分组交换通信网络中的时间测量制造技术

公开了用于对通过通信网络发送的报文流执行时间测量的方法。发送节点将报文划分成在交替周期内发送的第一和第二报文。在每个周期，发送节点还通过将每个报文的特征设置为指示报文应经受时间测量的第一值或者指示报文不应经受时间测量的第二值来标记每个报文。由第一值标记的两个报文的发送时间被相互延迟比周期持续时间短的预定义发送间时间。对于由第一值标记的每个报文，发送节点生成发送时间戳并且接收节点生成接收时间戳。然后，在每个周期结束后，基于在前一周期期间发送的、由第一值标记的报文的发送时间戳和接收时间戳来执行时间测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通信网络领域。特别地，本专利技术涉及用于对在分组交换通信网络中两个测量点之间发送的数据流(特别地，报文流)执行时间测量(特别地，延迟测量和/或抖动测量)的方法。另外，本发明涉及用于通信网络的、被配置为实现这种方法的节点和计算机，并且涉及包括这种节点和计算机的计算机网络。
技术介绍
在分组交换通信网络中，数据是以报文的形式发送的，这些报文通过可能的中间节点从源节点路由到目的地节点。示例性分组交换网络是IP(互联网协议)网络、以太网网络和MPLS(多协议标签交换)网络。报文不是总到达目的地节点，即，它们可能在通过网络发送期间丢失。报文的丢失是由于不同的原因。例如，节点或链路会发生故障，或者报文会被节点由于其端口拥塞而丢弃。除此之外，报文还会由于它们包含位错误而被节点丢弃。在任何情况下，当通过经分组交换网络发送数据来提供服务时，在发送期间报文丢失的比率都影响那种服务的服务质量(QoS)。除此之外，报文在发送时被源节点发送并且在接收时被目的地节点接收。发送时间和接收时间之间所经过的时间通常被称为“单向延迟”。报文的单向延迟主要依赖于报文从源到目的地所跨的可能中间节点的数目、报文在每个节点的持久时间以及沿链路的传播时间。由于报文是由每个节点一跳一跳地路由的，因此报文所跨的可能中间节点的数量以及报文在每个节点的持久时间是不可预测的。相应地，报文的单向延迟几乎是不可预测的。除此之外，同一报文流的报文可以具有不同的单向延迟。同一数据流的两个报文的单向延迟之差被称为“间隔抖动”(或简称为“抖动”)。当通信服务(特别地，实时语音或数据服务，诸如呼叫、会议呼叫、视频会议等)通过分组交换网络提供时，影响承载该服务的报文流的报文丢失、单向延迟和抖动的测量提供由该服务的最终用户察觉到的服务质量(QoS)的指示。因此，测量通信网络中报文流的报文丢失、单向延迟和/或抖动对网络运营商来说是特别感兴趣的。WO2010/072251(以相同申请人的名义)公开了用于测量通过通信网络从发送节点发送到接收节点的数据流的数据丢失的方法。在发送数据流的数据单元之前，发送节点标记每个数据单元，用于把数据流划分成块。特别地，发送节点通过把其报头的一位设置成“1”或“0”来标记每个数据单元。这种标记导致块序列，其中用“1”标记的数据单元的块在时间上与用“0”标记的数据单元的块交替。块可以具有称为“块周期”Tb(例如，5分钟)的相同持续时间。WO2011/079857(以相同申请人的名义)公开了用于对数据流执行时间测量(特别地，用于测量单向延迟和/或抖动)的方法。根据WO2011/079857，除了以上由WO2010/072251公开的标记操作，发送和接收时间戳也在每个块周期生成，这些时间戳指示当前块的预定数据单元被发送和接收的时间。特别地，发送节点对在当前块周期内被发送的报文进行计数并且每X个发送的报文生成发送时间戳。类似地，接收节点对在当前块周期内被接收的报文进行计数并且每X个接收的报文生成发送时间戳。在后续的块周期，发送和接收时间戳被用于计算影响预定义数据单元的单向延迟和抖动。2013年2月25日的互联网草案“ColoringbasedIPflowperformancemeasurementframework,draft-chen-coloring-based-ipfpm-framework-01”公开了设置IP报头的未使用的位来将报文“着色”成不同颜色的块，以启用报文丢失和延迟测量。对于延迟测量，在一个时间周期内，单个报文被着色。发送方记录着色报文被发送时的时间戳，接收方记录检测到着色报文时的时间戳。利用这两个时间戳，计算报文延迟。
技术实现思路
本申请人已经注意到，由WO2011/079857描述的延迟和/或抖动测量只对既没有报文丢失也没有接收顺序错误发生的块周期提供有效的结果，这样的块周期即，当在特定块周期内发送的所有报文都以它们被发送的相同次序被接收。但是，虽然影响块周期的报文丢失可以被检测(并且与那个块周期相关的时间测量可以相应地由于无效而被丢弃)，但是可能无法检测接收顺序错误，这是因为接收节点把将要经受时间测量的报文的识别仅基于报文计数。因此，在接收顺序错误在没有发生报文丢失的块周期内发生，并且错误涉及要经受时间测量的报文的情况下，接收节点不能检测到该错误并且，相应地，不能认识到与那个块周期相关的时间测量是无效的。另一方面，上面引用的互联网草案规定基于其颜色识别要被测量的报文并且，因此，原则上它在接收顺序错误涉及这种报文的情况下也允许要被测量的报文的正确识别。但是，这种技术也表现出一些缺点。首先，要被测量的报文的序列没有中断，因为所有要测量的报文都具有相同的颜色。因此，不能检测涉及两个连续着色报文的可能接收顺序错误。所得的时间测量相应地是无效的，但这种无效不能被检测。而且，所有后续时间测量也都是无效的，因为在接收顺序错误发生时引入的接收时间戳错误无限期地沿着着色报文的整个序列传播。为了避免着色报文的序列中的接收顺序错误，着色期(即，两个连续的着色报文的传输之间所经过的时间)将相当长，例如1分钟或更多。由于在接收节点每个着色报文与下一个着色报文和前一个着色报文仅基于时间被区分，因此这保证在某个着色期内接收到的着色报文是预期的报文。但是，以这种方式，很少量的报文被着色并经受时间测量，并且相应地，不利地提供很少量的时间测量样本。鉴于以上所述，本申请人已经处理了提供用于对在报文交换通信网络中两个测量点(节点或计算机)之间发送的报文流执行时间测量的方法的问题，该方法克服了上述缺点，即，该方法没有接收顺序错误并且提供足够数量的时间测量样本。在以下描述中和权利要求中，表述“对报文流执行时间测量”将指定测量以下的操作：-由于两个测量点之间的传输对所述报文流的报文引发的单向延迟或双向延迟；和/或-由于两个测量点之间的传输对报文流的一对报文引发的抖动。除此之外，在以下描述中和权利要求中，表述“对报文进行标记”将指定将报文的至少一个特征设置为预定义标记值的操作，尤其是设置为至少两个替代标记值之一的操作。例如，对报文进行标记的操作可以包括将报文的一个或多个位(例如，其报头的一位或位序列)设置成至少两个预定义的替代标记值之一的操作，将其频率或相位设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对通过通信网络(CN)从第一测量点(N1)发送到第二测量点(N2)的报文流(PF)执行时间测量的方法，所述方法包括：a)在所述第一测量点(N1)，在所述报文流(PF)被发送的同时，将所述报文流(PF)划分成在第一周期(T(0)、T(2)、T(4)…)期间发送的第一报文(Pki)和在第二周期(T(1)、T(3)…)期间发送的第二报文(Pki)，其中所述第二周期在时间上与所述第一周期(T(0)、T(2)、T(4)…)交替；b)在特定周期(T(k))期间，在所述第一报文(Pki)被发送的同时，在所述第一测量点(N1)通过将所述第一报文(Pki)中的每个报文的特征设置为指示第一报文(Pki)要经受时间测量的第一标记值(Vc)或者指示第一报文(Pki)不要经受时间测量的第二标记值(Vd)来标记所述第一报文(Pki)，并且针对由所述第一标记值(Vc)标记的所述第一报文(Pki)中的每个报文生成发送时间戳，所述标记被执行以使得由所述第一标记值(Vc)标记的两个第一报文(Pki)的发送时间被相互地延迟比所述周期(T(k))的持续时间(Tb)短的至少预定义的最小发送间时间(Tx)；c)在所述第二测量点(N2)，识别由所述第一标记值(Vc)标记的所述第一报文(Pki)并且，对于由所述第一标记值(Vc)标记的所述第一报文(Pki)中的每个报文，生成接收时间戳；d)在所述周期(T(k))期满后，基于由所述第一标记值(Vc)标记的所述第一报文(Pki)的所述发送时间戳和所述接收时间戳来执行所述时间测量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对通过通信网络(CN)从第一测量点(N1)发送到
第二测量点(N2)的报文流(PF)执行时间测量的方法，所述方法
包括：
a)在所述第一测量点(N1)，在所述报文流(PF)被发送的
同时，将所述报文流(PF)划分成在第一周期(T(0)、
T(2)、T(4)…)期间发送的第一报文(Pki)和在第二周期
(T(1)、T(3)…)期间发送的第二报文(Pki)，其中所述
第二周期在时间上与所述第一周期(T(0)、T(2)、T(4)…)
交替；
b)在特定周期(T(k))期间，在所述第一报文(Pki)被发送
的同时，在所述第一测量点(N1)通过将所述第一报文
(Pki)中的每个报文的特征设置为指示第一报文(Pki)
要经受时间测量的第一标记值(Vc)或者指示第一报文
(Pki)不要经受时间测量的第二标记值(Vd)来标记所述
第一报文(Pki)，并且针对由所述第一标记值(Vc)标记
的所述第一报文(Pki)中的每个报文生成发送时间戳，所
述标记被执行以使得由所述第一标记值(Vc)标记的两个
第一报文(Pki)的发送时间被相互地延迟比所述周期
(T(k))的持续时间(Tb)短的至少预定义的最小发送间
时间(Tx)；
c)在所述第二测量点(N2)，识别由所述第一标记值(Vc)
标记的所述第一报文(Pki)并且，对于由所述第一标记值
(Vc)标记的所述第一报文(Pki)中的每个报文，生成接
收时间戳；
d)在所述周期(T(k))期满后，基于由所述第一标记值(Vc)
标记的所述第一报文(Pki)的所述发送时间戳和所述接收
时间戳来执行所述时间测量。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤a)包括通过将所述
报文(Pki)中的每个报文的另一特征设置为指示第一报文(Pki)要
在所述第一周期(T(0)、T(2)、T(4)…)期间发送的第三标记值(Va)
或指示第二报文(Pki)要在第二周期(T(1)、T(3)…)期间发送的
第四标记值(Vb)来标记所述报文(Pki)。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述报文流(PF)中的每个报
文(Pki)包括标记字段(MF)，所述另一特征是所述标记字段
(MF)的第一标记子字段(b1)并且所述特征是所述标记字段
(MF)的第二标记子字段(b2)。
4.如前面权利要求中任何一项所述的方法，其中，在步骤b)中，
所述最小发送间时间(Tx)被设置为适于防止与在由所述第一标记
值(Vc)标记的所述第一报文之间的超越有关的接收顺序错误的值。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述最小发送间时间(Tx)长
于所述报文流(PF)从所述第一测量点(N1)到所述第二测量点
(N2)的平均单向延迟。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述最小发送间时间(Tx)长
于所述报文流(PF)从所述第一测量点(N1)到所述第二测量点
(N2)的最大单向延迟。
7.如权利要求4至6中任何一项所述的方法，其中所述最小发送
间时间(Tx)长于或等于10毫秒。
8.如前面权利要求中任何一项所述的方法，其中所述步骤b)包
括，在发送所述第一报文(Pki)中的每个报文时：
·检查所述特定周期(T(k))是否是所述第一周期(T(0)、
T(2)、T(4)…)中的一个周期或者所述第二周期(T(1)、
T(3)…)中的一个周期；及
·如果所述特定周期(T(k))是所述第一周期(T(0)、T(2)、
T(4)…)中的一个周期，则使发送计数器(C1a)增大，检
查从由所述第一标记值(Vc)标记的上一个报文(Pki)的
发送起是否经过了所述最小发送间时间(Tx)并且，在肯

\t定的情况下，由所述第一标记值(Vc)标记所述第一报文
(Pki)并且将数量N个发送时间戳变量(TS1a(i))之一
设置为由所述第一测量点(N1)的本地时钟指示的当前时
间(t*)。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述步骤d)包括：
·检查所述周期(T(k))是否是所述第一周期(T(0)、T(2)、
T(4)…)中的一个周期或者所述第二周期(T(1)、T(3)…)
中的一个周期；
·如果所述周期(T(k))是所述第一周期(T(0)、T(2)、
T(4)…)中的一个周期，则利用所述发送计数器(C1a)以
及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克西格利奥，
申请(专利权)人：意大利电信股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT