IP网络综合拥塞分析方法

冯国军 中兴通讯股份有限公司 广东深圳 518057

IP网络综合拥塞分析方法

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本文重点阐释了IP网络性能测试的重要性，并对IP网络性能测试的主要指标、关键技术进行阐释。

IP网络性能测试;主要指标;关键技术

引言

面对电信业由语音业务向数据业务进行战略性转变，各运营商纷纷进行IP数据网络的建设。但是现有的IP网络在网络承载和业务运营上还存有不足，各运营商对现有IP网是否能够承载各种电信级业务仍存有疑虑。主要表现在：

1)运营商对于IP网络接入层、骨干层链路的通信质量和状况缺乏评估的手段；

2)运营商对客户尤其是大客户的服务等级缺乏评估、保障和维护手段；

3)运营商对IP承载网是否满足一些新业务的需求缺乏评估手段。

另外，监管部门对IP网间互联互通链路的通信质量也缺乏监管手段。

根据IETF的RFC2330的建议，IP网络性能指标如下：

IP连接性：即IP网络的可用性

IP包传输时延：包括单向时延、双向时延

IP包丢失率：包括单向丢包率和双向丢包率

IP包时延变化：即最大时延和最小时延的差值

流量参数：即可用带宽

目前，现有的IP网络性能测试仪表和IP网络性能测试系统大多实现了双向时延、单/双向丢包率、时延变化的测量。但支持综合拥塞分析的设备很少，本文主要阐述基于时延、丢包率的网络综合拥塞分析技术。

1 综合拥塞分析

IP网络性能的测量指标主要包括单/双向时延、单/双向丢包率、时延抖动、可用带宽等。从指标上来看比较简单也相互独立，如果仅仅独立的分析各个指标可能会丢失一些潜在的网络性能信息。因此，需要对这些指标的综合分析发现一些隐含的网络性能特性。

对时延和丢包率做相关性分析后发现，通过分析丢包率和时延的关联曲线可以分析瓶颈路由器的丢包情况，如图1所示。

丢包率和时延之间的关联有重要意义：分析丢包率处于较高水平时时延的值，据此可以判断是由于何种原因导致丢包：

如果时延值不高，但是丢包率较高>L0，说明瓶颈链路缓冲区的大小不足，造成丢包；

如果丢包>L 0时，时延也较高>R 0，说明的确是网络拥塞，属于正常情况；

如果时延>4R0并且丢包率>L1，此时可能是由于网络路由发生切换造成的；

如果仅仅是时延> R0，此时已经不适合传送话音数据了。

L0、L1、R0的取值主要取决于不同厂家的路由器以及路由器本身的配置情况，根据一些工程上的实际测试得到一些经验数据是：R0为100～500m s、丢包率L0为1%～5%、L1为10%～30%。

2 结束语

通过本文介绍的几项关键技术，可以解决IP网络单向时延、可用带宽的精确测量问题，并为IP网络的拥塞分析提供了一种实际可行的分析手段。

图1 基于时延和丢包的拥塞分析

参考资料

[1]IETF.RFC2330

[2]专利.申请号200510075342.0

[3]专利.申请号200510130143.5

[4]张蓉，李健.高速网络环境下的网络带宽测试.www.net130.com

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.069

冯国军（1 9 7 1年出生），男，河北遵化人，工程师，在读MBA，主要研究方向：通讯产品需求分析和设计。