流量测试方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种流量测试方法和装置，其中，所述流量测试方法包括：预设背景流流量和观察流流量从同一端口的同一个队列入队和出队；所述背景流流量采用TD策略，所述观察流采用RED策略；配置所述背景流流量的丢弃阈值等于所述观察流流量的最小可随机丢弃阈值，并逐点增加所述丢弃阈值；通过比对所述观察流的报文发送数量和接收数量，逐点计算报文丢弃概率，直到所述丢弃阈值增大至等于所述观察流流量的最大可随机丢弃阈。通过所述装置和方法，可以解决现有技术的RED验证方法，只能观察队列长度不同情况下的一个概率趋势，无法得到具体的丢弃概率近似值，因此无法对RED机制的设计实现情况进行充分验证的问题。计实现情况进行充分验证的问题。计实现情况进行充分验证的问题。

【技术实现步骤摘要】
流量测试方法和装置


[0001]本专利技术涉及网络通信技术，特别是涉及一种流量测试方法和装置。

技术介绍

[0002]交换机的缓存管理的本质，是对过度拥塞的流量执行可管理的、可预期的报文丢弃操作。一般来说，最简单的丢弃策略是尾丢弃(Tail Drop，TD)策略——即当某一条流的排队积压到一定程度的时候，丢弃后续的报文，避免其过度占用交换机的包缓存。
[0003]但是，尾丢弃这种丢弃方式会引发TCP全局同步现象：当队列同时丢弃多个TCP连接的报文时，将造成多个TCP连接同时进入拥塞避免和慢启动状态以降低并调整流量，而后又会在某个时间同时出现流量高峰。如此反复，使网络流量忽大忽小，网络不停震荡。
[0004]因此，随机早期检测(Random Early Detection，RED)被引入来解决TCP的全局同步现象。RED作为一个丢弃策略，如下：当众多TCP流到达RED的可随机丢弃阈值(Threshold)时，随机丢弃一些报文。此时，某个TCP连接的报文被丢弃、开始减速发送的时候，其他的TCP连接仍然有较高的发送速度。从而，无论什么时候，总有TCP连接在进行较快的发送，最终提高了线路带宽的利用率(Throughput)。
[0005]随着数据中心的部署，交换设备端口随着技术发展越来越大，从而越来越多的TCP流量在单节点上进行转发。同时，RED技术发展到不仅仅作为丢弃策略，还可以被用作标记策略，如显式拥塞通知(explicit congestion notification)也采用RED的机制对来往的TCP报文进行标记操作，通过对TCP流量的预反馈，提高TCP流量的有效传输率(Goodput)。
[0006]可以看到，随着RED技术的应用越来越广泛，RED机制在交换机的有效性验证更加重要。关于RED的基本机制如下：
[0007]一个队列中，如果一种流量开始拥塞，则其对应的队列长度将会增加。当队列长度达到Thrd_min的时候，随机早期检测开始工作，并且对报文进行仲裁。(为了简化表述，仲裁的结果如果为阳性，则此处执行操作为丢弃报文；仲裁结果为阴性，则不对报文执行任何操作。其中，也可以对阳性的报文执行标记ECN等其他操作。)仲裁得到的丢弃概率(阳性率)根据当前队列的长度变化而变化。也就是说，如果队列长度越长，仲裁得到的丢弃概率越高。当队列的长度无穷接近但不等于Thrd_max的时候，报文的丢弃概率有最大值P_red；而当队列长度达到或者超过Thrd_max的时候，所有报文100％丢弃。这个机制便称作RED。
[0008]进一步的，如果一个队列中有多种类型的流量共同排队，则每一种流量都会按照自己的属性，根据自己排队时刻的队列长度，使用自己的配置计算丢弃概率，并执行丢弃操作。该机制体现了多种流量在一个队列中有着不同的丢弃策略权重，故称作(带权重的)随机早期检测(Weighted RED，WRED)。
[0009]现有对RED的测试方案如下：
[0010]步骤1：将队列的出口关闭，包括但不限于配置，流量整形并且设置整形速率为0；
[0011]步骤2：打入编号递增的报文，直到队列的深度(排队长度)达到或者超过最大丢弃概率对应的长度；
[0012]a.如果达到最大丢弃概率对应的长度(maxThrd)后不再增加，则代表RED设计实现无误；
[0013]b.如果达到最大丢弃概率对应的长度后，队列长度还能继续增加，则代表RED机制实现有误；
[0014]步骤3：停止发送进入的流量；
[0015]步骤4：将队列的出口打开，观察留存在队列中的报文编号，检查点如下：
[0016]a.在序号小于minThrd的时候，编号是否出现不连续的情况——是否出现了报文的丢弃，若未见丢弃，则RED设计实现无误；反之则有误
[0017]b.在序号大于minThrd开始，出现了序号不连续的情况，则认为出现了随机丢弃，且序号越大，不连续的情况出现的越多、序号跳跃的值越大，则代表RED有着随队列深度递增、丢弃概率递增的现象，证明设计实现无误。
[0018]具体的效果举例如下：
[0019]minThrd＝10,maxThrd＝30,P_max＝0.5
[0020]则其中一种比较满足的序列应当为：
[0021]1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，14，15，16，18，20，24，28，30，31，35，41，45，57，68，83，102，152，212。
[0022]现有技术的缺点在于：可以看出，随机丢弃是一个随机事件。通过一次或者多次测试，可以确认minThrd之前的处理正确，可以确认maxThrd之后的处理正确。但是，对于minThrd到maxThrd之间的随机丢弃概率，只能看到一个模糊的趋势，无法从序列本身看出不同的队列深度下，每一个点的丢弃概率具体的近似值。

技术实现思路

[0023]本专利技术实施例所要解决的技术问题是，如何解决现有技术的RED验证方法，只能观察队列长度不同情况下的一个概率趋势，无法得到具体的丢弃概率近似值，因此无法对RED机制的设计实现情况进行充分验证的问题。
[0024]为了解决上述的技术问题，本专利技术实施例提供了一种流量测试方法，其中包括，预设背景流流量和观察流流量从同一端口的同一个队列入队和出队；所述背景流流量采用TD策略，所述观察流采用RED策略；配置所述背景流流量的丢弃阈值等于所述观察流流量的最小可随机丢弃阈值，并逐点增加所述丢弃阈值；通过比对所述观察流的报文发送数量和接收数量，逐点计算报文丢弃概率，直到所述丢弃阈值增大至等于所述观察流流量的最大可随机丢弃阈值。
[0025]上述的流量测试方法中，于所述配置所述背景流流量的丢弃阈值等于所述观察流流量的最小可随机丢弃阈值之前，还包括：配置所述背景流流量的丢弃阈值等于0，逐点增加所述丢弃阈值；通过统计预设时间内观察流的发送数量和接收数量，逐点判断所述观察流是否发生报文丢弃；如有，判定RED设计有误；如无，则判定RED设计无误。
[0026]上述的流量测试方法中，于所述直到所述丢弃阈值增大至等于所述观察流流量的最大可随机丢弃阈值之后，还包括：逐点增加所述丢弃阈值；检测队列长度是否还能继续增加；如不能，判定RED设计有误；如能，则判定RED设计无误。
[0027]上述的流量测试方法中，所述背景流流量的丢弃优先级小于所述观察流流量的丢
弃优先级。
[0028]上述的流量测试方法中，所述背景流的带宽等于所述发送端口的端口带宽。
[0029]为了解决上述的技术问题，本专利技术实施例还提供了一种流量测试装置，其中，包括：设置单元，用于预设背景流流量和观察流流量从同一端口的同一个队列入队和出队；所述背景流流量采用TD策略，所述观察流采用RED策略；处理单元，用于配置所述背景流流量的丢弃阈值等于所述观察流流量的最小可随机丢弃阈值，并逐点增加所述丢弃阈值；通过比对所述观察流的报文发送数量和接收数量，逐点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流量测试方法，其特征在于，包括：预设背景流流量和观察流流量从同一端口的同一个队列入队和出队；所述背景流流量采用TD策略，所述观察流采用RED策略；配置所述背景流流量的丢弃阈值等于所述观察流流量的最小可随机丢弃阈值，并逐点增加所述丢弃阈值；通过比对所述观察流的报文发送数量和接收数量，逐点计算报文丢弃概率，直到所述丢弃阈值增大至等于所述观察流流量的最大可随机丢弃阈值。2.如权利要求1所述的流量测试方法，其特征在于，于所述配置所述背景流流量的丢弃阈值等于所述观察流流量的最小可随机丢弃阈值之前，还包括：配置所述背景流流量的丢弃阈值等于0，逐点增加所述丢弃阈值；通过统计预设时间内观察流的发送数量和接收数量，逐点判断所述观察流是否发生报文丢弃；如有，判定RED设计有误；如无，则判定RED设计无误。3.如权利要求1所述的流量测试方法，其特征在于，于所述直到所述丢弃阈值增大至等于所述观察流流量的最大可随机丢弃阈值之后，还包括：逐点增加所述丢弃阈值；检测队列长度是否还能继续增加；如不能，判定RED设计有误；如能，则判定RED设计无误。4.如权利要求1所述的流量测试方法，其特征在于，所述背景流流量的丢弃优先级小于所述观察流流量的丢弃优先级。5.如权利要求1所述的流量测试方法，其特征在于，所述背景流的带宽等于所述发送端口的端口带宽。6.一种流量测试装置，其特征在于，包括：设...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋震，任钰彬，崔兴龙，
申请(专利权)人：苏州盛科通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：