互联网协议流量的跳式延迟和往返时间的分布式无状态推断制造技术

在一个实施例中，计算机实现的用于确定网络延迟值的方法包括：由经由一个或多个网络或互连网络通信地耦合到第一路由器和第二路由器的管理服务器从第一路由器接收在第一时间处的两个以上第一时间戳值，其中，与特定分组流相关联的两个以上分组在第一时间在第一路由器处被接收到；由管理服务器从第二路由器接收在第二时间处的两个以上第二时间戳值，其中，与相同的特定分组流相关联的相同的两个以上分组在第二时间在第二路由器处被接收到；确定以下各项中的一项或多项：基于第一时间戳值和第二时间戳值的特定分组流在第一路由器和第二路由器之间行进的单向延迟时间；推断往返时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】互联网协议流量的跳式延迟和往返时间的分布式无状态推断
本公开总地涉及被编程或配置用于确定操控互联网协议流量(traffic)的网络的性能的计算机系统和方法。本公开更具体地涉及用于推断穿越互连网络装置的IP流量的跳式(hop-wise)延迟和往返时间的值的计算机实现的技术。
技术介绍
本节描述的方法是可以进行的方法，但不一定是以前已经想到或者进行过的方法。因此，除非有相反的指示，否则不应该认为本节中描述的任意方法仅仅由于包括在本节中而成为现有技术。传输控制协议(TCP)是互连网络中当前使用的主要应用层协议。基于TCP的应用的性能和吞吐量由诸如延迟、往返时间(RTT)、以及分组丢失之类的连接级度量值反映出来。当前技术通过有状态的方式跟踪TCP流，并且可以允许外部的个人或程序提取流的RTT。诸如“tcpdump”和“wireshark”之类的程序可以被用来汲取网络流量、捕捉分组、将分组组织为TCP调用流(该TCP调用流具有诸如SYN、SYN-ACK、ACK、以及FIN分段之类的协调组段)；基于这些分段的显示，可以计算RTT。这些分组捕捉工具通常在TCP端主机处被使能或者作为网络内部的线缆中的块。但是，随着联网系统变得越来越大、越来越复杂并且包含越来越多的节点和服务器，计算所有类型的IP流量的RTT或者跳式延迟变得极其繁复(n次幂问题)且资源沉重，因为这其中涉及到使用前述方法来保持TCP状态。特别地，按照线流量速度计算这些性能度量变得富有挑战。附图说明在图中：图1示出了根据示例实施例的具有多个互连网络设备、客户端计算机、服务器计算机、管理服务器计算机、以及协议状态数据库的示例联网环境。图2示出了用于确定数据流通过路由器阵列的单向延迟时间和推断往返时间中的一项或多项的过程。图3示出了用于确定数据流通过路由器阵列的更新后的单向延迟时间的过程。图4示出了在客户端计算机和服务器计算机之间通过第一路由器和第二路由器的示例数据流和示例相关时间戳。图5示出了用于确定单向网络延迟的过程。图6示出了可以实现本专利技术的实施例的计算机系统。尽管每个附图出于示出清楚示例的目的示出了特定实施例，但是其他实施例可以省去、添加、重排序、或者修改附图中示出的任意元件。出于示出清楚示例的目的，可以参考一个或多个其他图来描述一个或多个图，但是在其他实施例中并不要求使用一个或多个其他图中示出的特定布置。例如，可以参考图2中的若干步骤在下面详细讨论图1中的客户端120、路由器112、路由器114、以及服务器130，但是在其他实施例中并不要求使用图1示出的特定布置。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的给出了很多具体细节以便提供对于本专利技术的透彻理解。但是，显而易见的是，本专利技术可以在没有这些具体细节的条件下被实施。在其他实例中，以框图的形式示出了公知的结构和设备，以避免不必要地模糊本专利技术。另外，除非有明确指示，否则诸如“或”之类的单词可以是包含性的也可以是排他性的。本文根据以下大纲描述实施例：1.0总体概述2.0用于确定IP流量的跳式延迟和往返时间的示例网络拓扑3.0用于确定IP流量的跳式延迟和往返时间的过程3.1增大IP流量的单向延迟时间的分辨率3.2更新IP流量的单向延迟时间3.3确定总单向延迟和往返时间3.4某些实施例的好处4.0实施机构-硬件概述5.0其他公开方面1.0总体概述本文讨论用于确定IP流量的跳式延迟和往返时间的系统和方法。在一个实施例中，计算机实现的用于确定网络延迟值的方法包括：由经由一个或多个网络或互连网络耦合到第一路由器和第二路由器的管理服务器从第一路由器接收在第一时间处的两个以上第一时间戳值，其中，与特定分组流相关联的两个以上分组在该第一时间在第一路由器处被接收到；由管理服务器从第二路由器接收在第二时间处的两个以上第二时间戳值，其中，与相同的特定分组流相关联的相同的两个以上分组在该第二时间在第二路由器处被接收到；确定以下各项中的一项或多项：基于第一时间戳值和第二时间戳值的特定分组流在第一路由器和第二路由器之间行进的单向延迟时间；推断往返时间。在另一实施例中，计算机实现的用于确定网络延迟值的方法包括：从文件服务器计算机向第一路由器、第二路由器、以及管理服务器下载编程指令的数字电子文件，其中，该第一路由器、第二路由器、以及管理服务器经由一个或多个网络或互连网络通信地耦合，该编程指令的数字电子文件在被第一路由器、第二路由器、以及管理服务器执行时使得执行以下处理：从第一路由器向管理服务器发送在第一时间处的两个以上第一时间戳值，其中，管理服务器经由一个或多个网络或互连网络通信地耦合到第一路由器和第二路由器，与特定分组流相关联的两个以上分组在该第一时间在第一路由器处被接收到；从第二路由器向管理服务器发送在第二时间处的两个以上第二时间戳值，其中，与相同的特定分组流相关联的相同的两个以上分组在该第二时间在第二路由器处被接收到；由管理服务器确定以下各项中的一项或多项：基于第一时间戳值和第二时间戳值的特定分组流在第一路由器和第二路由器之间行进的单向延迟时间和推断往返时间；以及由文件服务器计算机接收指定第一路由器、第二路由器、以及管理服务器安装数字电子文件的确认消息。在一些方法中，计算TCP流的RTT的技术是使用TCP协议软件实现的，并且TCP栈可以根据网络条件使用RTT值来改变处理。某些深度包检测机制已经被编程为按照有状态的方式跟踪TCP流并计算这些流的RTT。诸如“wireshark”和“tcpdump”之类的开源程序还允许用户在TCP端主机处捕捉TCP分组，并且可以计算TCP流的RTT。然而，重要的是要注意，这些技术不能用于按照线流量率来测量TCP级性能度量。另外，这些技术不能按照本文描述的方式来确定RTT值或者推断跳式延迟。IP服务层级协议(SLA)和SLA执行软件已经被编程为例如，在思科IOS软件中跟踪IP服务层级。SLA代码可以允许管理员能够分析IP应用和服务的IP服务层级，并且一般使用有效流量监控逻辑来监控网络上的连续流量。这使得测量开销成为网络性能的一个因素。思科路由器例如，提供可测量横穿网络的数据的IPSLA探针和IPSLA响应。但是，这种技术自身不能跟踪数据平面中由TCP导致的延迟或者计算跳式延迟。2.0用于确定IP流量的跳式延迟和往返时间的示例网络拓扑图1示出了根据示例实施例的具有多个网络设备、客户端计算机、服务器计算机、管理服务器计算机、以及协议状态数据库的示例联网环境。在图1中，系统100包括客户端计算机120、服务器计算机130、管理服务器计算机140、协议状态150、以及路由器112和路由器114(统称为路由器阵列110)。客户端计算机120在一个或多个计算机网络上可操作地耦合到路由器112。服务器计算机130在一个或多个计算机网络上可操作地耦合到路由器114。路由器112和路由器114在一个或多个计算机网络上可操作地耦合到管理服务器计算机140，并且通过多个图中未示出的路由器直接或者间接可操作地彼此耦合。路由器112、114分别执行分析应用116和分析应用118。分析应用116和分析应用118还可以在它们各自的路由器上的虚拟机中运行。例如，在一个实施例中，可以使用动态数据(DMO)分析引擎来实现分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实现的用于确定网络延迟值的方法，包括：由经由一个或多个网络或互连网络通信地耦合到第一路由器和第二路由器的管理服务器从所述第一路由器接收在第一时间处的两个以上第一时间戳值，其中，与特定分组流相关联的两个以上分组在所述第一时间在所述第一路由器处被接收到；由所述管理服务器从所述第二路由器接收在第二时间处的两个以上第二时间戳值，其中，与相同的特定分组流相关联的两个以上分组在所述第二时间在所述第二路由器处被接收到；确定以下各项中的一项或多项：基于所述第一时间戳值和所述第二时间戳值的所述特定分组流在所述第一路由器和所述第二路由器之间行进的单向延迟时间；推断往返时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.21 US 15/135,3071.一种计算机实现的用于确定网络延迟值的方法，包括：由经由一个或多个网络或互连网络通信地耦合到第一路由器和第二路由器的管理服务器从所述第一路由器接收在第一时间处的两个以上第一时间戳值，其中，与特定分组流相关联的两个以上分组在所述第一时间在所述第一路由器处被接收到；由所述管理服务器从所述第二路由器接收在第二时间处的两个以上第二时间戳值，其中，与相同的特定分组流相关联的两个以上分组在所述第二时间在所述第二路由器处被接收到；确定以下各项中的一项或多项：基于所述第一时间戳值和所述第二时间戳值的所述特定分组流在所述第一路由器和所述第二路由器之间行进的单向延迟时间；推断往返时间。2.如权利要求1所述的方法，还包括：基于与所述特定分组流相关联的多个分组中的数据量，从所述多个分组中选择一个或多个附加分组；由所述管理服务器从所述第一路由器接收在第三时间处的第三时间戳值，其中，与特定分组流相关联的所述一个或多个附加分组在所述第三时间在所述第一路由器处被接收到；由所述管理服务器从所述第二路由器接收在第四时间处的第四时间戳值，其中，与相同的特定分组流相关联的相同的一个或多个附加分组在所述第四时间在所述第二路由器处被接收到；基于所述第三时间戳值和所述第四时间戳值，确定所述特定分组流在所述第一路由器和所述第二路由器之间行进的更新后的单向延迟时间。3.如任意前述权利要求所述的方法，其中，与所述特定分组流相关联的所述两个以上分组包括内容服务器计算机和客户端计算机之间的三方传输控制协议(TCP)握手交换中的SYN分段和SYN-ACK分段。4.如任意前述权利要求所述的方法，其中，所述第一路由器是从所述客户端计算机开始的第一跳，所述第二路由器是从所述服务器计算机开始的第一跳。5.如任意前述权利要求所述的方法，还包括：从所述第一路由器中的第一过滤器单元接收所述第一时间戳值并从所述第二路由器中的第二过滤器单元接收所述第二时间戳值，其中，所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元被编程为基于单向TCP流参数值，从穿越所述第一路由器和所述第二路由器的所有其他分组中过滤出与所述特定分组流相关联的所述两个以上分组。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元中的每个过滤器单元包括在时间上彼此同步并且分别与所述管理服务器处的第三时钟同步的第一时钟和第二时钟，并且所述方法还包括：由所述管理服务器解析所述第一时间戳值和所述第二时间戳值中的一个或多个时钟抖动时间同步误差。7.如任意前述权利要求所述的方法，还包括：在所述第一路由器接收第一内容分组并生成第一特定时间戳值；在所述第二路由器接收所述第一内容分组并生成第二特定时间戳值；在所述第一路由器接收第二内容分组并生成第三特定时间戳值；在所述第二路由器接收所述第二内容分组并生成第四特定时间戳值；在所述第二路由器接收ACK分段并在所述第二路由器生成第五特定时间戳值；在所述第一路由器接收所述ACK分段并在所述第一路由器生成第六特定时间戳值；由所述管理服务器将推断往返时间(RTT)确定为所述第五特定时间戳值和所述第四特定时间戳值的差；由所述管理服务器将所述单向网络延迟值确定为以下各值之一或者以下各项的平均值：所述第二特定时间戳值和所述第一特定时间戳值的差、所述第三特定时间戳值和所述第四特定时间戳值的差、或所述第六特定时间戳值和所述第五特定时间戳值的差。8.一种计算机实现的用于确定网络延迟值的方法，所述方法包括：从文件服务器计算机向第一路由器、第二路由器、以及管理服务器下载编程指令的数字电子文件，其中，所述第一路由器、所述第二路由器、以及所述管理服务器经由一个或多个网络或者互连网络通信地耦合，所述编程指令的数字电子文件在被所述第一路由器、所述第二路由器、以及所述管理服务器执行时使得执行以下处理：从第一路由器向管理服务器发送在第一时间处的两个以上第一时间戳值，其中，所述管理服务器经由一个或多个网络或者互连网络通信地耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·柯勒姆，穆利·钱德拉穆利，拉古拉姆·苏达哈卡尔，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US