用于利用令牌桶的通信网络带宽估计的逆向丢失检测制造技术

提供了用于通过确定发送方和接收方之间的分组传送的探测速率来测量在黑盒网络中可用的可用带宽的系统和方法。最佳探测速率和带宽估计可以被确定。附加动作可以被执行，例如在探测速率被确定之后自动重新路由分组和/或负载平衡网络业务。负载平衡网络业务。负载平衡网络业务。

【技术实现步骤摘要】
用于利用令牌桶的通信网络带宽估计的逆向丢失检测

技术介绍

[0001]带宽测量是任何网络业务工程解决方案的重要组成部分，包括使用软件定义广域网(SD
‑
WAN)的解决方案。该框架需要知道每条网络路径上有多少带宽可用，然后才能决定在哪里放置/路由和负载平衡网络业务。
[0002]在封闭系统中，有可能在业务路径上的每个网络设备上收集直接测量值。然而，在许多情况下，不可能收集直接测量值。例如，网络设备可以在不同的管理域中，或者可以通过隧道或封装被隐藏。SD
‑
WAN的情况就是如此，其中SD
‑
WAN网关试图将业务定向到互联网上的最佳路径。
[0003]SD
‑
WAN和其他日渐重要的网络架构需要更好的解决方案。
附图说明
[0004]根据一个或多个不同的示例，参考以下附图详细描述本公开。这些附图仅用于说明目的，且仅描述了典型的示例。
[0005]图1示出了用于实现各种带宽估计过程的计算环境。
[0006]图2示出了根据本公开的一些示例，用于实现分组丢失回归以估计带宽的计算环境。
[0007]图3示出了根据本申请的一些示例，速率递减方法的类型。
[0008]图4示出了根据本申请的一些示例，用于确定带宽估计的过程的概要。
[0009]图5示出了结合本申请的一些示例，与逆向丢失检测相关联的分组丢失。
[0010]图6是可以被用以实现本公开中描述的示例的各种特征的示例计算组件。
[0011]图7描绘了示例计算机系统的框图，在其中可以实现本文描述的各种示例。
[0012]这些附图并非详尽无遗，且不将本公开限于所公开的确切形式。
具体实施方式
[0013]在SD
‑
WAN架构中，带宽测量是困难的，至少是因为交叉业务会极大地影响有线或无线通信链路的带宽测量(例如，在边缘设备、使用相同链路的各种用户或应用等之间)。交叉业务通常是动态的，可以不断波动，因此，几乎不可能确定SD
‑
WAN中的准确带宽测量值。
[0014]当不可能进行直接测量时，可以从可以被控制或以其他方式被用以测量的两个端点实现带宽估计。例如，带宽估计可以通过使用从路径的一端发送到路径的另一端的专门制作的探测分组来探测网络路径而被执行。接收端测量分组的接收时间和分组延迟/时间模式的变化，以估计路径特性，诸如路径容量、可用带宽或批量传输容量。
[0015]在一些示例中，探测速率模型(PRM)可以被用以估计网络路径的可用带宽(例如，使用包括PathChirp、PathCos++、SLDRT等的研究项目)。PRM可以创建临时拥塞状态(例如，在网络上传送的数据分组的数目超过阈值以减慢网络上的带宽等)。一旦在网络路径上创建了临时拥塞状态，控制器就可以测量探测分组的排队延迟的增加，以推断路径何时处于拥塞状态。通过确定路径何时处于拥塞状态以及何时不处于拥塞状态，这些方法可以计算
可用带宽的估计。
[0016]PRM可以有几个限制。例如，标准PRM可以使用分组定时来推断拥塞状态，并且可以假设网络路径上没有分组丢失。然而，网络路径上的缓冲区并不是无限的，因此如果拥塞状态足够严重，则可能会发生分组丢失。另外，一些网络设备对拥塞状态的反应是专门产生分组丢失并且从不增加排队延迟，这完全击败了PRM方法并阻止它们测量可用带宽。此外，一些网络链路不可靠，可以随机丢弃分组，阻碍带宽估计。
[0017]本公开的示例可以考虑网络拥塞而估计可用带宽。例如，该系统可以测量在黑盒网络中可用的可用带宽。传统系统可以使用本文讨论的各种方法(例如，数据分组的主动探测、测量延迟的被动测量等)来执行带宽估计。本文描述的技术可以找到分组丢失停止的点，并使用探测速率作为带宽估计。可以执行附加动作，例如在确定探测速率之后自动重新路由分组和/或负载平衡网络业务，如在整个公开中所描述的。
[0018]在一些示例中，系统可以确定恒定或变化的探测速率。例如，探测分组可以以具有探测速率的预定义模式的啁啾序列(chirp train)(例如，探测分组集合)被发送。探测速率的模式可以对应于递减速率模式，使得前几个探测分组以较高的探测速率被发送，并且随着分组的发送，探测速率逐渐降低。这些模式中的每个模式可以对应于探测速率。第二探测速率可以是与该探测速率不同的模式，包括不同的变化探测速率模式。
[0019]在一些示例中，发送方计算设备可以发送对应于探测分组集合的单个啁啾序列。啁啾序列中的探测速率可以是预先确定的。在一些示例中，分组的探测速率在啁啾序列内是唯一的，并且整个啁啾序列可以对应于许多不同的探测速率。
[0020]在一些示例中，计算显著分组丢失值。尽管可以计算显著分组丢失的其他测量值，但显著分组丢失值可以对应于啁啾序列中可以连续丢失两个分组的最后一点，如在整个公开中所描述的。在显著分组丢失值之后的下一个点是在探测数据分组集中没有两个分组连续丢失的位置。显著分组丢失值可以基于从啁啾序列中的探测分组集合中丢失的分组来计算。一旦显著丢失值“低于或等于”阈值，则显著丢失值可以接近于0。该过程可以从啁啾序列中选择第一分组和第二分组。选择的第一分组可以是最后接收的显著丢失值大于0的分组。第二分组可以是在选择的第一分组之后接收的第一个分组。使用第二分组，该过程可以将第二分组的探测速率确定为网络路径的可用带宽估计，并使用该值来执行动作(例如，测量黑盒网络中的可用带宽、重新路由业务、负载平衡网络业务等)。
[0021]图1示出了用于实现各种带宽估计过程的计算环境。在该图示中，发送方计算设备110经由网络130向接收方计算设备120传送一个或多个数据分组。发送方计算设备110和接收方计算设备120(例如，客户端、服务器等)可以是连接端点的通信网络中的端点。尽管为了说明简单起见，提供了单个发送方计算设备和单个接收方计算设备，但是各种发送方计算设备可以向各种接收方计算设备发送数据分组。
[0022]可以测量用于发送在发送方计算设备110和接收方计算设备120之间的网络通信的可用带宽，以确定该网络路径的可用带宽。网络带宽可以对应于有多少带宽未被使用以及有多少带宽可以被添加到网络路径。网络路径可以是用于在给定时间量内在网络130上传送数据的有线或无线通信链路。可用带宽可以通过已经在使用网络路径的业务而减少。
[0023]网络业务工程是可以使用可用带宽的一个示例。发送方计算设备110和接收方计算设备120之间经由网络130的通信路径可以包括从一个端点到另一个端点的多条可能路
径。端点之间有多条路径通常会提高对故障的恢复能力，并且可能会增加网络带宽。
[0024]在网络业务工程中，该过程可以确定网络业务和网络元件的属性及其连接性，两者会帮助设计网络并将业务引导到该网络中的不同路径上。在一些示例中，发送方计算设备110和接收方计算设备120之间的主路径可以添加要在主路径故障的情况下使用的辅助路径。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接收方计算设备，包括：存储器；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为执行存储在所述存储器中的机器可读指令以用于执行方法，所述方法包括：从发送方计算设备接收通过通信网络在网络路径上传送的探测数据分组集合；当分组丢失在所述探测数据分组集合中被检测到时，选择所述探测数据分组集合的子集；针对所述探测数据分组集合的所述子集中的每个分组，基于从所述探测分组集合中检测到的所述分组丢失来计算针对所述分组的显著丢失值；选择所述探测数据分组集合的所述子集中的第一分组，其中选择的所述第一分组对应于所述子集中最后接收到的所述分组，其中针对所述最后接收到的所述分组的所述显著丢失值大于零；在所述探测数据分组集合的所述子集中选择第二分组，其中所述第二分组对应于在选择的所述第一分组之后接收的下一分组；基于与由所述发送方计算设备发送所述第二分组的瞬时速率相对应的所述第二分组的探测速率，确定针对所述网络路径的带宽估计；以及执行与针对所述通信网络中的所述网络路径的所述带宽估计相关联的动作。2.根据权利要求1所述的接收方计算设备，其中所述机器可读指令还执行所述方法，所述方法包括：将针对分组的所述显著丢失值计算为在所述分组和先前接收到的分组之间丢失的分组的数目。3.根据权利要求1所述的接收方计算设备，其中所述机器可读指令还执行所述方法，所述方法包括：将针对分组的所述显著丢失值计算为在所述分组和先前接收到的分组之间丢失的分组的数目减去固定偏移量。4.根据权利要求1所述的接收方计算设备，其中所述机器可读指令还执行所述方法，所述方法包括：使用集群算法以创建分组丢失的一个或多个集群，其中分组丢失的所述集群是统计相关的；针对所述探测数据分组集合的所述子集中的分组：当所述分组与先前接收到的分组之间的分组丢失中的多于一个分组丢失是大小大于阈值的集群的一部分时，将所述分组的所述显著丢失值设置为一，否则，将所述分组的所述显著丢失值设置为零。5.根据权利要求1所述的接收方计算设备，其中所述机器可读指令还执行所述方法，所述方法包括：将针对分组的所述显著丢失值计算为由所述探测数据分组集合的所述子集中连续接收的分组之间的分组丢失的数目的线性回归所给定的值。6.根据权利要求1所述的接收方计算设备，其中所述机器可读指令还执行所述方法，所述方法包括：
将针对分组的所述显著丢失值计算为由所述探测数据分组集合的所述子集中连续接收的分组之间的分组丢失的数目的非线性曲线拟合所给定的值。7.根据权利要求1所述的接收方计算设备，其中所述探测数据分组集合的所述子集是存在丢失的啁啾序列的一部分。8.根据权利要求1所述的接收机计算设备，其中啁啾序列的子集具有递减速率。9.一种用于确定针对通信网络中的网络路径的带宽估计的计算机实现的方法，所述方法包括：从发送方计算设备接收通过所述通信网络在所述网络路径上传送的探测数据分组集合；当分组丢失在所述探测数据分组集合中被检测到时，选择所述探测数据分组集合的子集；针对所述探测数据分组集合的所述子集中的每个分组，基于从所述探测分组集合中检测到的所述分组丢失来计算针对所述分组的显著丢失值；选择所述探测数据分组集合的所述子集中的第一分组，其中选择的所述第一分组对应于所述子集中最后接收到的所述分组，其中针对所述最后接收到的所述分组的所述显著丢失值大于零；在所述探测数据分组集合的所述子集中选择第二分组，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：慧与发展有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：