对多点分组流的性能测量的制作方法

本发明涉及通信网络的领域。特别地，本发明涉及用于对在分组交换通信网络中发送的多点分组流执行性能测量的方法。另外，本发明涉及用于被配置为实现这种方法的通信网络的节点和计算机，以及包括这种节点和计算机的计算机网络。

背景技术：

在分组交换通信网络中，分组流通过可能的中间节点从源节点发送到目的地节点。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。

分组并不总是到达其目的地节点，即，它们可能在通过网络传输期间丢失。分组丢失是由于不同的原因。例如，节点或链路可能失败，或者分组可以由于其端口拥塞而被节点丢弃。此外，分组可以由于它们包含位错误而被节点丢弃。

而且，每个分组在发送时间由源节点发送，并且在接收时间由目的地节点接收(如果没有丢失的话)。发送时间和接收时间之间经过的时间通常被称为“单向延迟”。分组的单向延迟主要取决于分组从源到目的地所跨过的可能中间节点的数量、每个节点处分组的持久时间以及沿着链路的传播时间。

此外，分组可以具有不同的单向延迟。同一分组流的两个分组的单向延迟之间的差被称为“到达间隔抖动”(或简称为“抖动”)。

当借助于分组交换网络提供通信服务(特别是诸如呼叫、会议呼叫、视频会议之类的实时语音或数据服务)时，在分组丢失、单向延迟和抖动方面对携带服务的分组流进行性能测量提供了由服务的终端用户所感知的服务质量(qos)的指示。此外，分组丢失和高延迟/抖动可能需要重传，于是降低通信网络的效率。因此，测量通信网络中的分组丢失、单向延迟和/或分组流的抖动对于网络运营商而言是特别感兴趣的。

itu-t建议书y.1731(08/2015)，第8章(第28-38页)公开了用于性能监视的oam(操作、管理和维护)功能，包括帧丢失率、帧延迟和帧延迟变化的测量，这提供在要测量的分组流中注入oam帧。

此外，已知的rtp(实时传输协议)和mpeg(运动图像专家组)协议利用插入到分组中的顺序号(sequencenumber)来执行性能测量。

wo2010/072251(以同一申请人的名义)公开了用于测量从发送节点发送到接收节点的分组流的分组丢失的方法。在发送每个分组之前，发送节点用或者第一标记值或者第二标记值来标记它。标记值以例如5分钟的标记周期切换，由此在交替的块中划分分组流。发送节点和接收节点两者实现一对计数器(counter)，一个计数器用于对用第一标记值标记的分组进行计数，另一个计数器用于对用第二标记值标记的分组进行计数。通过比较与由相同标记值标记的分组相关的发送侧和接收侧计数器，可以测量每个标记周期期间的分组丢失。

wo2011/079857(以同一申请人的名义)公开了用于对分组流执行时间测量的方法，除了由wo2010/072251描述的标记和计数器之外，该方法还提供为每个标记周期的一个或多个预定义的样本分组生成发送时间戳和接收时间戳。这些时间戳用于计算在每个标记周期中由样本分组表现出的单向延迟和/或抖动。

wo2013/174417(以同一申请人的名义)公开了用于对分组流执行时间测量的方法，该方法基于为每个标记周期生成的累积发送和接收时间戳并且基于在同一标记周期期间发送和接收的分组的计数数量来提供为每个标记周期计算平均延迟和/或平均抖动。

技术实现要素：

申请人注意到由itu-t建议书y.1731(08/2015)或由已知的rtp和mpeg协议提供的技术允许监视点到点分组流的性能，即，由具有带有多个相同值的报头字段(在下文中也称为“标识字段”)的分组构成的分组流。以这种方式，点到点分组流的所有分组由节点以相同的方式处理，并相应地遵循从同一源节点到同一目的地节点的相同路径，使得测得的分组流在沿着该路径实现的每个测量点处是相同的(即，它包括相同的分组)。例如，在tcp/ip网络中，点到点分组流的所有分组在以下标识字段中具有相同的值：源地址字段、目的地地址字段、协议字段、源端口字段、目的地端口字段和dscp字段。

但是，在一些情况下，可能有兴趣监视所谓的“多点分组流”的性能。在本描述和权利要求书中，表述“多点分组流”将指定包括沿着两个或更多个至少部分不重叠的端到端路径发送的分组的分组流，使得多点分组流的不同分组可以在沿着那些路径实现的不同测量点处被接收。

例如，多点分组流可以包括具有不同源节点和/或不同目的地节点的两个或更多个点到点分组流。可替代地或此外，多点分组流可以包括其分组例如由于负载平衡算法经由不同的中间节点从同一源节点发送到同一目的地节点的点到点分组流。

为了测量多点分组流的性能，申请人注意到由itu-t建议书y.1731(08/2015)或由已知的rtp和mpeg协议提供的上述已知技术从计算的观点来看效率不高。实际上，为了提供多点分组流的累积性能测量，应分开测量多点分组流中包括的每个点到点分组流。在包括若干点到点分组流的多点分组流的情况下，这不利地导致生成或更新、搜集然后合并大量性能参数(例如，计数器和/或时间戳)，以提供作为整体的多点分组流的累积性能测量。

鉴于上述情况，申请人已经解决了提供用于在分组交换通信网络中执行性能测量的方法的问题，该方法克服了上述缺点。

特别地，申请人已经解决了提供用于在分组交换通信网络中执行性能测量的方法的问题，该方法允许以更加计算高效的方式测量多点分组流的性能。

在以下描述和权利要求中，表述“对分组流执行性能测量”将指定测量以下的操作：

-通过两个测量点之间的传输，在所述分组流的分组上引起的单向延迟、双向延迟或抖动；以及/或

-通过两个测量点之间的传输，在所述分组流的分组上引起的分组丢失。

根据本发明的实施例，通过利用由wo2010/072251描述的标记技术对多点分组流执行性能测量的方法解决了上述问题。

特别地，根据本发明的实施例，在由相应的源节点发送之前，多点分组流的每个分组由或者第一标记值v0或者第二标记值v1标记。标记值在v0和v1之间以某个标记周期tb周期性地切换，使得在每个标记周期期间，只有具有某个标记值v0或v1的多点分组流的分组从(一个或多个)源节点发送到(一个或多个)目的地节点。

另外，在支持多点分组流的传输的子网中实现测量点的监视网络。每个测量点提供相应的一对性能参数(例如，计数器)，一个性能参数与由v0标记的分组有关，另一个性能参数与由v1标记的分组有关。

为了使用由监视网络的测量点提供的所述对(couple)性能参数来提供对多点分组流pf的性能测量，优选地在监视网络中识别至少一个测量点集群，集群被定义为监视网络的测量点集合，如果没有发生分组丢失，其表现出在集群的(一个或多个)输入测量点处接收的分组的总体(ensemble)与在集群的(一个或多个)输出测量点处接收的分组的总体相同的特性。换句话说，如果没有发生分组丢失，那么由集群输入测量点中的任何一个接收的每个分组也在集群输出测量点中的一个处被接收。

以这种方式，对于每个识别出的集群，由(一个或多个)集群输入测量点提供的性能参数对的总体有利地与由(一个或多个)集群输出测量点提供的性能参数对的总体相当。

因此，在每个标记周期结束时，可以组合与在上一个标记周期期间发送(因此具有相同的标记值)的分组相关的性能参数以及由集群的所有输入和输出测量点提供的性能参数，以提供在上一个标记周期期间对多点分组流的性能测量。

有利地，获得多点分组流的这种性能测量，而不依赖形成多点分组流的点到点分组流的单独性能测量(这将需要生成/更新、搜集和合并每个单个点到点分组流的性能参数)。因而，从计算的观点来看，性能测量方法非常高效。

根据第一方面，本发明提供了一种用于对在分组交换通信网络的子网中发送的多点分组流执行性能测量的方法，该方法包括：

a)在子网中实现包括多个测量点的监视网络；

b)在发送多点分组流的每个分组之前，通过将其标记字段设置为等于或者第一标记值或者第二标记值的标记值来标记分组，标记包括在第一标记值和第二标记值之间周期性地切换；

c)在监视网络的每个测量点处，接收被标记的分组中的至少一个，并且，如果被标记的分组中的至少一个是由第一标记值标记的，那么更新性能参数；

d)提供对多点分组流的性能测量，所述提供包括：

-在监视网络中识别测量点的集群，测量点的集群是所选择的监视网络的测量点的集合，使得如果没有发生分组丢失，那么由该集群的至少一个输入测量点接收的每个分组也在该集群的至少一个输出测量点处被接收；以及

-使用由集群的这至少一个输入测量点和至少一个输出测量点提供的性能参数，提供对多点分组流的性能测量。

优选地，识别集群包括：

-在监视网络中识别由相应虚拟链路连接的每对测量点；

-对具有相同始发测量点的测量点对进行分组；以及

-进一步将具有至少一个共同终止测量点的对和/或对的组进行分组，该进一步分组提供集群。

优选地，步骤d)还包括：

-识别至少两个相邻的集群并将这至少两个集群分组在另一个集群中；以及

-使用由该另一个集群的至少一个输入测量点和至少一个输出测量点提供的性能参数，提供对多点分组流的性能测量。

优选地，该另一个集群是监视网络整体。

根据一些实施例，在步骤b)，对于多点分组流的所有分组执行第一标记值与第二标记值之间的切换，其中最大不匹配为标记周期tb的一半。

优选地，步骤c)包括通过检查至少一个被标记的分组的至少一个标识字段是否具有预定义的值来识别至少一个被标记的分组，该至少一个标识字段包括源地址字段和/或目的地地址字段。

优选地，由每个测量点执行的步骤c)包括更新指示在标记周期期间在测量点处接收的由第一标记值标记的分组的数量的计数器。

优选地，由每个测量点执行的步骤c)还包括更新指示在标记周期期间在测量点处接收由第一标记值标记的分组的平均时间的平均时间戳。

优选地，在步骤d)，所述提供性能测量包括将集群的分组丢失计算为以下两者之间的差：

-在标记周期结束时由集群的至少一个输入测量点提供的计数器的总和；以及

-在标记周期结束时由集群的至少一个输出测量点提供的计数器的总和。

优选地，在步骤d)，所述提供性能测量包括将集群的平均单向延迟计算为平均输出时间戳与平均输入时间戳之间的差，其中：

-平均输出时间戳是在标记周期结束时由至少一个输出测量点提供的平均时间戳的加权总和除以由至少一个输出测量点提供的计数器的总和，由每个输出测量点提供的平均时间戳的权重是由同一输出测量点提供的计数器；以及

-平均输入时间戳是在标记周期结束时由至少一个输入测量点提供的平均时间戳的加权总和除以由至少一个输入测量点提供的计数器的总和，由每个输入测量点提供的平均时间戳的权重是由同一输入测量点提供的计数器。

优选地，在步骤d)，所述提供所述性能测量包括基于以下计算抖动：

-由至少一个输入测量点为标记周期期间接收的第一分组提供的时间戳和由至少一个输入测量点为标记周期期间接收的最后一个分组的提供的时间戳；

-由至少一个输出测量点为标记周期期间接收的第一分组提供的时间戳和由至少一个输出测量点为标记周期期间接收的最后一个分组的提供的时间戳；以及

-由至少一个输入测量点作为整体接收的分组的数量和由至少一个输出测量点作为整体接收的分组的数量。

优选地，在步骤d)，所述提供性能测量包括通过以下各项计算集群的平均往返延迟：

-计算在第一方向上集群的第一平均单向延迟以及在与第一方向相反的第二方向上集群的第二平均单向延迟；以及

-将平均往返延迟计算为第一平均单向延迟和第二平均单向延迟的总和。

优选地，步骤d)包括通过以下各项提供沿着监视网络的端到端路径的多点分组流的至少一个统计性能测量：

-识别被端到端路径跨过的监视网络的k个级联集群，k等于或大于2；以及

-使用为所述k个级联集群提供的性能测量来提供至少一个统计性能测量。

优选地，提供统计性能测量包括通过以下各项为端到端路径提供统计分组丢失测量：

-根据k个级联集群的分组丢失概率，计算k个级联集群的累积分组丢失概率；以及

-根据所述累积分组丢失概率和在终止端到端路径的测量点处接收的分组数量，计算端到端路径的所述统计分组丢失测量。

优选地，提供所述统计性能测量包括通过以下各项为端到端路径提供统计平均单向延迟测量：

-将所述端到端路径的所述统计平均单向延迟测量计算为所述k个级联集群的平均单向延迟的总和。

根据第二方面，本发明提供了一种分组交换通信网络，包括：

-子网，被配置为支持多点分组流的传输，该多点分组流的每个分组包括标记字段，该标记字段被设置为等于或者第一标记值或者第二标记值的标记值，标记值在第一标记值和第二标记值之间周期性地切换；

-监视网络，包括在子网中实现的多个测量点，每个测量点被配置为接收被标记的分组中的至少一个，并且，如果被标记的分组中的至少一个是由第一标记值标记的，那么更新性能参数；以及

-管理服务器，被配置为提供对多点分组流的性能测量，管理服务器被配置为：

-在监视网络中识别测量点的集群，测量点的集群是所选择的监视网络的测量点的集合，使得如果没有发生分组丢失，那么由该集群的至少一个输入测量点接收的每个分组也在该集群的至少一个输出测量点处被接收；以及

-使用由集群的这至少一个输入测量点和至少一个输出测量点搜集的性能参数，提供对多点分组流的性能测量。

根据第三方面，本发明提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品可加载在至少一台计算机的存储器中并且包括用于当产品在至少一台计算机上运行时执行上述方法的步骤的软件代码部分。

附图说明

参考附图阅读，从以下通过示例而非限制的方式给出的详细描述中，本发明将变得更清楚，其中：

图1示意性地示出了支持多点分组流的传输的示例性子网；

图2示意性地示出了支持其它多点分组流的传输的替代子网；

图3示出了根据已知的在ipv4协议上的tcp而格式化的分组的报头的结构；

图4示出了在图1的子网中实现的测量点的监视网络；

图5是根据本发明实施例的每个测量点的操作的流程图；

图6是用于识别测量点的监视网络中的测量点集群的方法的流程图；

图7a、7b、7c和7d示出了通过应用图6的方法来识别的图4的监视网络的集群；

图8示出了图4的监视网络，其具有计数器和平均时间戳的示例性值；

图9示出了图4的监视网络，其具有第一个和最后一个接收的分组的时间戳以及计数器的示例性值；

图10a和10b示出了图4的监视网络，其分别具有用于图1的多点分组流和用于反向传播的多点分组流的计数器和平均时间戳的示例性值；以及

图11a和11b示出了图7c的集群，其分别具有用于图1的多点分组流和用于反向传播的多点分组流的计数器和平均时间戳的示例性值。

具体实施方式

图1示意性地示出了支持多点分组流pf的传输的示例性子网sn，其中实现了根据本发明实施例的用于执行性能测量的方法。子网sn可以是ip网络或任何其它类型的分组交换网络(例如，mpls或以太网)的一部分。

子网sn包括根据任何已知拓扑通过链路相互互连的多个节点。特别地，子网sn包括节点n1、n2、...、n5、n7、n8、n9，作为非限制性示例，这些节点根据部分网状拓扑相互互连。特别地，节点n1连接到n2、n3和n9，节点n2连接到n4和n5，节点n3连接到n4和n8，节点n4连接到n7。

每个节点n1、n2、...、n5、n7、n8、n9优选地包括至少一个输入接口和至少一个输出接口。节点n1、n2、...、n5、n7、n8、n9的输入和输出接口通过物理链路相互互连。作为非限制性示例，如图1所示：

-n1包括输入接口i(11)、连接到n2的输入接口i(21)的第一输出接口o(11)、连接到n3的输入接口i(31)的第二输出接口o(12)，以及连接到n9的输入接口i(91)的第三输出接口o(13)；

-n2包括连接到n5的输入接口i(51)的第一输出接口o(21)和连接到n4的输入接口i(41)的第二输出接口o(22)；

-n3包括连接到n4的输入接口i(42)的第一输出接口o(31)和连接到n8的输入接口i(81)的第二输出接口o(32)；

-n4包括连接到n7的输入接口i(71)的输出接口o(41)；

-n5包括两个输出接口o(51)、o(52)；以及

-n7、n8和n9包括相应的输出接口o(71)、o(81)和o(91)。

子网sn支持多点分组流pf的传输。

多点分组流pf可以包括由n＝1个源节点发起并且寻址到m>1个目的地节点的k个点到点分组流。这是图1中描绘的示例性场景的情况，其中分组流pf包括k＝5个点到点分组流pf1、pf2、...pf5，其具有n＝1个源节点n1和m＝4个目的地节点n5、n7、n8和n9。特别地，pf1和pf2寻址到n5、pf3寻址到n7、pf4寻址到n8，并且pf5寻址到n9。

可替代地，多点分组流pf可以具有n>1个源节点和m＝1个目的地节点。这是图2a中描绘的示例性场景的情况，其中节点n1、n2、n3是三个源节点，并且n7是唯一的目的地节点。

可替代地，多点分组流pf可以具有n>1个源节点和m>1个目的地节点。这是图2b中描绘的示例性场景的情况，其中节点n1、n2、n3是三个源节点，而n6和n7是两个目的地节点。在这种情况下，多点分组流pf可以具有很少的源节点和若干目的地节点，即，n<<m。这是例如在下游方向()携带ott互联网服务的流量的多点分组流的情况，即，从少数ott服务器到多个终端用户，或者在下游方向携带lte(长期演进)流量的情况，即，从少数分组网关到若干enodeb。可替代地，多点分组流pf可以具有若干源节点和少数目的地节点，即，n>>m。这是例如在上游方向携带ott互联网服务的流量的多点分组流的情况，即，从多个终端用户到少数ott服务器，或者在上游方向携带lte流量的情况，即，从若干enodeb到少数分组网关。

可替代地，多点分组流pf可以具有n＝1个源节点和m＝1个目的地节点，但是遵循通过子网sn的不同路径。这是图2c中描绘的示例性场景的情况，其中n1是唯一源节点，n5是唯一目的地节点。

通过再次参考图1的示例性场景，多点分组流pf作为整体经由源节点n1的输入接口i(11)注入子网sn中，然后被拆分。特别地，以非限制性示例的形式，pf1、pf2和分组流pf3的第一部分pf3'由n1发送到n2，而分组流pf3的另一部分pf3”与pf4一起从n1发送到n3并且pf5被发送到n9。在节点n2处，pf1、pf2和分组流pf3的第一部分pf3'被进一步拆分，即，pf1和pf2被发送到n5，而pf3'被发送到n4。在节点n3处，pf3”和pf4被进一步拆分，即，pf3”被发送到n4，而pf4被发送到n8。在节点n4处，部分pf3'和pf3”被连接并转发到n7。在节点n5处，分组流pf1和pf2被进一步拆分，即，pf1被发送到输出接口o(51)并且pf2被发送到输出接口o(52)。

优选地，多点分组流pf的每个分组包括报头和有效载荷。有效载荷包括用户数据。优选地，报头包括用于路由分组的信息。报头格式取决于根据其格式化分组的协议。作为非限制性示例，图3示出了根据在ipv4(互联网协议版本4)上的已知的tcp(传输控制协议)格式化的分组的报头hi。报头hi包括40个字节，被划分为用于ip报头的20个字节和用于tcp报头的20个字节。

优选地，多点分组流pf由一个或多个上述报头字段的一个或多个值定义(并因此在通信网络cn中发送的所有流量之间可区分)，这些字段在下文中被称为“标识字段”。特别地，在ipv4协议的情况下，标识字段可以包括以下当中的一个或多个：ip报头的源地址、目的地地址、协议和dscp以及tcp报头的源端口和目的地端口。通过适当地选择标识字段及其值，可以定义不同类型的多点分组流。

例如，图1中所示场景的多点分组流pf可以由或者源地址字段的单个值(即，直接或间接地连接到源节点n1的主机设备的ip地址)定义，或者由目的地址字段的值的集合(即，直接或间接地连接到目的地节点n5、n7、n8和n9的主机设备的ip地址)定义。

一般而言，通过源地址字段的单个值定义多点分组流导致具有n＝1个源节点的多点分组流(如图1中的pf)，通过目的地址字段的单个值定义多点分组流导致具有m＝1个目的地节点的多点分组流(参见图2a)，通过源地址字段的多个值和/或目的地地址字段的多个值定义多点分组流导致具有n>1个源节点和m>1个目的地节点的多点分组流(参见图2b)，而通过源地址字段的单个值和目的地地址字段的单个值定义多点分组流导致具有n＝1个源节点和m＝1个目的地节点的多点分组流(参见图2c)。

优选地，在子网sn中实现包括多个测量点的监视网络mn。每个测量点可以或者嵌入在相应的节点内，或者被实现为连接到相应节点的独立机器。

监视网络mn可以在n个源节点中的每一个处包括测量点并且在m个目的地节点中的每一个处包括测量点。例如，参考图1，在源节点n1处(特别是在其输入接口i(11)上)实现测量点a，并且在目的地节点n5、n7、n8、n9处(特别是在其接口o(51)、o(52)、o(71)、i(81)和i(91)处分别)实现测量点f、g、h、i、j。

监视网络mn还可以包括在子网sn的中间节点处实现的一个或多个测量点。例如，参考图1的示例性场景：

-测量点b在n2的输入接口i(21)处实现，其中pf1、pf2和pf3'被拆分；

-测量点c在n3的输入接口i(31)处实现，其中pf3”和pf4被拆分；

-测量点d在n5的输入接口i(51)处实现，其中pf1和pf2被拆分；以及

-测量点e在n4的输出接口o(41)处实现，其中pf3'和pf3”连接在一起。

可以认识到的是，测量点的这种布置纯粹是示例性的。本发明的性能测量方法确实有利地能够提供与测量点的任何布置一致的结果。

图4示出了包括测量点a、b、...j的监视网络mn，测量点通过逻辑链路相互互连。

优选地，监视网络mn还设置有管理服务器，为简单起见，图4中未示出管理服务器。管理服务器可以是或者连接到任何节点的独立服务器。可替代地，管理服务器可以在任何节点处实现。管理服务器优选地与监视网络mn的测量点合作以从中搜集性能参数，如下文随后将详细描述的。

根据本发明的优选实施例，多点分组流pf的分组在它们经由n个源节点注入子网sn之前被标记。标记可以在n个源节点自身处实现。在这种情况下，优选地在通过在n个源节点处实现的测量点接收分组之前标记这些分组。可替代地，可以在n个源节点的上游标记多点分组流pf的分组。

更特别地，多点分组流pf的每个分组优选地包括标记字段mf，该标记字段mf包括至少一位，其值被设置为两个替代标记值v0、v1中的一个。标记字段mf优选地包括在分组头部hi中。标记字段mf可以是例如根据其格式化分组的协议尚未向其指派具体功能的字段。可替代地，标记字段mf可以包括在具有其它用途的字段中。例如，在ip分组的情况下(参见图3)，标记字段mf可以包括8位tos(服务类型)字段的一位或标志字段的rsv位，并且其两个替代标记值v1和v0可以分别为1和0。

标记字段mf的值周期性地在v1和v0之间切换，周期为tb，在本文随后将其称为“标记周期”。标记周期tb可以由网络运营商根据期望的时间测量速率来设置(如下文中将详细描述的，标记周期tb也是测量周期)。例如，标记周期tb可以等于5分钟。

多点分组流pf的所有k个点到点分组流的标记基本上是同步的，即，对于多点分组流pf的所有k个点到点分组流，标记值基本上同时改变(即，具有最大的不匹配tb/2)。以这种方式，在某个标记周期期间发送的多点分组流pf的分组基本上全部用相同的标记值v1或v0标记。

监视网络mn的每个测量点优选地被配置为提供至少一对性能参数，一个性能参数与由v1标记的分组有关，另一个性能参数与由v0标记的分组有关，如下文中将参考图5的流程图详细描述的。

在每个标记周期期间，每个测量点x(x＝a，b，...j)接收在实现其的节点输入或输出接口处接收的所有流量(或其副本)(步骤500)。

然后，测量点x过滤所有传入的流量，以便识别多点分组流pf的分组(步骤501)。为了执行过滤步骤501，测量点x优选地读取包括在每个接收到的分组的报头hi中的(一个或多个)标识字段的(一个或多个)值，并检查它(它们)是否等于定义如上所述的多点分组流pf的那个或那些值。假设在图1的示例性场景中示出的分组流pf由源节点n1的ip地址的值定义，在步骤501处，每个测量点x优选地检查每个传入的分组的源地址是否等于这种值。

然后，每个测量点x优选地读取包括在每个识别出的分组的标记字段mf中的标记值v1或v0(步骤502)。

然后，取决于分组是由v1还是v0标记的，每个测量点x更新相关性能参数的值(步骤503)。由于在每个标记周期期间仅发送具有相同标记值(例如，v1)的分组，因此在那个标记周期期间步骤503的迭代导致与具有那个标记值(例如，v1)的分组相关的性能参数被更新并且与用另一个标记值(例如，v0)标记的分组相关的性能参数被固定为在前一标记周期结束时达到的值。

因此，在每个标记周期期满时(步骤504)，每个测量点x优选地向管理服务器发送在期满的标记周期期间更新的性能参数在其结束时到达的值(步骤505)。然后，管理服务器将使用由测量点搜集的当前固定的性能参数，以便提供多点分组流pf的性能测量。

为了提供对多点分组流pf的性能测量，优选地在监视网络mn中识别至少一个测量点集群。集群优选地被定义为监视网络mn中如果没有发生分组丢失的话将表现出在集群的(一个或多个)输入测量点处接收的分组的总体与在集群的(一个或多个)输出测量点处接收的分组的总体相同这一特性的测量点的集合。

可以在监视网络mn中识别若干不同尺寸的集群。

根据优选实施例，通过应用图6中所示的算法来识别监视网络mn的第一集群。

首先，优选地，识别由虚拟链路连接的所有测量点(x→y)对(步骤600)。在图4的示例性监视网络mn中，然后在步骤600识别以下对：(a→b)、(a→c)、(a→j)、(b→d)、(b→e)、(c→e)、(c→i)、(d→f)、(d→g)、(e→h)。

然后，优选地，将具有相同始发测量点的所有对进行分组(步骤601)。因此，在图4的示例性监视网络mn中，对(a→b)、(a→c)、(a→j)被分组，对(b→d)、(b→e)被分组，对(c→e)、(c→i)被分组，并且对(d→f)、(d→g)被分组。

然后，优选地，具有至少一个共同终止测量点的对的所有组优选地进一步分组(步骤602)。因此，在图4的示例性监视网络mn中，对(b→d)、(b→e)的组和对(c→e)、(c→i)的组被进一步分组，具有共同的终止测量点e。从步骤602得到的组是监视网络mn的基本或最小尺寸的集群。

因此，将上述算法应用于图4的示例性监视网络mn允许识别四个集群：

-集群c1(图7a)，包括a作为输入测量点，b、c和j作为输出测量点；

-集群c2(图7b)，包括b和c作为输入测量点，d、e和i作为输出测量点；

-集群c3(图7c)，包括d作为输入测量点，f、g作为输出测量点；以及

-集群c4(图7d)，包括e作为输入测量点，h作为输出测量点。

即使所有上述集群仅包括输入测量点和输出测量点，图6的算法的执行也可以导致识别也包括中间测量点的集群。

另外，如上所述识别出的两个或更多个相邻的最小尺寸的集群可以被分组为更大的集群，其仍然表现出上述集群特性。如果监视网络mn包括n个源节点中的每一个处的测量点和m个目的地节点中的每一个处的测量点(如图1中所示，作为非限制性示例)，那么最大的集群是监视网络mn本身，其通过对如上所述识别出的所有其最小尺寸的集群进行分组来提供。

由于，对于每个集群，在(一个或多个)输入测量点处接收的分组的总体与在(一个或多个)输出测量点处接收的分组的总体相同(如果没有发生分组丢失的话)，因此由每个集群的(一个或多个)输入测量点提供的性能参数对的总体有利地与由同一集群的(一个或多个)输出测量点提供的性能参数对的总体相当。

因此，在每个标记周期结束时，可以组合与在最后一个(last)标记周期期间发送(因此具有相同的标记值)的分组相关并由集群的所有输入和输出测量点提供的性能参数，以提供集群中在最后一个标记周期期间的多点分组流pf的性能测量。

在下文中，将仅考虑作为整体的监视网络mn及其被例如图6的算法识别出的最小尺寸的集群(也简称为“集群”)。但是，与作为整体的监视网络mn及其集群相关的每个考虑直接适用于通过对两个或更多个最小尺寸的集群进行分组而获得的任何中间尺寸的集群。

可以为根据本发明实施例的多点分组流pf提供的第一类性能测量是分组丢失测量，即，在传输期间丢失的多点分组流pf的分组数量的测量。

为了使得能够进分组丢失测量，由每个测量点x(x＝a，b，...j)实现的性能参数对优选地是一对计数器cx0、cx1(x＝a，b，...j)，一个计数器用于计数由v0标记的分组并且一个计数器用于计数由v1标记的分组。特别地，在图5的流程图的步骤503期间，在接收到由v0标记的多点分组流pf的分组时，测量点x优选地将计数器cx0增加1，而在接收到由v1标记的多点分组流pf的分组时，测量点x优选地将计数器cx1增加1。因此，在其中分组由v0标记的标记周期期间，每个测量点x处的计数器cx1具有指示在前一个标记周期期间在测量点x处接收的由v1标记的分组数量的固定值，而计数器cx0在接收到由v0标记的每个分组时增加。类似地，在其中分组由v1标记的标记周期期间，每个测量点x处的计数器cx0具有指示在前一标记周期期间在测量点x处接收的由v0标记的分组数量的固定值，而计数器cx1在接收到由v1标记的每个分组时增加。后一种情况在图4中描绘，图4示出了在标记周期期间由测量点a、b、c、...j提供的计数器cx0(x＝a，b，…j)的示例性值，其中多点分组流pf的分组由v1标记。

然后，可以针对那个标记周期计算多点分组流pf的总分组丢失plov，如下：

plov＝covⁱⁿ-cov^out[1]

其中：

(i)covⁱⁿ是在那个标记周期结束时由监视网络mn的n个输入测量点作为整体提供的n个计数器的总和，以及

(ii)cov^out是在那个标记周期结束时由监视网络mn的m个输出测量点作为整体提供的m个计数器的总和。

在图4的示例性监视网络mn中，covⁱⁿ＝ca并且cov^out＝cf+cg+ch+ci+cj，其中对于其中分组由v0标记的标记周期，cx(x＝a，f，g，i，j)等于cx0，并且对于其中分组由v1标记的标记周期，cx等于cx1。

可以认识到的是，将等式[1]应用于图4中阐述的cx0的示例性值导致plov＝0，这意味着在最后一个标记周期期间没有发生分组丢失。此外，结果得到的不同于0的plov将指示在最后一个标记周期中发生分组丢失。

总分组丢失测量plov提供了子网sn中的多点分组流pf作为整体的性能的总体指示。但是，如果在标记周期期间发生分组丢失，那么plov的测量不提供发生分组丢失的(一个或多个)物理链路或(一个或多个)节点的任何指示。

根据本发明的实施例，还针对监视网络mn的每个集群计算集群分组丢失。特别地，用于集群ci(i是集群索引)和用于标记周期的集群分组丢失plci优选地被计算为：

plci＝ciⁱⁿ-ci^out[2]

其中：

(i)ciⁱⁿ是在那个标记期结束时由集群ci的输入测量点提供的计数器的总和，以及

(ii)ci^out是在那个标记期结束时由集群ci的输出测量点提供的计数器的总和。

因此，在图4的示例性监视网络mn中，在标记周期结束时，通过应用等式[2]来提供以下集群分组丢失：

-plc1＝c1ⁱⁿ-c1^out＝ca-(cb+cc+cj)；

-plc2＝c2ⁱⁿ-c2^out＝(cb+cc)-(cd+ce+ci)；

-plc3＝c3ⁱⁿ-c3^out＝cd-(cf+cg)；以及

-plc4＝c4ⁱⁿ-c4^out＝ce-ch,

其中对于其中分组由v0标记的标记周期cx(x＝a，b，…j)等于cx0，并且对于其中分组由v1标记的标记周期cx等于cx1。

集群分组丢失测量允许更精确地定位在支持多点分组流pf的传输的子网sn中发生的分组丢失。

例如，假设在标记周期结束时由各个测量点提供的计数器cx的值是图7a、7b、7c和7d中所示的值，通过应用等式[1]如上所述计算的总分组丢失plov导致plov＝1，指示在子网sn中发生了分组丢失。为了更精确地定位子网sn内的分组丢失，对每个集群c1、c2、c3、c4应用等式[2]来计算集群分组丢失，这提供plc1＝plc3＝plc4＝0(意味着在集群c1、c3和c4中在最后一个标记周期中没有发生分组丢失)并且plc2＝1(意味着在集群c2中发生分组丢失)。

如果具有不同于0的集群分组丢失plci的集群ci包括单个虚拟链路，那么上述集群分组丢失测量允许准确地识别子网sn中其上发生分组丢失的物理链路或节点。

相反，如果集群ci包括多于一个虚拟链路，那么不可能准确地确定集群ci的哪个(哪些)虚拟链路发生分组丢失。在这种情况下，可以将集群ci的分组丢失概率plpci计算为集群分组丢失plci除以ciⁱⁿ(即，由集群ci的输入测量点提供的计数器的总和)，即：

通过使用图7a、7b、7c和7d中所示的示例性计数器值将等式[3]应用于集群c1、c2、c3、c4，得出如下：plpc1＝plpc3＝plpc4＝0，而plpc2＝1/(100+200)＝0.00333。这意味着通过集群c2发送的分组丢失的概率为0.00333，即，每300个分组中有一个分组丢失。

假设集群ci的每个虚拟链路具有等于集群ci的分组丢失概率plpci的分组丢失概率，可以通过与在终止每个虚拟链路的测量点处接收的分组数量成比例地在各个虚拟链路上分布集群ci的分组丢失plci来为集群ci的每个虚拟链路(x→y)计算统计链路分组丢失。

更特别地，根据本发明的实施例，如下计算源自测量点x并终止于集群ci的测量点y的虚拟链路的统计链路分组丢失pl(y)：

pl(y)＝c(x→y)-cy[4]

其中cy是由终止虚拟链路的测量点y提供的计数器，c(x→y)是在测量点x处统计接收并通过虚拟链路(x→y)发送的分组的数量。但是，cy等于通过虚拟链路(x→y)发送的分组的数量c(x→y)减去在虚拟链路(x→y)上统计丢失的分组(即，c(x→y)乘以plpci(集群ci的分组丢失概率))，即：

cy＝c(x→y)-c(x→y)plpci＝c(x→y)(1-plpci).

因而，通过虚拟链路(x→y)发送的分组c(x→y)的数量等于cy除以(1-plpci)。因此，等式[4]可以重写如下：

通过使用图7a、7b、7c和7d中所示的示例性计数器值将上述等式[4]应用于集群c2的每个虚拟链路，获得以下统计链路分组丢失：

-

-

-

可以认识到的是，集群c2的所有虚拟链路的统计链路分组丢失的总和等于集群分组丢失plc2。

而且，根据本发明的实施例，可以针对源自在n个源节点中的一个处实现的测量点w并终止于在m个目的地节点中的一个处实现的测量点z的每个端到端路径(w→z)计算统计端到端分组丢失pl(w→z)。

为此目的，优选地识别被监视网络mn中的每个端到端路径(w→z)跨过的(一个或多个)集群。参考图4的示例性监视网络：

-路径a→f:c1→c2→c3；

-路径a→g:c1→c2→c3；

-路径a→h:c1→c2→c4；

-路径a→i:c1→c2；以及

-路径a→j:c1。

然后，优选地计算被每个端到端路径跨过的集群的级联的分组丢失概率。特别地，k个集群的级联的分组丢失概率优选地被计算为：

其中plpck是第k个集群的分组丢失概率。

因此，通过将等式[5]应用于图7a、7b、7c和7d中所示的示例性计数器值，提供了以下端到端分组丢失概率：

-plp(a→f)＝plpc1,c2,c3＝1-[(1-0)(1-0.00333)(1-0)]＝0.00333；

-plp(a→g)＝plpc1,c2,c3＝1-[(1-0)(1-0.00333)(1-0)]＝0.00333；

-plp(a→h)＝plpc1,c2,c4＝1-[(1-0)(1-0.00333)(1-0)]＝0.00333；

-plp(a→i)＝plpc1,c2＝1-[(1-0)(1-0.00333)]＝0.00333；

-plp(a→j)＝plpc1＝1-[(1-0)]＝0。

然后，优选地针对端到端路径(w→z)计算统计端到端分组丢失pl(w→z)，如下：

其中cz是由终止端到端路径的测量点z提供的计数器，并且c(w→z)是在测量点w统计接收并通过端到端路径(w→z)发送的分组的数量，它等于cz除以(1-plp(w→z))。

通过使用图7a、7b、7c和7d中所示的示例性计数器值将等式[6]应用于图4的示例性监视网络mn的每个端到端路径，获得以下统计端到端分组丢失：

-

-

-

-以及

-

应注意的是，如上所述计算的各个端到端链路的统计端到端分组丢失的总和等于总分组丢失plov＝1。

除了分组丢失测量之外，还可以有利地对多点分组流pf执行时间测量。

为了使得能够进行这种类型的性能测量，每个测量点x(x＝a，b，...j)优选地不仅实现一对计数器cx0、cx1(x＝a，b...j)，而且还实现一对平均时间戳tx0、tx1(x＝a，b...j)，一个平均时间戳与由v0标记的分组有关，另一个平均时间戳与由v1标记的分组有关。

特别地，在步骤503期间，在接收到由v0标记的多点分组流pf的分组时，测量点x优选地将计数器cx0增加1，生成指示分组已被接收的时间的时间戳并使用这个时间戳用于更新平均时间戳tx0，平均时间戳tx0是为在当前标记周期中已经接收的由v0标记的分组生成的所有时间戳的总和除以cx0。类似地，在接收到由v1标记的多点分组流pf的分组时，测量点x优选地将计数器cx1增加1，生成指示分组已被接收的时间的时间戳并使用这个时间戳用于更新平均时间戳tx1，平均时间戳tx1为在当前标记周期中已经接收的由v1标记的分组生成的所有时间戳的总和除以cx1。

因此，在其中分组由v0标记的标记周期期间，每个测量点x处的计数器cx1和平均时间戳tx1具有固定值，而计数器cx0和平均时间戳tx0在接收到由v0标记的每个分组时被更新。类似地，在其中分组由v1标记的标记周期期间，每个测量点x处的计数器cx0和平均时间戳tx0具有固定值，而计数器cx1和平均时间戳tx1在接收到由v1标记的每个分组时被更新。后一种情况在图8中描绘，图8示出了在标记周期结束时由图4的示例性监视网络mn中的测量点a、b、c、...j提供的计数器cx和平均时间戳tx(x＝a，b，...j)的示例性值。平均时间戳的测量单位是毫秒。

假设所有测量点具有基本上同步的时钟，可以进行的第一性能测量是在某个标记周期中从n个源节点到m个目的地节点的多点分组流pf的总平均单向延迟owdov。标记周期的总平均单向延迟owdov优选地被计算为

其中：

(i)ck和tk(i＝1，...m)是在最后一个标记周期结束时由监视网络mn的m个输出测量点作为整体提供的计数器和平均时间戳；以及

(ii)cj和tj(i＝1，...n)是在最后一个标记周期结束时由监视网络mn的n个输入测量点作为整体提供的计数器和平均时间戳。

通过将等式[7]应用于图8中所示的示例性计数器和平均时间戳值，获得以下总平均单向延迟owdov：

在标记周期期间分组丢失plov≠0的情况下，在那个标记周期期间使用等式[7]测量总平均单向延迟owdov的误差err等于：

其中tb是标记周期，并且covⁱⁿ是在那个标记周期结束时由监视网络mn的n个输入测量点作为整体提供的n个计数器的总和。

此外，还可以为监视网络mn的每个集群计算平均单向延迟。

特别地，可以针对标记周期计算集群ci的多点分组流pf的集群平均单向延迟owdci，如下：

其中：

(i)ck和tk是在最后一个标记周期结束时由集群ci的输出测量点提供的计数器和平均时间戳；以及

(ii)cj和tj是在最后一个标记周期结束时由集群ci的输入测量点提供的计数器和平均时间戳。

通过将等式[9]应用于图8中所示的示例性计数器和平均时间戳值，获得以下集群单向延迟：

-

-

-以及

-

集群平均单向延迟的计算有利地提供了总平均单向延迟owdov如何在监视网络mn的各个集群中分布的统计指示。例如，利用图8的示例性值，集群平均单向延迟的计算指示75.15ms的总平均单向延迟owdov主要累积在集群c3和c4中。

可以认识到的是，如果集群ci包括单个虚拟链路(如集群c4)，那么上述集群平均单向延迟测量基本上是由多点分组流pf的分组在对应的物理链路上累积的平均单向延迟。

相反，如果集群ci包括多于一个虚拟链路，那么不可能准确地确定由集群ci的每个虚拟链路上的分组累积的平均单向延迟。

但是，假设集群ci的每个虚拟链路具有等于集群平均单向延迟owdci的单向延迟，从如上所述计算的集群平均单向延迟owdci开始，可以为源自在n个源节点中的一个处实现的测量点w并且终止于在m个目的地节点中的一个处实现的测量点z的每个端到端路径(w→z)计算统计端到端平均单向延迟owd(w→z)。

特别地，优选地识别被监视网络mn中的每个端到端路径(w→z)跨过的(一个或多个)集群。参考图4的示例性监视网络：

-路径a→f:c1→c2→c3；

-路径a→g:c1→c2→c3；

-路径a→h:c1→c2→c4；

-路径a→i:c1→c2；以及

-路径a→j:c1。

然后，优选地为每个端到端路径将端到端平均单向延迟owd(w→z)计算为被每个端到端路径跨过的集群的集群平均单向延迟的总和。参考图8中阐述的计数器和平均时间戳的示例性值，因此计算以下端到端平均单向延迟：

-owd(a→f)＝owdc3+owdc2+owdc1＝46+20+19.7＝85.7；

-owd(a→g)＝owdc3+owdc2+owdc1＝46+20+19.7＝85.7；

-owd(a→h)＝owdc4+owdc2+owdc1＝50+20+19.7＝89.7；

-owd(a→i)＝owdc2+owdc1＝20+19.7＝35.7；以及

-owd(a→j)＝owdc1＝19.7。

在基本同步的测量点的假设下，也可以对多点分组流pf执行平均抖动测量。

为此目的，除了计数器cx0、cx1之外，每个测量点还优选地存储在标记周期期间接收的第一分组的时间戳tx(first)和在同一标记周期期间接收的最后一个分组的时间戳tx(last)。图9中阐述了图4的示例性监视网络mn中的计数器和时间戳tx(first)、tx(last)的示例性值。

根据本发明的有利变体，优选地根据以下等式计算标记周期的总平均单向抖动owjov：

其中：

(i)tout(first)是由监视网络mn的输出测量点作为整体提供的时间戳tx(first)中具有最低值的时间戳，

(ii)tout(last)是由监视网络mn的输出测量点作为整体提供的时间戳tx(last)中具有最高值的时间戳，

(iii)tin(first)是由监视网络mn的输入测量点作为整体提供的时间戳tx(first)中具有最低值的时间戳，以及

(iv)tin(last)是由监视网络mn的输入测量点作为整体提供的时间戳tx(last)中具有最高值的时间戳。

此外，如上所述，covⁱⁿ和cov^out分别是在相同标记周期期间由监视网络mn的n个输入测量点和m个输出测量点作为整体而整体接收的分组的数量。

因此，通过将等式[10]应用于图9中阐述的计数器和时间戳的示例性值，tout(first)＝tj(first)＝25，tout(last)＝tf(last)＝99，tin(first)＝ta(first)＝0以及tin(last)＝ta(last)＝1。然后，总平均单向抖动owjov为[(99-25)/329]-[(1-0)/329]＝0.221。

根据有利的变体，可以计算每个集群的集群平均单向抖动owjc。该计算类似于上述集群平均单向延迟的计算。因此，将不再重复详细描述。

根据本发明的其它实施例，可以执行平均往返延迟测量。如果各个测量点的时钟不是相互同步的，那么这特别有利。

为此，除了如上所述监视多点分组流pf之外，监视网络mn的测量点还应监视反向传播分组流pf'，其具有与多点分组流pf的m个目的地节点对应的m个源节点、以及与多点分组流pf的n个源节点对应的n个目的地节点。例如，参考图1中所示的示例性场景，反向传播分组流pf'优选地具有n5、n7、n8和n9作为源节点并且具有n1作为目的地节点。

应注意的是，一般而言，被反向传播的多点分组流pf'跨过的中间节点可以与被多点分组流pf跨过的中间节点不同，例如，由于非对称路由或者由于在至少一个标记周期中在子网sn的一个或多个节点处可能不存在流量的事实。但是，在下文中，为简单起见，假设用于pf和pf'两者的中间节点相同。在这种假设下，监视网络mn及其集群对于pf和pf'两者是相同的，但是充当pf的输入测量点的测量点将充当pf'的输出测量点，反之亦然。

因此，在图5的流程图的标识步骤501中，每个测量点x(x＝a，b，......j)不仅要识别多点分组流pf的分组，还要识别反向传播的多点分组流pf'的分组。例如，由于多点分组流pf具有单个源节点n1，因此可以通过检查传入分组的源地址字段是否包括直接或间接连接到n1的主机设备的ip地址(例如，192.23.45.67)来完成其标识。另一方面，由于反向传播的多点分组流pf'具有单个目的地节点n1，因此可以通过检查传入分组的目的地址字段是否包括连接到n1的主机设备的ip地址(例如，192.23.45.67)来完成其标识。

然后，优选地，在图5的流程图的步骤503，每个测量点x＝a、b、...j优选地更新还与反向传播的多点分组流pf'有关的性能参数。

特别地，为了使得能够进行平均往返延迟测量，每个测量点优选地更新对在标记周期期间接收的pf'的分组进行计数的计数器c'x，以及指示在标记周期期间接收pf'的分组的平均时间戳的平均时间戳t'x。

图10a和10b示出了针对多点分组流pf由示例性监视网络mn的测量点x＝a、b、...j生成的计数器cx和平均时间戳tx的示例性值(图10a)以及针对反向传播的多点分组流pf由示例性监视网络mn的测量点x＝a、b、...j生成的计数器c'x和平均时间戳t'x的示例性值(图10b)。

优选地，总平均往返延迟rtdov计算如下：

rtdov＝owdov+owd'ov[11]

其中owdov是分组流pf的总平均单向延迟，而owd'ov是分组流pf'的总平均单向延迟。

但是，由于各个测量点的时钟不是相互同步的，因此可能无法使用上述等式[7]计算总平均单向延迟。参考例如示出针对pf(图11a)和pf'(图11b)由集群c3的测量点d、f和g生成的计数器和平均时间戳的示例性值的图11a和11b，在其中g的时钟相对于d和f的时钟延迟100ms的示例性情况下，代替地各个测量点是基本上同步的。这种示例性值清楚地指示集群c3在两个传播方向上的单向延迟都是1ms。但是，通过应用上面的等式[9]来计算针对pf和pf'在集群c3中的平均单向延迟，结果是：

通过对根据等式[9]计算的owdc3和owd'c3求和而计算的集群c3的平均往返延迟将是rtdc3＝owdc3+owd'c3＝35.333。但是，这个结果很清楚地是错误的，因为它应该等于2毫秒(每个传播方向1毫秒)。

因此，优选地，代替在等式[7]中使用owdov和owd'ov，进一步的总平均单向延迟和优选地在等式[11]中用于计算总往返延迟rtdov，其根据以下等式来计算：

其中：

(i)ck和tk(i＝1，...m)是由监视网络mn的m个输出测量点作为整体针对pf提供的计数器和平均时间戳；

(ii)cj和tj(i＝1，...n)是由监视网络mn的n个输入测量点作为整体针对pf提供的计数器和平均时间戳；

(iii)c'k和t'k(i＝1，...m)是由监视网络mn的m个输入测量点作为整体针对pf'提供的计数器和平均时间戳；

(iv)c'j和t'j(i＝1，...n)是由监视网络mn的m个输出测量点作为整体针对pf'提供的计数器和平均时间戳。

最终通过将等式[11]应用于由等式[12a]和[12b]提供的和的值来计算总往返延迟rtdov。

还可以执行每个单个集群的平均往返延迟测量。优选地，根据以下等式计算集群ci的平均往返延迟rtdci：

其中是集群ci中的分组流pf的平均单向延迟，并且是集群ci中的分组流pf'的平均单向延迟，其优选地根据以下等式来计算：

其中：

(i)ck和tk是由集群输出测量点针对pf提供的计数器和平均时间戳；

(ii)cj和tj是由集群输入测量点针对pf提供的计数器和平均时间戳；

(iii)c'k和t'k是由集群输入测量点针对pf'提供的计数器和平均时间戳；

(iv)c'j和t'j(i＝1，...n)是由集群输出测量点针对pf'提供的计数器和平均时间戳。

可以认识到的是，将等式[14a]和[14b]应用于图11a和11b的示例性值提供和因此集群c3的平均往返延迟rtdc3按照等式[13]是这是正确的结果。