單純的IP網絡是基于Internet Protocol,其網絡性能的表征有其特殊性,體現IP網絡性能的有下述參數。并且在我國通信行業標準YD/T 1170-2001及 YD/T 1171-2001中都給出了這些參數的概念及含義,包括網絡性能參數和網絡業務的可用性參數。下述結合上述通信行業標準對幾個常用的網絡性能參數和網絡業務的可用性參數給與介紹。
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一、網絡性能參數:
1、IP傳輸時延(IPTD,IP Packet Transfer Delay)
IP分組傳輸時延定義為穿過一個基本段或網絡段集合(NSE,Network Section Ensemble)傳送IP分組所經歷的時間,無論該分組傳送成功還是發生錯誤。
IP分組傳輸時延(IPTD)是兩個相關IP分組傳送參考事件的時間差(t2-t1),其中離開事件發生在t1,進入事件發生在t2,這里t2>t1,并且t2-t1≤Tmax。如果在網絡段集合(NSE)中IP分組被分片,t2刻指最后一個相關進入事件發生的時間。端到端的IP分組傳輸時延是源主機(SRC,Source host)和宿主機(DST,Destiantion host)之間測量點(MP,Measurement Point)的單向時延,如圖1-1所示。
圖 1-1:IP分組傳輸時延
有關傳輸時延(IPTD)相關的性能參數還有:平均IP分組傳輸時延(Mean IP Packet Transfer Delay)、最小IP分組時延、IP分組傳輸時延中值等,其含義詳見下外表1-1。
表 1-1:與IPTD相關的性能參數含義
2、IP時延變化(IPDV,IP Packet Delay Variation)
兩點間IP分組時延變化有多種定義方法,其中介紹下列3種:
方法1:端到端兩點間IP分組時延變化(vk)是IP分組k通過源主機(即測量點MP1)和宿主機(測量點MP2)的實際時延(xk)與通過相同測量點定義的參考IP分組傳送時延(d1,2)的差,即vk=xk-d1,2,如圖1-2所示。參考IP分組一般指數據流的第一個包。
圖1-2:IP分組時延變化方法
方法2:在一段較短的測量時間間隔內,最大IP分組傳輸時延與最小IP分組傳輸時延的差值。其中:IPTDmax是在一次測量時間間隔內所測量到的最大IP分組傳輸時延;IPTDmin是在一次測量時間間隔內所測量到的最小IP分組傳輸時延。
IPDV=IPTDmax-IPTDmin
方法3:此方法在YD/T 1171-2001中給出的,在YD/T 1170中沒有給出。見下式,其中,IPTDupper是評估間隔內IP分組傳輸時延的1×10-3百分位值;IPTDmin是評估間隔內IP分組傳輸時延的最小值。
IPDV=IPTDupper-IPTDmin
IP分組時延變化參數是一個非常重要的性能參數。在數據包傳送應用中,利用IP分組時延變化范圍的信息可以避免出現節點緩沖的溢出或取空;IP分組時延變化也會引起TCP層重傳定時器門限的增高,也可能引起數據分組重傳時延或造成不必要的數據包重傳。
3、IP分組誤差率(IPER,IP Packet Error Ratio)
IP分組誤差率是錯誤IP分組傳送結果與成功IP分組傳送結果加錯誤IP分組傳送之和的比值。
4、IP分組丟失率(IPLR,IP Packet Loss Ratio)
IP分組丟失率是丟失的IP分組傳送結果與所有IP分組的比值。
5、虛假IP分組率(SPR,Spurious IP Packet Rate)
一個出口測量點(MP)的虛假IP分組率指在一個特定時間間隔內,在該MP上觀測到的虛假IP分組數量與該時間間隔的比值(等于每業務秒的虛假IP分組數)。
6、IP分組重排率(IPRR,IP packer Reordered Ratio)
IPRR是重排的分組傳送結果的總數與相關分組總量中成功IP分組傳送結果總數之間的比率。下圖1-6給出了分組2的失序分組傳送結果以及具有能夠恢復次序的播放緩沖器到達時間的假定限度。若可以區別單獨的重排事件,那么事件計數也可以再報告(與事件準則一起)。也可能確定分組重排序的程度。
圖 1-6:恢復排序到達的示例
7、IP網絡的流量參數(FRP,Flow Related Parmneter)
目前,IPv4網絡沒有對端到端IP業務的流量是否符合流量模式進行兼容性檢查,只是對各種業務信息做盡力而為的傳送。然而,為了在IP網絡中提供能夠保證QoS的服務,用流量或吞吐量這樣的參數來描述和評價IP網絡的能力是非常有意義的。
目前,標準定義了兩種類型的吞吐量:一種根據成功傳遞的IP分組的速率,另一種根據傳遞的這些包中的字節數。
1)IP分組吞吐量(IPPT,IP Packet Throuthput)
一個出口測量點(MP)的IP分組吞吐量(IPPT)等于一個特定時間間隔內在該MP上觀測到的所有成功IP分組數量與該時間間隔的比值(等效于:成功IP包數/業務秒)。
2)基于字節的IP分組吞吐量(IPOT)
一個出口MP的基于字節IP分組吞吐量等于一個特定時間間隔內在該MP上觀測到的成功IP分組中的所有字節數量與該時間間隔的比值(等效于成功IP分組數中字節數/業務秒)。
需要說明的是,用來描述一個IP流量的吞吐量參數沒有必要是一個對應該應用可用資源的準確估計,這是因為更高層的協議(如TCP)也會影響所經歷的吞吐量。一般來說,與流量或吞吐量相關的參數應滿足下表1-6的要求。有些與流量或吞吐量相關的參數試圖描述一個IP網絡的吞吐能力,也就是說它支持一個特定IP分組傳送速率的能力。建議任何此類參數應該滿足下表1-6的附加要求。
表1-7:與流量或吞吐量相關的參數應滿足的要求
二、網絡業務的可用性參數:
在YD/T 1170-2001中給出了IP網絡業務可用性參數的概念。IP網絡業務可用性用于描述基本段、網絡段集合(NES)和端到端IP網絡業務。IP網絡業務的全部持續時間分為可用時間和不可用時間。
1、IP網絡業務可用性功能
IP網絡業務可用性功能的基礎是針對IP分組丟失率(IPLR)性能門限。對于端到端的情況,若IPLR性能低于表2-1中設定的門限值c 1,則該端到端IP網絡業務是可用的,否則是不可用的。
表2-1:IP業務可用性功能
門限值c 1僅被用來確定何時IP網絡的資源不能支持可用的IP分組傳送業務,不能當作適合各種應用的IP分組丟失率性能指標。基于IPLR得到的性能指標應不包括業務不可用的所有時間,即除去IP分組丟失率IPLR>c 1的所有時間。
2、IP網絡業務可用性參數
IP網絡業務可用性參數有兩個:一個是IP業務不可用百分數(PIU,Percent IP Service Unavailability),另一個是IP業務可用百分數(PIA,Percent IP Service Availability),并且,PIU=100-PIA。
1)IP業務不可用百分數:不能應用IP業務可用性功能的時間間隔占IP業務全部時間間隔的百分數(Tav間隔的百分數)。
2)IP業務可用百分數:能夠應用IP業務可用性功能的時間間隔占IP業務全部時間間隔的百分數(Tav間隔的百分數)。
事實上,在YD/T 1170和YD/T 1171中還給出了更多的IP網絡性能參數,可在標準原文中查詢。
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我們知道,IP網絡也可以是數字傳輸網絡的一部分,但它是一種無連接的分組數據傳輸,與傳統通信的數字傳輸網絡不同,采用的是有連接的連續數據傳輸,因此,傳統的通信數字傳輸網絡采用是誤碼率的相關參數,如:誤碼秒率(ESR)、嚴重誤碼秒率(SESR)、背景碼組誤碼率(BBER)等。
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