网络性能动态评价、监测和优化系统的制作方法

本发明涉及网络性能监测
技术领域：
，尤其涉及一种网络性能动态评价、监测和优化系统。
背景技术：
：随着信息技术的迅速发展，ip(internetprotocol，互联网协议)网逐渐成为实现“三网合一”的基石，它是传统数据业务如邮件、图片等非即时性数据类应用和新兴流媒体应用等即时性数据类应用的主要承载平台。但ip网络是一种尽力而为的传输(best-effort)网络，其自身缺乏监测、控制和管理机制，由于ip网络采用无差别的包转发方式，不仅导致传输中ip数据包可能会丢失，所以无法保证传输内容的完整性；而且也可能导致时延的波动，进而无法保证网络应用对用户的响应时间，等等。而提供良好服务质量是isp(internetserviceprovider，网络服务提供商)和icp(internetcontentprovider，网络内容提供商)获得市场和赢得客户的前提，因此，如何在当前网络架构下，探索针对ip网络的有效评价、监测、管理和优化策略，最终保障网络服务质量是一个具有重大实践意义的课题。目前的网络性能管理和监测系统研究多关注对流媒体应用等即时性数据类应用的qoe(qualityofexperience，体验质量)的监测，而忽视对非即时性数据类应用的监测；过多关注对网络性能的监测，却忽视对网络性能优化策略的运用；过多关注于网络的静态状况，却忽视对网络性能的动态变化的分析及监测。因此，目前的网络性能监测系统还没有提供一种能够同时针对非即时性数据类应用和即时性数据类应用的评价、监测和优化系统，且目前的网络性能监测系统忽视优化策略的运用和对网络性能动态变化的监测。技术实现要素：本发明的目的是解决目前的网络性能监测系统还没有提供一种能够同时针对非即时性数据类应用和即时性数据类应用的评价、监测和优化系统，且目前的网络性能监测系统忽视优化策略的运用和对网络性能动态变化的监测的技术问题，提供一种网络性能动态评价、监测和优化系统。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种网络性能动态评价、监测和优化系统，包括网络应用模块、网络性能测量模块、网络性能评价模块、网络性能监测模块和网络性能优化模块，其中：所述网络应用模块与网络性能评价模块连接，所述网络应用模块用于安装网络应用，并将网络应用的类别信息发送至网络性能评价模块，所述类别信息包括非即时性数据类应用和即时性数据类应用；所述网络性能测量模块与网络性能评价模块和网络性能监测模块连接，所述网络性能测量模块用于测量网络性能参数的值，并将测量得到的网络性能数据发送至网络性能评价模块和网络性能监测模块；所述网络性能评价模块与网络性能监测模块连接，所述网络性能评价模块用于根据所述类别信息及网络性能数据对网络性能作出定量/定性评价，得到评价报告后，将评价报告发送至网络性能监测模块；所述网络性能监测模块用于根据网络性能数据和/或评价报告对网络性能进行动态监测，以对网络应用的当前网络状态进行分析、判断、预测和报警；所述网络性能优化模块与网络性能监测模块和网络应用模块连接，所述网络性能优化模块用于根据所述网络性能监测模块的监测结果，选择与所述类别信息对应的网络性能优化策略，并将所述优化策略发送至网络应用模块，使网络应用模块根据所述优化策略优化网络应用的网络性能。可选地，所述网络性能测量模块包括第一接收子模块、判断子模块、单参数测量子模块和多参数测量子模块；所述第一接收子模块和判断子模块连接，所述单参数测量子模块和多参数测量子模块分别与判断子模块连接；所述第一接收子模块用于接收所述网络性能监测模块发送的测量请求，所述测量请求中携带网络应用的类别信息；所述判断子模块用于根据所述测量请求判断是调用单参数测量算法还是多参数测量算法；所述单参数测量算法用于测量非即时性数据类应用的网络性能参数的值，所述多参数测量算法用于测量即时性数据类应用的网络性能参数的值；所述单参数测量子模块用于根据判断子模块的判断结果调用单参数测量算法，在一个测量周期中测量单个网络性能参数的值；所述多参数测量子模块用于根据判断子模块的判断结果调用多参数测量算法，在一个测量周期中测量多个网络性能参数的值。可选地，所述网络性能评价模块包括连通性评价子模块和用户体验质量评价子模块；所述连通性评价子模块用于根据类别信息及网络性能数据并基于itu-ty1541标准，确定非即时性数据类应用的连通性质量评价等级；所述用户体验质量评价子模块用于根据类别信息、网络性能数据及网络性能参数与用户体验质量之间的关联关系，基于itu-tp.862、itu-tg.107或vqm量化用户体验质量，并参照itu-t800标准确定即时性数据类应用的用户体验质量等级。可选地，所述网络性能监测模块包括测量采样子模块、预测子模块和报警子模块，所述预测子模块与测量采样子模块连接，所述报警子模块与预测子模块连接；所述测量采样子模块用于当根据网络性能数据和/或评价报告确定当前网络性能变化平稳时，周期性进行测量采样；或者，当根据网络性能数据和/或评价报告确定当前网络性能变化剧烈时，采用对上次测量采样周期减半的新周期进行采样测量，以实现根据当前的网络性能动态、持续获取网络状态数据；所述预测子模块用于根据测量采样子模块的测量采样结果对当前的网络性能、当前网络提供的服务质量水平做出预测判断，所述预测判断结果包括网络性能的变化趋势、网络连通性的变化趋势及网络所提供的用户体验质量的变化趋势；所述报警子模块用于当根据预测子模块的预测结果确定网络性能发生劣变时，发出预警信息，并将所述预警信息发送至网络性能优化模块，使所述网络性能优化模块根据所述预警信息选择与所述类别信息对应的网络性能优化策略。可选地，所述网络性能优化模块包括第二接收子模块、编码优化子模块、网络传输路径优化子模块和终端设备优化子模块，所述第二接收子模块与编码优化子模块、网络传输路径优化子模块和终端设备优化子模块分别连接；所述第二接收子模块用于接收网络性能监测模块发送的预警信息，并将预警信息发送至编码优化子模块、网络传输路径优化子模块或终端设备优化子模块；所述编码优化子模块用于当网络应用为即时性数据类应用时，将转化数据编码方式确定为优化策略；所述网络传输路径优化子模块用于当网络应用为非即时性数据类应用时，将重新选择传输路径确定为优化策略；所述终端设备优化子模块用于当网络应用为即时性数据类应用时，将设置网络应用模块的设备参数确定为优化策略。可选地，所述网络性能评价模块和网络性能监测模块设置于被管设备或者管理工作站。可选地，所述非即时性数据类应用包括文本应用、图片应用和网页应用，所述即时性数据类应用包括流媒体应用。本发明的有益效果是：通过设置网络性能优化模块根据网络性能监测模块的监测结果，选择与网络应用模块提供的类别信息对应的网络性能优化策略，并使网络应用模块根据优化策略来优化网络应用的网络性能，提供一种根据网络应用的类别信息提供优化策略的系统，不仅可以针对不同的应用类型选择不同的优化策略，而且网络应用模块可以通过网络性能优化模块提供的优化策略进行网络性能优化，充分运用了优化策略。另外，通过网络性能监测模块可以动态从网络性能测量模块和网络性能评价模块获取数据，从而实现了对网络性能的动态监测。因此，与
背景技术：
相比，本发明具有能够针对不同类型的应用提供不同的优化策略，且能够充分运用优化策略优化网络性能及能够对网络性能的动态变化进行监测等优点。附图说明图1是本发明的组成框图。图2是图1中网络性能测量模块的组成框图。图3是图1中网络性能评价模块的组成框图。图4是图1中网络性能监测模块的组成框图。图5是图1中网络性能优化模块的组成框图。图6是本发明的一种系统组成示意图。图7是本发明的另一种系统组成示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述。如图1所示，本实施例中的网络性能动态评价、监测和优化系统，包括网络应用模块1、网络性能测量模块2、网络性能评价模块3、网络性能监测模块4和网络性能优化模块5，其中：所述网络应用模块1与网络性能评价模块3连接，所述网络应用模块1用于安装网络应用，并将网络应用的类别信息发送至网络性能评价模块3，所述类别信息包括非即时性数据类应用和即时性数据类应用；所述网络性能测量模块2与网络性能评价模块3和网络性能监测模块4连接，所述网络性能测量模块2用于测量网络性能参数的值，并将测量得到的网络性能数据发送至网络性能评价模块3和网络性能监测模块4；所述网络性能评价模块3与网络性能监测模块4连接，所述网络性能评价模块3用于根据所述类别信息及网络性能数据对网络性能作出定量/定性评价，得到评价报告后，将评价报告发送至网络性能监测模块4；所述网络性能监测模块4用于根据网络性能数据和/或评价报告对网络性能进行动态监测，以对网络应用的当前网络状态进行分析、判断、预测和报警；所述网络性能优化模块5与网络性能监测模块4和网络应用模块1连接，所述网络性能优化模块5用于根据所述网络性能监测模块4的监测结果，选择与所述类别信息对应的网络性能优化策略，并将所述优化策略发送至网络应用模块1，使网络应用模块1根据所述优化策略优化网络应用的网络性能。其中，所述非即时性数据类应用可以为文本应用、图片应用或网页应用，如邮件、网页等。所述即时性数据类应用可以为流媒体应用如voip(voiceoverinternetphone，网络语音电话业务)、vod(videoondemand，视频点播技术)应用等。网络性能参数包括丢包、时延、抖动、固定带宽、可用带宽等。可选地，如图2所示，所述网络性能测量模块2包括第一接收子模块21、判断子模块22、单参数测量子模块23和多参数测量子模块24；所述第一接收子模块21和判断子模块22连接，所述单参数测量子模块23和多参数测量子模块24分别与判断子模块22连接；所述第一接收子模块21与网络性能监测模块4连接；所述第一接收子模块21用于接收所述网络性能监测模块4发送的测量请求，所述测量请求中携带网络应用的类别信息；所述判断子模块22用于根据所述测量请求判断是调用单参数测量算法还是多参数测量算法；所述单参数测量算法用于测量非即时性数据类应用的网络性能参数的值，所述多参数测量算法用于测量即时性数据类应用的网络性能参数的值；所述单参数测量子模块23用于根据判断子模块22的判断结果调用单参数测量算法，在一个测量周期中测量单个网络性能参数的值；所述多参数测量子模块24用于根据判断子模块22的判断结果调用多参数测量算法，在一个测量周期中测量多个网络性能参数的值。具体地，当测量请求中携带网络应用的类别信息表明网络应用为非即时性数据类应用时，判断子模块22判断通过单参数测量算法来测量非即时性数据类应用的连通性质量评价等级。当测量请求中携带网络应用的类别信息表明网络应用为即时性数据类应用时，判断子模块22判断通过多参数测量算法来测量即时性数据类应用的用户体验质量等级。其中，单参数测量算法的测量周期和多参数测量算法的测量周期可以相同，也可以不同。当网络性能参数为丢包时，单参数测量子模块23测量使用的单参数测量算法可以为ping算法、badabing算法等；当网络性能参数为时延时，单参数测量子模块23测量使用的单参数测量算法可以为sting算法；当网络性能参数为固定带宽时，单参数测量子模块23测量使用的单参数测量算法可以为capprobe算法；当网络性能参数为可用带宽时，单参数测量子模块23测量使用的单参数测量算法可以为pathload算法等。多参数测量子模块24调用的多参数测量算法可以为iperf算法，多参数测量子模块24还可以或借助rtp/rtcp(realtimetransportprotocol/realtimetransportcontrolprotocol，实时传输协议/实时传输控制协议)提供的信息测量多个网络性能参数的值。可选地，如图3所示，所述网络性能评价模块3包括连通性评价子模块31和用户体验质量评价子模块32；所述连通性评价子模块31与网络应用模块1和网络性能测量模块2连接，所述用户体验质量评价子模块32与网络应用模块1和网络性能测量模块2连接；所述连通性评价子模块31用于根据类别信息及网络性能数据并基于itu-ty1541标准，确定非即时性数据类应用的连通性质量评价等级；所述用户体验质量评价子模块32用于根据类别信息、网络性能数据及网络性能参数与用户体验质量之间的关联关系，基于itu-tp.862、itu-tg.107或vqm量化用户体验质量，并参照itu-t800标准确定即时性数据类应用的用户体验质量等级。具体地，当网络应用为普通音频时，用户体验质量评价子模块32基于p.862量化用户体验质量得到质量分数；当网络应用为交互式音频时，用户体验质量评价子模块32基于itu-tg.107量化用户体验质量得到质量分数；当网络应用为视频时，用户体验质量评价子模块32基于vqm(videoqualitymonitor，视频质量监测)量化用户体验质量得到质量分数。然后，用户体验质量评价子模块32根据质量分数参照itu-t800标准确定用户体验质量等级。进一步地，如表一所示，其举例说明了网络性能参数的值即网络性能数据与连通性质量评价等级(以qos等级为例)之间的关系示意表。表一从表一可以看出，网络性能评价模块3(连通性评价子模块31)可以预先存储网络性能参数与连通性质量评价等级之间的关系，并在确定评价报告时，根据网络性能测量模块2测量得到的网络性能参数的值及表一所示的对应关系，确定当前网络的连通性质量评价等级。如表二所示，其为itu-t800标准的质量分数(以mos值为例)与用户体验质量等级之间的对应关系示意表。表二mos值用户体验质量等级5非常好4好3一般2差1非常差同理，网络性能评价模块3(用户体验质量评价子模块32)也可以预先存储mos值与用户体验质量等级之间的关系，并在获得当前网络的mos值后，基于当前网络的mos值及表二所示的对应关系确定当前网络的用户体验质量等级。可选地，如图4所示，所述网络性能监测模块4包括测量采样子模块41、预测子模块42和报警子模块43，所述预测子模块42与测量采样子模块41连接，所述报警子模块43与预测子模块42连接；测量采样子模块41与网络性能测量模块2和网络性能评价模块3连接；所述测量采样子模块41用于当根据网络性能数据和/或评价报告确定当前网络性能变化平稳时，周期性进行测量采样；或者，当根据网络性能数据和/或评价报告确定当前网络性能变化剧烈时，采用对上次测量采样周期减半的新周期进行采样测量，以实现根据当前的网络性能动态、持续获取网络状态数据；所述预测子模块42用于根据测量采样子模块41的测量采样结果对当前的网络性能、当前网络提供的服务质量水平做出预测判断，所述预测判断结果包括网络性能的变化趋势、网络连通性的变化趋势及网络所提供的用户体验质量的变化趋势；所述报警子模块43用于当根据预测子模块42的预测结果确定网络性能发生劣变时，发出预警信息，并将所述预警信息发送至网络性能优化模块5，使所述网络性能优化模块5根据所述预警信息选择与所述类别信息对应的网络性能优化策略。其中，所述测量采样子模块41进行测量采样的周期是测量采样子模块41从网络性能测量模块2获取网络性能数据及从网络性能评价模块3获取评价报告的周期。当前网络性能变化平稳是指网络性能参数的值在一段时间内保持稳定或波动不大。例如，当评价报告中mos值前后两个测量采样周期的差值不超过0.5，且多个连续的测量采样周期中的最差mos值不低于3时，可以确定当前网络性能变化平稳。当前网络性能变化剧烈是指网络性能参数的值在一段时间内波动范围很大。例如当评价报告中相邻两个测量采样周期的mos值之间的差值大于1时，可以确定当前网络性能变化剧烈。本发明实施例中，当当前网络性能变化剧烈时，所述测量采样子模块41进行测量采样的周期可以为网络性能平稳时其进行测量采样周期的一半。所述预测子模块42的预测方法主要采用基于rnn(randomneuralnetwork，随机神经网络)的机器学习方法，通过对训练数据集的训练，使其具备对网络性能变化趋势的预测能力。所述网络性能的变化趋势包括网络性能参数的值变大、变小、变高、变低等。网络连通性的变化趋势包括连通性变好和变坏。网络所提供的用户体验质量的变化趋势包括用户体验质量变好和变坏。另外，确定网络性能是否发生劣变的方法可以为：当评价报告确定mos值低于3分且持续走低时，确定网络性能发生劣变；或者，当网络性能数据中的时延值持续增加时，确定网络性能发生劣变等。所述预警信息为网络性能优化模块5的触发信号，当网络性能优化模块5接收预警信息时，触发其选择与网络应用的类别信息对应的网络性能优化策略。可选地，网络性能监测模块4还包括数据存储子模块和异常中断子模块；所述数据存储子模块用于数据存储从网络性能测量模块2和网络性能评价模块3获取的网络性能数据和评价报告；所述异常中断子模块用于当测量设备、网络出现故障时，结束及再启动相关进程。可选地，如图5所示，所述网络性能优化模块5包括第二接收子模块51、编码优化子模块52、网络传输路径优化子模块53和终端设备优化子模块54，所述第二接收子模块51与编码优化子模块52、网络传输路径优化子模块53和终端设备优化子模块54分别连接；所述第二接收子模块51与网络性能监测模块4连接；所述第二接收子模块51用于接收网络性能监测模块4发送的预警信息，并将预警信息发送至编码优化子模块52、网络传输路径优化子模块53或终端设备优化子模块54；所述编码优化子模块52用于当网络应用为即时性数据类应用时，将转化数据编码方式确定为优化策略；所述网络传输路径优化子模块53用于当网络应用为非即时性数据类应用时，将重新选择传输路径确定为优化策略；所述终端设备优化子模块54用于当网络应用为即时性数据类应用时，将设置网络应用模块的设备参数确定为优化策略。例如，当第二接收子模块51接收预警信息，且网络应用为流媒体应用时，编码优化子模块52将网络应用的编码方式由g.729变化为g.711编码方式。或者，在同等网络损伤情况下(packetloss(丢包)≈0.4％，jitter(抖动)≈4ms)，终端设备优化模块54将原g.729编码方式的mos值由3.5增加到3.8；或者，当jitter_buffer(抖动缓存)从20ms增加到40ms时，终端设备优化模块54将原g.729编码方式的mos值由3.5增加到3.7等。可选地，所述网络性能评价模块3和网络性能监测模块4设置于被管设备或者管理工作站，网络应用模块1、网络性能测量模块2和网络性能优化模块5设置于被管设备上。管理工作站用于监测各被管设备，被管设备可以为客户端，也可以为服务器等。具体地，当网络性能评价模块3和网络性能监测模块4设置于被管设备时，本发明提供的网络性能动态评价、监测和优化系统的组成结构如图6所示。当网络性能评价模块3和网络性能监测模块4设置于管理工作站时，本发明提供的网络性能动态评价、监测和优化系统的组成结构如图7所示。其中，管理工作站与及被管设备之间可以基于snmp(simplenetworkmanagementprotocol，简单网络管理协议)进行通信。关于网络性能动态评价、监测和优化系统中被管设备的数量，本发明实施例不作限定。结合图6，网络性能测量模块2在测量网络性能参数的值时，可以设置网络性能测量模块2包括发送单元和接收单元，且发送单元和接收单元分别设置于相互通信的两个被管设备上，并分别用于发送探测包和接收探测包，网络性能测量模块2通过发送单元发送的探测包和接收单元接收的探测包来确定网络性能参数的值。同理，图7所示的系统中，发送单元和接收单元可以一个设置于被管设备上，一个设置于管理工作站上。另外，网络性能优化模块5也可以包括发送单元和接收单元，且发送单元和接收单元设置于不同的被管设备上。在此基础上，网络性能优化模块5中的各模块也可以根据需要设置。例如，编码优化子模块52和网络传输路径优化子模块53设置于发送单元，终端设备优化子模块54设置于接收单元。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。当前第1页12