一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法技术

本发明专利技术提供一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，其步骤包括：S1在网络中选取并定义待测量机器和测量机器，并设置控制器；S2控制器令待测量机器以测量带宽向测量机器发送测试数据包，以获取测量机器的反馈带宽；S3控制器根据的反馈，以调整下一轮测试带宽，直至逼近实际可用带宽的值，以获取实际带宽检测结果。籍此以准确的测量出边缘节点的实际可用带宽。测量出边缘节点的实际可用带宽。测量出边缘节点的实际可用带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法


[0001]本专利技术涉及网络带宽测试技术，尤其涉及一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法。

技术介绍

[0002]网络系统中的资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量(Quality of Service，QoS)的要求。因此，只有准确获取网络设备的实际可用资源，才能实现对服务质量进行有效控制。
[0003]通常情况下，影响服务质量的主要因素是网络设备的实际可用带宽，有效的评估指标是延时和丢包率。然而，一般的服务器所连接的网络都有其带宽上限，一台服务器即使是性能无限的，但它的网络服务能力也受到链路上网络设备能力的制约。在边缘计算领域，由于服务器所处在网络的边缘，因此带宽的质量相对较差，即延时和丢包率会比数据中心机房的差一些。因此在边缘服务器上部署任务，必须要考虑带宽的质量，以免影响任务的服务质量。
[0004]一般性的来讲，在同一网络环境下，吞吐量越高，带宽的延时和丢包率也会相应地有所增加。因此，在部署任务前需要对边缘服务器的带宽压测，并记录其在不同带宽吞吐量情况下的带宽时延和丢包率。之后根据任务所能接受的带宽时延和丢包率，限制服务器的吞吐量，使其在任务运行时，网络的时延和丢包率不至于太差而导致任务无法服务，同时服务器的带宽又尽可能的充分被利用。
[0005]因此如何准确的测量出边缘节点的实际可用带宽，以供合理地为部署在网络节点的服务分配带宽资源，是稳定和确保边缘计算服务质量的一大前提。
[0006]目前常见的可用带宽测量方法主要包含两大类，第一类是基于系统性能瓶颈的测量方法，第二类是基于统计学习的测量方法。
[0007]·
基于系统性能瓶颈的测量方法
[0008]基于系统性能瓶颈的测量方法。该方法又包含基于包对(packet pairs)的测量方法和基于包队列(packet trains)的测量方法。
[0009]‑
基于包对(packet pairs)的测量方法
[0010]其中，基于包对的测量方法的核心思想是在进行数据传输时，由于背景流量的存在，在经过紧链路时，探测包之间的间隔由于背景流量的插入而引起变化，此时如果知道紧路容量，就可以根据探测报文输入输出间隔的变化计算出背景流量，进而得到可用带宽。
[0011]在基于包对的测量方法中，要求待测网络满足几个重要条件。首先就是在测量期间待测链路的背景流量必须恒定，就是测量期间待测链路的可用带宽值不能发生变化，否则会影响测量方法的准确性。
[0012]‑
基于包队列(packet train)的测量方法
[0013]通过控制发送探测数据报文的速率，观测数据报文的输入速率与链路中单向延迟的变化的匹配情况。在理想情况下，当输入包队列的速率小于或等于可用带宽时，链路中的
单向延迟不会有变大的趋势，反之当输入包队列的速率大于可用带宽时，链路中的单向延迟会有增大的趋势。基于包队列可用带宽测量算法或工具就是试图找到那个输入包队列速率和可用带宽相等的点，从而得到网络链路的可用带宽。
[0014]与基于包对的测量方法类似，基于包队列的测量方法也要求待测链路满足背景流量恒定。
[0015]·
基于统计学习的测量方法
[0016]由于网络环境是在不断变化的，而现有的包对和包队列测量方法都是在背景流量恒定的假设下进行的，这一条件在现实情况中经常难以满足，所以领域内的很多研究者都尝试从统计学习的角度抽象化的解决网络可用带宽测量的问题。
[0017]这类方法的优点是，无需测试链路严格满足在基于系统性能瓶颈的测量方法中的背景流量恒定原则。摆脱了这个条件的束缚，也意味着采用了统计学习方法一般采用非侵入式手段测量带宽，也能较好的处理爆发流量的情况。
[0018]但是，由于此类方法受到数学模型的局限性，导致在不同拓扑结构的网络系统下表现的性能不稳定，因此暂无实际可用的工具开源。

技术实现思路

[0019]本专利技术的主要目的在于提供一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，以准确的测量出边缘节点的实际可用带宽。
[0020]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，步骤包括：S1在网络中选取并定义待测量机器和测量机器，并设置控制器；S2控制器令待测量机器以测量带宽向测量机器发送测试数据包，以获取测量机器的反馈带宽S3控制器根据的反馈，以调整下一轮测试带宽直至逼近实际可用带宽的值，以获取实际带宽检测结果。
[0021]在可能的优选实施方式中，其中步骤S2中控制器采用了双时间尺度的测量法令待测量机器发送测试数据包，其步骤包括：设定一长时间尺度为Fleet，短时间尺度为Stream，待测量机器在Fleet下向测量机器发送N个Stream，且每个Stream内以一定的时间间隔T发送K个大小为L的测试数据包。
[0022]在可能的优选实施方式中，其中步骤S3中调整下一轮测试带宽的步骤包括：在一个Fleet内，保持数据包的L大小不变的条件下，不断迭代修改每个Stream中测试数据包之间的发送时间间隔T。
[0023]为了实现上述目的，根据本专利技术的二个方面，还提供了一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，步骤包括：S1在网络中选取并定义待测量机器和测量机器，并设置控制器，其中控制器中设有策略单元，所述策略单元采用Actor
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Critic架构的深度强化学习算法；S2控制器令待测量机器以测量带宽向测量机器发送测试数据包，以获取测量机器的反馈带宽S3控制器根据与的反馈，经策略单元决策后调整下一轮测试带宽直至逼近实际可用带宽的值，以获取实际带宽检测结果。
[0024]在可能的优选实施方式中，其中步骤S2中控制器采用了双时间尺度的测量法令待测量机器发送测试数据包，步骤包括：设定一长时间尺度为Fleet，短时间尺度为Stream，待
测量机器在Fleet下向测量机器发送N个Stream，且每个Stream内以一定的时间间隔T发送K个大小为L的测试数据包。
[0025]在可能的优选实施方式中，其中步骤S3中调整下一轮测试带宽的步骤包括：在一个Fleet内，保持数据包的L大小不变的条件下，策略单元根据与的反馈作出对应决策，以不断迭代修改每个Stream中测试数据包之间的发送时间间隔T。
[0026]在可能的优选实施方式中，其中策略单元的决策步骤包括：S30以马尔科夫决策过程定义T值调整决策，以设定：
[0027]状态空间其中对于第i个stream，其状态定义为且指定为当前测试网络中已使用的带宽U
i
；
[0028]动作空间其中第i个stream的动作空间定义为其中第i个stream的动作空间定义为的取值范围是[0，C]，其中其中C是待测量机器的瓶颈带宽；
[0029]奖赏函数其中对于第i个stream，此时的状态空间为算法在该状态空间下计算的出的动作为此时控制器在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，步骤包括：S1在网络中选取并定义待测量机器和测量机器，并设置控制器；S2控制器令待测量机器以测量带宽向测量机器发送测试数据包，以获取测量机器的反馈带宽；S3 控制器根据的反馈，以调整下一轮测试带宽，直至逼近实际可用带宽的值，以获取实际带宽检测结果。2.根据权利要求1所述的在边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，其中步骤S2中控制器采用了双时间尺度的测量法令待测量机器发送测试数据包，其步骤包括：设定一长时间尺度为Fleet，短时间尺度为Stream，待测量机器在Fleet下向测量机器发送N个Stream，且每个Stream内以一定的时间间隔 T 发送 K 个大小为 L 的测试数据包。3.根据权利要求2所述的在边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，其中步骤S3中调整下一轮测试带宽的步骤包括：在一个Fleet内，保持数据包的
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大小不变的条件下，不断迭代修改每个Stream中测试数据包之间的发送时间间隔。4.一种边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，步骤包括：S1在网络中选取并定义待测量机器和测量机器，并设置控制器，其中控制器中设有策略单元，所述策略单元采用Actor
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Critic架构的深度强化学习算法；S2控制器令待测量机器以测量带宽向测量机器发送测试数据包，以获取测量机器的反馈带宽；S3 控制器根据与的反馈，经策略单元决策后调整下一轮测试带宽，直至逼近实际可用带宽的值，以获取实际带宽检测结果。5.根据权利要求4所述的在边缘云网络中测量实际可用带宽的方法，其中步骤S2中控制器采用了双时间尺度的测量法令待测量机器发送测试数据包，步骤包括：设定一长时间尺度为Fleet，短时间尺度为Stream，待测量机器在Fleet下向测量机器发送N个Stream，且每个Stream内以一定的时间间隔 T 发送 K 个大小为 L 的测试数据包。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鑫，任远铭，王晓飞，
申请(专利权)人：缀初网络技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：