用于通信链路性能测量的方法和系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]执行监视通信链路的性能，例如以便前摄性地解决和防止用户抱怨，决定何时升级与通信链路关联的硬件，决定何时触发用于优化通信链路的优化算法，验证该优化算法已确实导致提高的性能等。
[0002]本文中的术语“性能”通常指网络吞吐量(例如，TCP/UDP)、延迟、抖动、连通性、错误率、功耗、发射功率等。改善通信系统的性能包括提高该通信系统的吞吐量，降低该通信系统的错误率和延迟，改善该通信系统的抖动和功耗等。监视性能通常指确定和/或计算与通信链路关联的上述性能参数中的一个或多个。术语“TCP”代表传输控制协议。术语“UDP”指用户数据报协议。
[0003]可以使用传统测试软件应用程序(如iperf、netperf、ttcp等)来评估通信系统性能。这样的软件应用程序需要被安装在至少两个通信设备上，其中一个通信设备上的软件应用程序生成测试数据并发送给另一通信设备，并且另一通信设备上的软件应用程序接收该测试数据。
[0004]在发送和接收测试数据以后，评估该测试数据传输的统计结果，以评定这两个通信设备之间的通信链路的性能。通过这样的传统测试软件应用程序测试通信系统或网络以度量其性能，需要在形成通信链路的这两个通信设备上安装兼容的软件应用程序或者在这两个通信设备处可获得兼容的软件应用程序。
[0005]例如，具有笔记本计算机的用户访问性能测试网址，并且随后将测试软件应用程序加载至该用户的网页浏览器。然后，使用已经在服务器处可获得的测试软件应用程序测量该笔记本计算机和互联网中的服务器之间的性能。
[0006]然而，在一些情况中，如果并非不可能，那么可能也难以使测试软件应用程序在感兴趣的通信链路两端的两个通信设备处可获得。例如，当网络管理者有意从W1-Fi接入点(AP)向智能电话发起性能测量时，该网络管理者没有将软件应用程序安装至该智能电话的任何方式。因此，该网络管理者不能在W1-Fi AP和智能电话之间发起性能测量。一般来说，难以在与网络联接的通信设备处获得应用程序或者难以作为网络管理员发起软件应用程序的用户侧安装。
【附图说明】
[0007]根据下面给出的【具体实施方式】以及根据本公开的各实施例的附图，将更全面地理解本公开的实施例，然而不应认为附图将本公开局限于这些特定实施例，而是仅用于说明和理解。
[0008]图1是根据本公开的一个实施例的、可操作来测量通信链路性能的通信网络。
[0009]图2是根据本公开的一个实施例的用于测量通信链路性能的流程图。
[0010]图3是根据本公开的一个实施例的用于测量通信链路性能的详细流程图。
[0011]图4图示根据本公开的一个实施例的用于通信设备的多个配置设置的顺序，该多个设置用于在测量该通信链路的性能之后确定该通信设备的操作设置。
[0012]图5是根据本公开的一个实施例的具有机器可读存储介质的基于处理器的系统，该机器可读存储介质具有计算机可执行指令，该机器可执行指令可操作来测量通信链路的性能。
【具体实施方式】
[0013]为了克服上面介绍的局限和其它局限，本文描述用于在不需要在通信链路两侧可获得测试软件应用程序的情况下测量通信链路性能的方法和系统。在本文介绍的实施例中，发送测试数据的通信设备具有测试软件应用程序，而另一通信设备没有该测试软件应用程序。
[0014]入侵用户网络服务的用于测试网络性能的传统方法被称为“主动探测”。本文中术语“主动探测”大体地指，通过从一个通信设备经由网络向另一通信设备发送测试样式/数据(例如，以太网分组)，然后在接收器处测量所发送的测试样式/数据的性能统计结果，测试通信网络。一般来说，接收端不发送任何响应数据。接收端可以与发射器共享接收统计结果，即接收器与发射器共享报告。
[0015]诸如iperf、netperf, ttcp等之类的传统主动探测软件运行在应用层，其中数据传输应用程序软件和数据接收应用程序软件一起被用于准确地测量这两个发送和接收设备之间的性能，即测量通信链路的性能。传统的主动探测是准确的，因为实际的测试数据是以与用户业务在该网络上会传输的方式相同的方式传输的。频繁进行主动探测可能打扰用户，因为其可能使用户业务延迟。在不停止用户业务的情况下执行主动探测是可能的，但是这样的测量是不准确的，因为测试业务需要与用户业务相竞争，而且主动探测可能因为较低的吞吐量和/或较高的延迟而显著地损伤用户体验。作为示例，因竞争经常低估吞吐量测量结果，因为来自主动探测的测量结果解释了成功接收的测试数据，但未能解释被用于用户业务的链路容量。
[0016]一种高级主动探测方法在代理人案号P066PCT(在2012年7月13日与本申请同时提交的标题为‘‘Method and System for Performance Estimat1n of a Communicat1nLink (用于通信链路的性能估计的方法和系统)”的PCT申请N0.PCT/US 12/46810，通过引用整体并入本文，并且由美国加利福尼亚雷德伍德城94065的ASSIA股份有限公司共同拥有)中被描述，能够通过考虑占用户业务以及测试业务的操作数据，来避免用户业务问题。
[0017]此外，传统主动探测要求在位于通信链路端点的两个通信设备处可获得测试应用程序，使得一个通信设备可以发送测试数据(即，主动数据)，另一通信设备可以使用相同协议接收该测试数据用于测试。
[0018]用于度量通信链路和/或通信设备的性能的另一机制是监视与一通信设备关联的操作数据。有时该操作数据作为该设备正常操作的副产品而生成，有时被生成来提供基本性能或操作信息。相比于主动探测，这样的数据读取或收集不入侵用户网络服务。这样的通信数据(操作数据)的监视或读取在本文中有时被称为“被动探测”。
[0019]根据典型的操作数据，如分组错误计数以及表示每个数据符号正传输多少比特的PHY层星座信息，可以粗略地估计与通信链路关联的吞吐量。
[0020]术语“PHY”是开放系统互连(OSI)模型的物理层的缩写。PHY的实例化将链路层设备(常常被称为MAC)连接至物理介质，如光纤、铜线或空气(无线通信)。
[0021]术语“MAC地址”是媒体接入控制地址的缩写。MAC地址是分配给物理网络段上用于通信的网络接口的唯一标识符。MAC地址用于多种网络技术以及大多数电气和电子工程师协会(IEEE) 802网络技术(包括以太网)。逻辑上讲，MAC地址在OSI参考模型的媒体接入控制协议子层中使用。
[0022]在本文介绍的实施例中，操作数据与主动探测数据一起用于确定可靠性能测量结果。在一个实施例中，从计数器(本文中还被称为操作计数器)中读取操作数据，计数器的计数值与成功地传递的分组相关地增加。
[0023]本文中的术语“成功”指表示安全接收分组的指示，安全接收分组通常通过ACK(确认)消息分组来确认。在另一实施例中，操作数据，如错误计数、重传计数、调制、信号强度等，被用于估计吞吐量。
[0024]在被动探测的过程期间，即在操作数据的读取期间，不中断客户网络服务。操作数据通常是用户可见到的或可访问的数据，并且通常用于通信系统的调试(debug)和基本性能监视，但是通常不用于高级性能估计，因为该数据不是为性能监视而设计的，不携带与性能相关的足够信息，并且没有高精度的已知估计算法。因此，被动探测自身可能不足以确定通信系统的高级性能，操作数据通常包括仅与通信系统的当前性能弱关联的计数器值。
[0025]本文的实施例公开一种用于在不需要在位于通信链路两端的两个通信设备上安装和使用测试应用程序软件的情况下进行通信链路性能测量的方法和系统。当这两端中的一端具有这样的应用程序软件时，本文中的实施例可以用于获得准确的性能测量结果。在一个实施例中，通过由通信设备经由通信链路向另一通信设备发送特定分组，执行主动探测，使得测试软件应用程序被安装在发送通信设备上，而不被安装在接收通信设备上。在一个实施例中，执行主动探测和被动探测以测量通信链路的性能。
[0026]在一个实施例中，分组可能不以接收器通信设备上的任何应用程序为目的地，但是无论在性能测量期间用户业务的量如何都确保PHY(层I)的满容量使用。这样的分组可能被接收器通信设备在某一通信层(例如，根据分组构造在层3或更高层)最终丢弃，但是较低的层中的一些(例如，层I和层2)可以处理该分组，因此导致从发送通信设备可观察到和可计数的行为。在一个实施例中，在任何层处的主动探测使用在PHY层的满容量数据，因为PHY是所有其它层需要经过的最低层。
[0027]在一个实施例中，发送通信设备处的被动操作计数器用于对从发送通信设备到接收通信设备成功传输的分组进行计数。在一个实施例中，在W1-Fi AP(接入点，通信设备之一)和站(另一通信设备)之间，AP生成以该站的MAC地址为目的地的以太网分组，而在该站中没有实际的应用层程序期待和等待这些分组。
[0028]在一个实施例中，以太网分组从AP通过W1-Fi PHY/MAC层(层I和层2)传输，由该站的W1-Fi PHY/MAC层接收，并且最终由该站的层3或更高层丢弃，因为没有适当的对应协议或应用程序来接收该数据。即便丢弃以太网分组，由于W1-Fi PHY/MAC层的固有设计，该站的IEEE 802.11PHY/MAC层将针对每个成功接收的W1-Fi分组发送“ACK”信号。这样的ACK信号在W1-Fi驱动中被计数，并且该计数可用作AP(即发射器)处的操作数据。该计数是AP处可获得的许多操作数据的一部分，并且该计数可以用于对由该站成功接收的用户数据字节的总数进行准确地计算。
[0029]例如，对层2的ACK消息的数量进行计数。在另一示例中，在固定的持续时间以后，读取计数器。由于AP生成足够的以太网分组来保证PHY层以最高可能速度(或接近最高可能速度)运行，所以所计算的字节数除以时间长度代表W1-Fi链路的准确吞吐量。在一个实施例中，计数器和字节不仅解释由主动探测生成的测试数据，还解释由用户生成的业务。测试数据可能使用户业务变慢或者