一种面向业务的网络综合性能评估方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求中国专利申请第201510449501. 2号的优先权，其全部内容以引用的 方式并入本文。
技术领域
[0002] 本发明涉及网络性能评估领域，尤其涉及一种面向业务的网络综合性能评估方 法。
【背景技术】
[0003] 随着个人上网设备的普及及移动蜂窝网与宽带无线接入网络的发展，各种各样网 络应用不断涌现，随之也带来了巨大的流量需求。多种网络业务流量的加入不仅影响了网 络的整体性能，同时还为网络管理和流量分配等带来了巨大的挑战。不同类型的业务需要 不同的网络保障，因此，如何根据业务的类型为其分配最优的网络来承载这个业务、实现网 络性能的最优化成为亟需解决的问题。网络性能评估通过收集与分析当前网络的状态参 数，能够获取对当前网络性能状况的准确感知，因此其成为解决这一问题的关键技术。此 外，在网络接入选择方面，由于现有的用户设备大多具备多个网络接口，可以接入多种网 络，通过网络性能评估可以得到附近网络的性能评价结果，从而可以根据用户设备上所运 行的业务类型，为用户选择一个最佳的网络进行接入，提升用户的业务体验。
[0004] 为了更加客观准确地评价网络性能，选取合适的评价参数非常重要。IEIF规定的 IP网络性能指标包括：连接度、吞吐量、带宽、时延、时延抖动和丢包率等等。但是网络性能 状况还与网络的拓扑结构、流量和业务类型紧密相关，因此在进行网络性能评估的时候，不 能仅仅依据如上所提到的各项参数，还应在考虑不同业务对网络不同需求的基础上，从具 体业务的角度去评判一个网络的优劣。不同的无线业务拥有不同的业务特点，例如，视频业 务需要高实时性保障，但是由于人眼的滞留特性，丢失几帧却对观看的体验没有太大影响； 而网页浏览、收发Email (电子邮件）、即时通讯等尽力而为（Best Effort，BE)业务却更需 要保证所接收的信息的准确性。它们的业务特性也决定了它们对网络性能的需求也不尽相 同：视频业务对时延敏感，而BE业务对时延不敏感但却对丢包率更加敏感。因此同一个网 络在承载不同业务时的性能表现也不同。例如，一个承载实时视频业务不太流畅的网络，可 能在承载网页浏览、即时通信等BE业务时性能良好。所以评价一个网络性能的优劣不应该 一概而论，而应该从其上所承载的业务的角度去评判。然而，目前已有的网络性能评估方法 大多仅仅将时延、丢包率、带宽等当作性能评估的原始依据，而缺乏与该网络当前所承载的 业务类型相结合，因而得到的评价结果不够准确，与用户主观体验存在一定程度的偏差。
[0005] 在评估方法方面，目前最常用的评估模型和方法包括线性加权模型、平面评估模 型、AHP (层次分析法）、模糊分析模型、DEA (数据包络分析法）、灰度关联分析模型和Delphi 模型等等。相比较而言，AHP具有系统、灵活及可行性强的特点，尤为适合多目标、多层次、 多因素复杂系统中的决策与评估问题，而通信网络正有这些特点，因此AHP是评估通信网 络性能状况的理想方法之一。但是，由于网络是个巨复杂系统，在网络性能评估的过程中存 在大量的不确定因素，同时人在进行判决也往往具有很强的不确定性，而传统的AHP不能 解决这些数据中存在的模糊性问题。因此为了处理这种模糊性，人们在传统AHP的基础上， 引入了模糊一致矩阵，提出了 FAHP(FuZZy ΑΗΡ，模糊层次分析法）的概念。自提出之后，人 们对于FAHP还没有明确的定义，许多研究人员已经提出了各种各样的改进算法，并将其应 用在了各个领域中。将FAHP应用到网络性能评估中，能够很好地处理网络性能评价过程中 的模糊性，提升网络性能评估的准确性。但以往的FAHP算法在构造模糊一致判断矩阵时， 需要进行一致性检验来检查所构造的矩阵是否符合一致性，若符合，则继续接下来的权值 计算；若不符合，则需要将矩阵重新赋值，重新赋值后再次进行一致性检验，直到符合一致 性检验标准。但是这一重复的判断和修改赋值的过程带来了很多工作量，增加了算法的时 间复杂度。因此在本发明提供的一种面向业务的网络综合性能评估方法中，将在以往经典 FAHP算法的基础上进行改进，提出一种由专家大家打分直接建立模糊一致矩阵的方法，降 低改进的FAHP算法的时间复杂度。
【发明内容】
[0006] (一）要解决的技术问题
[0007] 本发明的目的在于提供一种面向业务的网络综合性能评估方法，该方法基于具有 较低复杂度的改进FAHP算法来实现。该方法首先在当前网络所存在的无线业务中选定一 种类型的业务，根据该种类型业务的特征，为其选择最重要的N个网络参数（如时延、时延 抖动等）作为评价指标，并利用改进的FAHP方法得到从该种类型业务的角度所评判的网络 性能分数；接下来，使用同样的方法可以得到其他业务类型的网络性能评价结果；最后，根 据不同类型业务在当前网络业务流量中的占比，得到各个业务的权重值，对各业务评价分 数进行加权得到最终的网络性能综合评价结果。单业务的评价结果可以客观地反映同一个 网络运行不同类型业务时的性能差异，同时，由于该模型以一定的时间间隔，实时地测量各 个类型业务的占比及其所选网络参数的值，保证了评价结果的实时性；且最终的评价结果 是由各业务加权得到，因此可以更加准确地从当前网络存在的所有业务的角度，反映出当 前网络的综合性能状态。
[0008] (二）技术方案
[0009] 本发明提出了一种面向业务的网络综合性能评估方法，该方法包括步骤：步骤1 : 对当前网络中所承载的业务流进行检测，获取当前网络所存在的所有K个业务类型及每种 业务在整个业务流中的占比P 1, i = 1，2, ···，!(，K是大于等于1的整数；步骤2:首先选取 其中占比最高的一种业务类型，针对该类型的业务的特点，为其选择N 1个网络参数作为网 络性能确定指标，N1是大于等于1的整数；步骤3 :针对选定的N i个网络参数，采用FAHP 方法计算各个参数的权重向量W1 = (JT11A2…。;步骤4 :测量当前网络中N1个网络 参数的值，并根据模糊隶属度函数的方法，计算当前时刻每个测量值所对应的分数C 11, i =1，2,…，N1;步骤5 :利用步骤3中所得到的权重值对N i个网络参数的分数进行加权，得 到根据该业务所确定的网络性能分数
步骤6 :对剩余的每种业务，都重复 以上步骤2~5,从而得到根据每一种业务所确定的网络性能分数
1，2,…，K，其中Nj, j = 1，2,…，K是为第j种业务所选定的网络参数的个数，为各业务种 类选定的网络参数的数量和类型相同或者不同；步骤7 :利用步骤1中所测量的各类型业 务的占比，对根据每一种业务所确定的网络性能分数进行加权，得出当前网络的综合性能
>
[0010] (三）有益效果
[0011] 本发明提出的一种面向业务的网络综合性能评估方法，其核心特征和有益效果 有：
[0012] 面向业务：本发明通过实时的检测当前网络中的业务流的业务类型及占比，依次 从每一种业务的角度评价当前网络的性能，可以体现出同一个网络在运行不同类型业务时 的性能状态差异；通过对各业务评价分数进行加权得到最终的网络性能分数，能够更加全 面地反映网络性能，更加符合主观的业务体验。
[0013] 低复杂度：本发明采用的FAHP算法，在模糊一致矩阵的构造过程中，利用所提出 的一系列步骤可以使所构造的判断矩阵在构造之初就具备模糊一直性，而无须再进行一致 性校验和修改的过程，大大降低了构造模糊一直矩阵的时间复杂度，具有步骤简单和计算 复杂度比较低的特点，便于应用在实际中，提高了系统的整体效率。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的面向业务的网络综合性能评估模型的示意图。
[0015] 图2是本发明中具有低复杂度的改进FAHP方法流程图。
[0016] 图3是本发明中网络综合性能评估层次模型示意图。
【具体实施方式】
[0017] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清