IP網絡綜合擁塞分析方法

馮國軍 中興通訊股份有限公司 廣東深圳 518057

IP網絡綜合擁塞分析方法

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本文重點闡釋了IP網絡性能測試的重要性，并對IP網絡性能測試的主要指標、關鍵技術進行闡釋。

IP網絡性能測試;主要指標;關鍵技術

引言

面對電信業由語音業務向數據業務進行戰略性轉變，各運營商紛紛進行IP數據網絡的建設。但是現有的IP網絡在網絡承載和業務運營上還存有不足，各運營商對現有IP網是否能夠承載各種電信級業務仍存有疑慮。主要表現在：

1)運營商對于IP網絡接入層、骨干層鏈路的通信質量和狀況缺乏評估的手段；

2)運營商對客戶尤其是大客戶的服務等級缺乏評估、保障和維護手段；

3)運營商對IP承載網是否滿足一些新業務的需求缺乏評估手段。

另外，監管部門對IP網間互聯互通鏈路的通信質量也缺乏監管手段。

根據IETF的RFC2330的建議，IP網絡性能指標如下：

IP連接性：即IP網絡的可用性

IP包傳輸時延：包括單向時延、雙向時延

IP包丟失率：包括單向丟包率和雙向丟包率

IP包時延變化：即最大時延和最小時延的差值

流量參數：即可用帶寬

目前，現有的IP網絡性能測試儀表和IP網絡性能測試系統大多實現了雙向時延、單/雙向丟包率、時延變化的測量。但支持綜合擁塞分析的設備很少，本文主要闡述基于時延、丟包率的網絡綜合擁塞分析技術。

1 綜合擁塞分析

IP網絡性能的測量指標主要包括單/雙向時延、單/雙向丟包率、時延抖動、可用帶寬等。從指標上來看比較簡單也相互獨立，如果僅僅獨立的分析各個指標可能會丟失一些潛在的網絡性能信息。因此，需要對這些指標的綜合分析發現一些隱含的網絡性能特性。

對時延和丟包率做相關性分析后發現，通過分析丟包率和時延的關聯曲線可以分析瓶頸路由器的丟包情況，如圖1所示。

丟包率和時延之間的關聯有重要意義：分析丟包率處于較高水平時時延的值，據此可以判斷是由于何種原因導致丟包：

如果時延值不高，但是丟包率較高>L0，說明瓶頸鏈路緩沖區的大小不足，造成丟包；

如果丟包>L 0時，時延也較高>R 0，說明的確是網絡擁塞，屬于正常情況；

如果時延>4R0并且丟包率>L1，此時可能是由于網絡路由發生切換造成的；

如果僅僅是時延> R0，此時已經不適合傳送話音數據了。

L0、L1、R0的取值主要取決于不同廠家的路由器以及路由器本身的配置情況，根據一些工程上的實際測試得到一些經驗數據是：R0為100～500m s、丟包率L0為1%～5%、L1為10%～30%。

2 結束語

通過本文介紹的幾項關鍵技術，可以解決IP網絡單向時延、可用帶寬的精確測量問題，并為IP網絡的擁塞分析提供了一種實際可行的分析手段。

圖1 基于時延和丟包的擁塞分析

參考資料

[1]IETF.RFC2330

[2]專利.申請號200510075342.0

[3]專利.申請號200510130143.5

[4]張蓉，李健.高速網絡環境下的網絡帶寬測試.www.net130.com

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.069

馮國軍（1 9 7 1年出生），男，河北遵化人，工程師，在讀MBA，主要研究方向：通訊產品需求分析和設計。