发出域名查询请求到0吧服务器返回相应的I？地 址时间，通过检测分析用户I？数据包，获取1^0吧数据；
乙3抓为建立扣？连接时从客户端发送3抓请求到服务器返回3抓十八I的时间，从I？ 数据中获取乙3抓数据；
1.621为肌1？ 621等待时间，即从发出肌1？ 621请求到接受到页面第一个字节时间， 包括服务器响应时间和往返时间；从I？数据中获取1.(^1数据；
1.128001^下载时间为除0吧查询时间之外的!III？业务持续时间，包括扣？连接建 立时间、肌1？ 621时间和128页面下载时间，通过检测分析用户I？数据包，获取乙 肫800顆数据。
〔0023〕 说明0吧查询、服务器负载、链路介质类型、路径拥塞状况、10？协议本身都可能 成为影响呢8浏览速度的因素。
〔0024〕 服务器延迟比较小，可以忽略不计，因为128服务器大多都会限制并发最大连接数以防止过载而崩溃，新的连接请求到达时，如果负载较重，服务器将拒绝该请求，以保证 已连接HTTP业务的正常处理。DNS查询时间在一定程度上依赖于DNS服务器高速缓存的实现质量，当Cache Hit 的时候，DNS查询时间一般都在200ms以内，不影响WEB浏览；但当Cache失效的时候，那么 带来的DNS重新查询将极大影响HTTP业务延时；
TCP连接建立时间和HTTP GET时间分布基本类似；
单用户一次典型的HTTP业务响应时间估算HTTP业务响应时间=2XRTT + DNS查询 时间十页面下载时间。聚集QoS监测模块，WLAN用户与Internet之间的通信采用802. 11协议的提供的 Get/Set操作来实现。时延Latency_DNS(T_DNS)=；
抖动Jitter_SYN(T_SYN)=Max 响应时延Latency_GET (T_GET) =1-；
带宽时延Bandwidth_WEBDOWN (T_WEBD0WN) =Min {Width ()}
通过此QoS时延、抖动、响应时延、带宽时延的公式，可以计算出综合QoS评价数量级， 再与业务测试时间进行比较，可获取WLAN网络综合Q0S性能。
权利要求
1.一种基于IP的WLAN网络数据QOS分析方法，其特征在于该QOS分析方法的步骤如下 O.从互联网IP数据中分离出支撑面数据、控制面数据和用户面数据； 2 ).针对上述三方面的数据以信令监测的方式监测WLAN用户上网时的各类应用的时延、抖动、带宽占用量、缓冲时间、点播时延和呼叫建立时长指标； 3).根据上述指标，以WLAN用户端感知的QOS分析方式对网络的质量进行分析，得出WLAN网络的综合质量指数。
2.根据权利要求I所述的基于IP的WLAN网络数据QOS分析方法，其特征在于所述的步骤3)中的WLAN用户端感知的QOS分析方式包括WLAN单用户感知的QOS监测、用户侧物理链路性能的QOS监测和互联网侧下行数据包的QOS监测。
3.根据权利要求2所述的基于IP的WLAN网络数据QOS分析方法，其特征在于所述的WLAN单用户感知的QOS分析是以WLAN网络质量指标考核体系多维度指标分析用户感知的网络质量，针对每个用户分析其访问Internet热点资源的网络质量性能，并根据建立的网络质量指标考核体系多维度评估用户网络质量，包括以信令TCP请求握手响应的方式、以信令HTTP连接的方式和用户访问流媒体的方式。
4.根据权利要求2所述的基于IP的WLAN网络数据QOS分析方法，其特征在于所述的用户侧物理链路性能的QOS分析是将WLAN用户访问Internet资源内容的物理连接分层分段，运用分段逻辑对比的方法定位性能故障瓶颈所在，得出WLAN网络的数据质量情況。
5.根据权利要求2所述的基于IP的WLAN网络数据QOS分析方法，其特征在于所述的互联网侧下行数据包的QOS分析为根据不同业务资源的访问质量分析不同内容IP数据包的性能差异，包括热点业务质量监测分析、网络游戏连接分析和流媒体连接分析。
全文摘要
本发明涉及一种基于IP的WLAN网络数据QOS分析方法，该分析方法采用了基于业务流的分布式分析WLAN数据包的QOS分析框架体系，利用WLAN业务IP数据包自身协议特点和在网络传输过程中产生的抖动、丢包、延迟QoS性能参数，分析WLAN数据包的协议、业务类型和QOS性能，首先从互联网IP数据中分离出支撑面数据、控制面数据和用户面数据；针对上述三方面的数据以信令监测的方式监测WLAN用户上网时的各类应用的时延、抖动、带宽占用量、缓冲时间、点播时延和呼叫建立时长指标；根据上述指标，以WLAN用户端感知的QOS监测方式对网络的质量进行分析，得出WLAN网络的综合质量指数。本发明能够获取WLAN用户上网时网络性能指标，实时监测WLAN网络的实时性质量。
文档编号H04L12/26GK102664767SQ20121011440
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者岳肖肖, 毋毅, 王宇亮, 赵康, 邢彦 申请人:郑州三友软件科技有限公司