СПОСОБ, УСТРОЙСТВО, КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ И УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В РАДИОСЕТЯХ Российский патент 2009 года по МПК H04W24/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, способам тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, компьютерному программному продукту, который устанавливают на основном компьютере и используют для кодирования вычислительного процесса тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, а также к установке для тестирования радиосетей.

Уровень техники

Операторы сетей связи испытывают потребность в возможности определения скорости передачи данных по радиосетям. Тестирование такого рода может быть осуществлено различными способами: например, путем тестирования внутренней нагрузки в отдельной радиосети, путем сравнения пропускной способности сети с аналогичным параметром конкурирующих сетей или путем сравнительного тестирования различных поддерживаемых технологий передачи данных в рамках одной и той же радиосети или в разных радиосетях. Различные технологии передачи данных могут быть исследованы, например, с точки зрения возможностей передачи соединения между различными технологиями передачи данных.

В тестировании могут быть использованы терминалы радиосетей, управляемые «основным компьютером». Таким образом, тестирование может быть осуществлено одновременно в одном и том же месте, что существенно, т.к. нагрузка и производительность радиосети может значительно варьироваться в зависимости от местоположения терминала и момента тестирования. В тестировании может быть использован тестовый сервер или рабочий сервер, соединенный с тестируемой сетью, например, через интернет. В настоящее время для передачи данных обычно используют протокол TCP/IP (протокол управления передачей / интернет-протокол).

Проблема, возникающая в связи с тестированием, заключается в том, что если с одного основного компьютера устанавливают несколько коммутируемых соединений с терминалами по телефонным линиям, все устанавливаемые «сокет-соединения» осуществляют через одно и тоже соединение между основным компьютером и терминалом, т.е. маршрутизацию всех коммутируемых соединений производят через один и тот же терминал, а не через разные терминалы и их интерфейсы. Эта проблема искажает результаты тестирования и делает их бессмысленными.

В соответствии с известными технологиями для решения этой проблемы использовали по одному основному компьютеру на каждый терминал. Это может быть осуществлено либо путем действительного использования одного полноценного компьютера (например, портативного компьютера) с каждым терминалом, либо путем оборудования одного портативного компьютера приспособлением, содержащим достаточное для всех терминалов количество основных компьютеров. Однако эти решения сравнительно громоздки и дорогостоящи, т.к. их осуществление требует дополнительных аппаратных средств. Структура программного обеспечения тестирования также может стать излишне усложненной.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении усовершенствованного устройства для тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, усовершенствованного способа тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, усовершенствованного компьютерного программного продукта, который устанавливают на основном компьютере и используют для кодирования вычислительного процесса тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, а также усовершенствованной установке для тестирования радиосетей.

В соответствии с одним из аспектов изобретения предлагается устройство для тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, которое содержит по меньшей мере, два терминала радиосети и основной компьютер, сконфигурированный для установления при помощи терминалов одновременных соединений для передачи данных с по меньшей мере одним сервером, соединенным с радиосетью, в соответствии с протоколом TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / интернет-протокол) или протоколом UDP/IP (User Datagram Protocol / Internet Protocol - протокол дейтаграмм пользователя / интернет-протокол), и для независимого измерения параметров каждого из установленных соединений для передачи данных. Основной компьютер сконфигурирован для установления каждого из соединений для передачи данных с уникальным глобальным IP-адресом (адресом интернет-протокола) сервера и для динамического установления выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы.

В соответствии с одним из аспектов изобретения предлагается способ тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, включающий в себя: установление при помощи терминалов радиосети одновременных соединений для передачи данных, с по меньшей мере одним сервером, соединенным с радиосетью, в соответствии с протоколом TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / интернет-протокол) или протоколом UDP/IP (User Datagram Protocol / Internet Protocol - протокол дейтаграмм пользователя / интернет-протокол) и независимое измерение параметров каждого из установленных соединений для передачи данных. Способ дополнительно содержит: установление каждого из соединений для передачи данных с уникальным глобальным IP-адресом (адресом интернет-протокола) сервера и динамическое установление выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы.

В соответствии с одним из аспектов изобретения предлагается компьютерный программный продукт, установленный на основном компьютере и выражающий в программном коде вычислительный процесс тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, причем вычислительный процесс включает в себя: установление при помощи терминалов радиосети одновременных соединений для передачи данных с по меньшей мере одним сервером, соединенным с радиосетью, в соответствии с протоколом TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / интернет-протокол) или протоколом UDP/IP (User Datagram Protocol / Internet Protocol - протокол дейтаграмм пользователя / интернет-протокол) и независимое измерение параметров каждого из установленных соединений для передачи данных. Вычислительный процесс дополнительно содержит: установление каждого из соединений для передачи данных с уникальным глобальным IP-адресом (адресом интернет-протокола) сервера и динамическое установление выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы.

В соответствии с одним из аспектов изобретения предлагается установка для тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, содержащая: по меньшей мере, две радиосистемы для установления беспроводных соединений для передачи данных с радиосетью, основную систему для установления при помощи радиосистем одновременных соединений для передачи данных с, по меньшей мере, одним сервером, соединенным с сетью передачи данных, в соответствии с протоколом TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / интернет-протокол) или протоколом UDP/IP (User Datagram Protocol / Internet Protocol - протокол дейтаграмм пользователя / интернет-протокол) и измерительные средства для независимого измерения параметров каждого из установленных соединений для передачи данных. Основная система устанавливает каждое из соединений для передачи данных с уникальным глобальным IP-адресом (адресом интернет-протокола) сервера и динамически устанавливает выделенный однозначный маршрут для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы.

Настоящее изобретение обладает несколькими полезными отличиями. Для решения по изобретению требуется всего один основной компьютер. Изобретение обеспечивает получение достоверных результатов измерений в различных условиях тестирования. Изобретение обеспечивает возможность гибкого тестирования радиосетей. Устройство для тестирования по изобретению имеет небольшие размеры и, следовательно, легко может быть перемещаемо в автомобиле или даже вручную. Решение позволяет тестировать многоканальные системы передачи данных, используя один основной компьютер.

Краткое описание чертежей

Нижеследующее подробное описание примеров предпочтительных вариантов осуществления изобретения приведено со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:

- Фиг.1 иллюстрирует один из вариантов осуществления устройства для тестирования соединений для передачи данных в радиосетях и соединения устройства для тестирования с тестируемыми радиосетями,

- Фиг.2 иллюстрирует варианты осуществления сетевых интерфейсов серверов, используемых в тестировании,

- Фиг.3 иллюстрирует один из вариантов осуществления устройства для тестирования,

- Фиг.4 иллюстрирует структуру стека протоколов TCP/IP,

- Фиг.5 иллюстрирует один из вариантов осуществления устройства для тестирования,

- На фиг.6 представлена блок-схема одного из вариантов осуществления способа тестирования соединений для передачи данных в радиосетях,

- Фиг.7 иллюстрирует установление маршрутов.

Описание вариантов осуществления

Структура устройства 100 для тестирования соединений для передачи данных в радиосетях и соединений устройства 100 для тестирования с тестируемыми сетями 134, 136, 138 описывается со ссылками на фиг.1. Радиосети 134, 136, 138 могут представлять собой, например, наземные сети мобильной связи общего пользования (Public Land Mobile Networks, PLMN) второго поколения, поколения 2.5 или третьего поколения. Примерами таких сетей могут служить сети GSM (General System for Mobile Communications - глобальная система мобильной связи), GPRS (General Packet Radio Service - пакетная радиосвязь общего назначения), UMTS (Universal Mobile Communications System - универсальная система мобильной связи) и TETRA (Terrestrial Trunked Radio - магистральная наземная радиосвязь).

Радиосеть может одновременно поддерживать более одной технологии передачи данных: в конфигурации, представленной на фиг.1, радиосеть 138 поддерживает две различные технологии 140, 142 передачи данных. Технологии передачи данных могут быть технологиями с коммутацией пакетов или технологиями с коммутацией каналов. В этом контексте термин «технология передачи данных» обозначает, например, различные методы комбинированного назначения и методы модуляции. Примерами таких технологий могут служить технологии EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution - развитие глобальной связи с увеличенной скоростью передачи данных), CSD (Circuit-Switched Data - передача данных по коммутируемым каналам), HSCSD (High-Speed CSD - высокоскоростная технология CSD), CDMA (Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым разделением каналов), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - широкополосная технология CDMA) и TDMA (Time Division Multiple Access - множественный доступ с временным разделением каналов).

Радиосети 134, 136, 138 могут не быть сетями мобильной связи. Примером радиосети другого рода может случить беспроводная локальная сеть (Wireless Local Area Network, WLAN). Примером WLAN может случить беспроводная локальная сеть, определенная IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. - Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) в стандартах серии 802.11.

Устройство 100 для тестирования содержит, по меньшей мере, два сетевых терминала. В варианте осуществления по фиг.1 имеется шесть терминалов 118, 120, 122, 124, 126, 128. Терминал может представлять собой, например, обычный абонентский пункт, мобильную станцию, беспроводную сетевую карту или терминал, специально разработанный и изготовленный для тестирования. Терминал 128 отличается тем, что он поддерживает две разные технологии 130, 132 передачи данных. Терминал 128 может представлять собой, например, двухдиапазонный (или трехдиапазонный) телефон или поддерживать радиоинтерфейсы второго поколения, поколения 2.5 и третьего поколения. Терминал 128 может быть использован, например, для тестирования функций передачи соединения от одной технологии передачи данных другой. Терминал 128 также может поддерживать одновременное использование обеих технологий 130, 132 передачи данных.

Устройство для тестирования содержит основной компьютер 102. Основной компьютер 102 может представлять собой, например, обычный портативный компьютер.

Конфигурация основного компьютера 102 обеспечивает одновременное установление соединений 106, 108, 110, 112, 114, 116 для передачи данных с использованием терминалов 120, 122, 124, 126, 128 и в соответствии с протоколом TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / интернет-протокол) или протоколом UDP/IP (User Datagram Protocol / Internet Protocol - протокол дейтаграмм пользователя / интернет-протокол) с, по меньшей мере, одним сервером 148, 150, соединенным с радиосетью 134, 136, 138.

Основной компьютер 102 может представлять собой электронно-цифровую вычислительную машину, содержащую следующие основные части: центральный процессор (CPU), оперативную память и системные часы (тактовый генератор). Кроме того, к компьютеру могут быть присоединены различные периферийные устройства, например дисплей, клавиатура, аудиокарта с громкоговорителями, а также устройство хранения данных. Центральный процессор содержит три основные части: регистры, арифметико-логическое устройство (ALU) и модуль управления. Структуры данных и программное обеспечение, необходимые для программирования, могут быть осуществлены с использованием какого-либо языка программирования. Конфигурирование компьютера 102 может осуществляться путем программирования, т.е. создания программного обеспечения и структур данных, содержащих требуемые функции. Кроме того, возможно осуществление с использованием только аппаратных средств, например, электронная схема, составленная из отдельных логических элементов или одной или нескольких специализированных интегральных микросхем (ASIC). Также возможно комбинированное использование этих вариантов осуществления. При выборе варианта осуществления специалист в данной области должен принять во внимание требования, предъявляемые, например, к размерам и энергопотреблению устройств, а также необходимую вычислительную мощность, производственные расходы и параметры партий таких изделий.

Конфигурация основного компьютера 102 обеспечивает установление каждого из соединений 106, 108, 110, 112, 114, 116 для передачи данных с различными глобальными IP-адресами (адресами интернет-протокола) сервера 148, 150 и динамическое установление для каждого из соединений 106, 108, 110, 112, 114, 116 для передачи данных выделенного однозначного маршрута, в результате чего соединения 106, 108, 110, 112, 114, 116 для передачи данных с различными IP-адресами осуществляются с использованием разных маршрутов через разные терминалы 118, 120, 122, 124, 126, 128 и их радиотерминалы. Основной компьютер 102 может быть сконфигурирован так, чтобы устанавливать соединения 106, 108, 110, 112, 114, 116 для передачи данных в виде коммутируемых соединений по телефонным линиям.

Кроме того, конфигурация основного компьютера 102 обеспечивает независимое установление каждого из соединений 106, 108, 110, 112, 114, 116 для передачи данных.

Сервер 148, 150 может представлять собой, например, обычный серверный компьютер. Сервер 148, 150 может быть, например, WWW-сервером (сервером «всемирной паутины», World Wide Web) или сервером, использующим протокол, отличающийся от HTTP (Hypertext Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста), например, быть FTP-сервером (сервером протокола передачи файлов, File Transfer Protocol). Сервер 148, 150 может быть стандартным сервером, используемым в производстве, или сервером, специально предназначенным для использования в тестировании. Сервер 148, 150 может быть соединен с радиосетью 134, 136, 138 через интернет 146, но также возможны и другие решения, например сервер может быть частью радиосети или быть соединенным с радиосетью иными средствами, нежели сеть передачи данных.

Фиг.2 иллюстрирует варианты осуществления сетевых интерфейсов серверов 148, 150. Сервер 148 подсоединен к интернету 146 через три различных сетевых интерфейса 200, 202, 204, каждый из которых имеет выделенный глобальный IP-адрес. Второй сервер 150 подсоединен к интернету через единственный сетевой интерфейс 206, имеющий один глобальный IP-адрес. Маршрутизатор 208 поставщика интернет-услуг (ISP) снабжен двумя «псевдонимами» данного единственного глобального IP-адреса; в этом случае на практике три глобальных IP-адреса видны вне сервера.

Устройство 102 для тестирования может осуществлять различные испытания и тесты. Например, соединения 106, 108 для передачи данных, осуществленные с использованием одной технологии передачи данных, могут быть протестированы в радиосети 134 одного оператора при помощи терминалов 118 и 120. Соответственно, соединения для передачи данных, осуществленные с использованием разных технологий 140, 142 передачи данных, могут быть протестированы в радиосети 138 одного оператора при помощи терминалов 124 и 126. Также может быть проведено сравнение соединений для передачи данных, например, соединений 106, 108, 112, осуществленных с использованием одинаковых технологий передачи данных в радиосетях 134, 136 разных операторов. Кроме того, возможно сравнение соединений для передачи данных, например, соединений 106, 110 и 112, осуществленных с использованием разных технологий передачи данных в разных радиосетях 134, 136, 138 разных операторов.

Соединение для передачи данных между основным компьютером 102 и терминалом 120, 122, 124, 126, 128 может быть осуществлено в виде проводного или беспроводного соединения по известным технологиям, например, с использованием технологии Bluetooth® или других приемопередатчиков ближнего действия, например, через приемопередатчик IrDA (Infrared Data Association - стандарта Ассоциации по средствам передачи данных в инфракрасном диапазоне), USB (Universal Serial Bus - универсальную последовательную шину), порт RS-232 или разъем PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association - стандарта Международной ассоциации производителей карт памяти для персональных компьютеров).

Как показано на фиг.3, терминалы 118, 120, 122, 124 могут быть размещены в особой стойке 302. Стойка 302 может содержать коммуникационный порт, через который осуществлено соединение 300 с основным компьютером 102 для передачи данных, например, при помощи шины USB. Для облегчения транспортировки терминалы 118, 120, 122, 124 могут быть механически прикреплены к стойке 302. Соединение 300 для передачи данных может быть распределено между терминалами 118, 120, 122, 124, например, при помощи кабелей 304, 306, 308, 310.

Устройство 100 для тестирования может дополнительно содержать систему 104 позиционирования, которое в варианте осуществления по фиг.3 представляет собой приемник GPS (Global Positioning System - Системы глобального позиционирования). Система 104 позиционирования также может быть основана на другой известной технологии позиционирования, например, на позиционировании с использованием терминала 118 и/или радиосети 134. При помощи системы 104 позиционирования результаты измерений, полученные устройством 100 для тестирования, могут быть привязаны к точному времени и местоположению.

Тестирование, осуществляемое устройством 100 для тестирования, может включать в себя одновременные передачи данных, причем результаты передач могут сравниваться между собой прямо и/или статистически. Может быть проведено несколько серий тестов с использованием различных интернет-протоколов (FTP, HTTP, SMTP и т.д.). В процессе тестирования при помощи вышеупомянутых протоколов могут быть открыты сокет-соединения с сервером 148, 150, постоянно или полупостоянно соединенным с интернетом 146 и далее с радиосетью 134, 136, 138. Таким образом, одновременно с тестированием передачи данных могут проводиться другие тесты, например, голосовой связи; однако, в настоящем описании обсуждаются только соединения для передачи данных, т.к. работа данного решения не зависит от наличия тестов других типов.

В процессе тестирования заранее определенные файлы, размеры и степень упаковки (избыточности) которых известны, могут быть переданы с сервера 148, 150; однако, тестирование также может быть осуществлено путем передачи различной информации, найденной в интернете: например, страниц WWW или широковещательной аудио/видеоинформации (потока данных). Терминалы 118, 120, 122, 124, 126, 128, имеющие глобальные IP-адреса, также обеспечивают возможность передачи данных (например, аудиоизображений, видеофайлов) между двумя терминалами.

Тестирование может проводиться в одной географической точке. При необходимости возможно перемещение устройства 100 между тестами или в процессе тестирования. Тестирование может проводиться в форме тестовой поездки, например, по городу, по пригородам или по дороге. Тестовые поездки обычно проводят установив устройство 100 для тестирования в легковом автомобиле; однако, оно также может быть установлено в общественном транспорте, грузовом автомобиле и т.п.

Устройство 100 для тестирования может работать в автоматическом режиме. Устройство 100 для тестирования также может представлять собой полуавтоматическую систему с централизованным дистанционным управлением (через радиосеть или другую беспроводную сеть), встроенную в автомобиль или установленную неподвижно. Устройство 100 для тестирования также может использоваться в помещениях. При необходимости перемещение устройства 100 для тестирования внутри здания может осуществляться, например, вручную.

Тестирование может проводиться для обнаружения неисправностей, о которых сообщают клиенты, для выполнения статистического сравнения пропускной способности или для выполнения сравнительного статистического временного анализа путем регулярного проведения тестирования в одно и то же время (в один и тот же день недели и т.п.). Устройство 100 для тестирования состоит из терминалов 118, 120, 122, 124, 126, 128, соединенных с основным компьютером 102 для обеспечения централизованного управления различными процессами передачи данных одной и той же программой, одновременного запуска процессов передачи, максимально облегченного перемещения устройства для тестирования, а также одновременного тестирования различных сетей/технологий, т.к. загрузка сетей значительно изменяется в зависимости от времени и места.

Поскольку протокол TCP/IP хорошо известен специалистам в данной области, его подробное описание здесь не приводится, однако, читателю предлагается в случае необходимости ознакомиться с его спецификациями, а также с многочисленными справочными изданиями, в которых он описан. Тем не менее, на фиг.4 приведена схема общего вида стека протоколов TCP/IP и его сравнение с семиуровневым стеком протоколов модели OSI (Open Systems Interconnection - взаимодействие открытых систем). Уровень 400 сетевого интерфейса соответствует первому и второму уровням модели OSI. Уровень 400 сетевого интерфейса содержит физические сетевые технологии и протоколы, например, Ethernet, ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронный режим передачи), Token Ring («маркерное кольцо») and Frame Relay («ретрансляция кадров»). Уровень 402 интернета соответствует третьему уровню модели OSI и содержит протоколы более высокого уровня, например, FTP, HTTP, SMTO, РОР3 и т.д. Стек протоколов TCP/IP не содержит аналога седьмого уровня модели модели OSI. В число протоколов, используемых для соединения с протоколом TCP/IP, входят (RFC = "Request for Comments" (запрос комментариев) = документы, в которых IETF (Инженерная группа по развитию интернета) и IESG (Группа по стандартизации инженерных решений в интернете) определяют соответствующие протоколы):

ARP - Address Resolution Protocol (протокол разрешения адресов) [RFC 826].

ВООТР - Boot Protocol (протокол загрузки).

CHARGEN - Character Generator Protocol (протокол генератора символов) [RFC 864].

DAYTIME - Daytime Protocol (протокол дневного времени) [RFC867].

DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol (протокол динамического конфигурирования узла) [RFC 2131, 1534].

DISCARD - Discard Protocol (протокол отбраковки) [RFC 863].

DNS - Domain Name System (система имен доменов) [RFC 1065, 1035, 1123, 1886, 2136, 2181].25

ECHO - Echo Protocol (протокол эхо) [RFC 862].

FTP - File Transfer Protocol (протокол передачи файлов) [RFC 959].

HTTP - Hypertext Transfer Protocol (протокол передачи гипертекста).

ICMP - Internet Control Message Protocol (протокол управляющих сообщений в интернете) [RFC 792].

IP - Internet Protocol (интернет-протокол) [RFC 791, 894, 919, 922, 1042, 1828, 1852, 2401, 2402, 2406].

NetBIOS - NetBIOS Service Protocols (протоколы служб NetBIOS) [RFC 1001, 1002].

РОР3 - Post Office Protocol (почтовый протокол), версия 3.

QUOTE - Quote of the Day Protocol (протокол цитаты дня) [RFC 865].

SMTP - Simple Mail Transfer Protocol (простой протокол электронной почты).

SNMP - Simple Network Management Protocol (простой протокол сетевого управления) [RFC 1157].

TCP - Transmission Control Protocol (протокол управления передачей) [RFC 793, 1144, 1323,2018,2581].

TFTP - Trivial File Transfer Protocol (простейший протокол передачи данных) [RFC 783].

TELNET - Telnet Protocol (протокол Telnet) [RFC 854].

UDP - User Datagram Protocol (протокол дейтаграмм пользователя) [RFC 768].

VOIP - Voice Over IP Protocol (протокол передачи голоса по IP-протоколу).

Furthermore, the following brief descriptions on the concepts used are provided:

Кроме того, приведены следующие краткие описания использованных понятий:

Соединение для передачи данных - см. «сокет».

Динамический IP-адрес - IP-адрес, получаемый компьютером при помощи протокола DHCP или ВООТР и обычно (но не обязательно) изменяемый при запуске компьютера.

Внутренний IP-адрес - IP-адрес, не видный в интернете, а определенный только внутри локальной сети.

IP-адрес - 32-битный сетевой адрес в соответствии с IP-протоколом.

Основной компьютер - портативный компьютер, настольный компьютер или встроенный компьютер [RFC1 122, 1123] с поддержкой TCP/IP и, по меньшей мере. одним активным сокетом.

Глобальный IP-адрес - IP-адрес, видный всем компьютерам, подключенным к интернету.

Сервер - любой компьютер, имеющий, по меньшей мере, один глобальный IP-адрес и поставляющий в интернет услуги TCP/IP через, по меньшей мере, один порт.

Порт - порт, определенный в соответствии с протоколами TCP/IP (1-65535), с которым установлено сокет-соединение.

Терминал - терминал радиосети, приспособленный для установления соединения для передачи данных и видный компьютеру как сокет.

Таблица маршрутизации - набор маршрутов для направления IP-трафика к различным сетевым интерфейсам.

Статический IP-адрес - IP-адрес, постоянно определенный для компьютера и не изменяющийся кроме случаев намеренного его изменения.

Компьютер - портативный компьютер, настольный компьютер или встроенный компьютер, в т.ч. станции мобильной связи и системы PDA (Personal Digital Assistant - «персональный цифровой секретарь»), а также другие устройства, снабженные микропроцессором и программным обеспечением.

Сетевой интерфейс - сетевая карта, станция мобильной связи, беспроводная сетевая карта, модем или любое устройство, обеспечивающее двустороннее ТСР/IР-соединение с основным компьютером.

Сетевая маска - 32-битная маска IP-адреса для определения, например, подсетей; также используется в маршрутизации для поиска оптимального маршрута к адресу назначения.

Сокет - двунаправленное соединение, установленное TCP или UDP между двумя компьютерами; состоит из IP-адреса и номера порта.

Шлюз - адрес, по которому посылают пакет; шлюз производит повторное сравнение вариантов маршрутизации и продолжает пересылку пакета.

На фиг.5 представлен один из вариантов осуществления устройства 100 для тестирования. Программное обеспечение 500 тестирования работает на основном компьютере 102. Программное обеспечение 500 тестирования обеспечивает TCP/IP-соединения для передачи данных с использованием библиотеки 502 протоколов. Библиотека 502 протоколов использует стек TCP/IP для установления соединений для передачи данных. Стек 504 TCP/IP содержит таблицу 506 маршрутизации и интерфейс 508. В соответствии с общим принципом работы стека протоколов равнозначные уровни устанавливают соединения между собой, из которых на фиг.5 изображены интернет-соединение 510, сокет-соединение 512 и прикладное соединение 514 между устройством 100 для тестирования и сервером 148.

Дальнейшее описание установления маршрутов приводится со ссылками на фиг.7.

Таким образом, цель заключается в сравнении двух или более процессов передачи данных при помощи устройства 100 для тестирования так, чтобы процессы передачи данных были взаимно независимы. Через первое соединение передают тестовый файл. Части пакетов (подпокеты) файла не могут проходить через другие соединения, и пакеты других соединений не могут проходить через данное соединение для обеспечения корректных значений скорости передачи данных и других параметров.

Если сокет открыт, операционная система основного компьютера 102 создает в таблице маршрутизации несколько стандартных маршрутов для установления соединения с сервером имен доменов (DNS) и с серверами 148, 150, соединенными с интернетом и с другими терминалами.

На фиг.7 представлен пример таблицы 700 маршрутизации при одном открытом соединении для передачи данных. Каждая строка таблицы определяет один маршрут, причем каждый маршрут состоит из IP-адреса назначения, сетевой маски, шлюза и интерфейса. Когда программа, работающая на основном компьютере 100, связывается с сервером 148, 150, соединенным с радиосетью, IP-система основного компьютера 102 поочередно перебирает маршруты, содержащиеся в таблице 506 маршрутизации, выбирает оптимальный сокет и помещает его пакет в очередь на передачу. В представленном примере IP-адрес сокета WAN (Wide Area Network -глобальной сети), видимый сети, равен 10.105.136.163, а локальный хост, т.е. локальный адрес, при помощи которого программы, работающие на основном компьютере 102, могут устанавливать сокет-соединения друг с другом, равен 127.0.0.1.

В процессе сравнения маршрутов система осуществляет операцию логического умножения (AND) сетевой маски маршрута и адреса назначения исходящего пакета. Результат этой операции сравнивают с конечным адресом маршрута, после чего данную операцию повторяют для каждого маршрута. Выбирают тот маршрут, для которого сравнение дает наилучшую согласованность при последовательном сравнении битов маскированного адреса и адреса назначения слева направо. Если все маршруты оказываются одинаковыми, пакет передают через шлюз, используемый по умолчанию. После выбора маршрута, пакет пересылают в выходную очередь сокета данного маршрута.

На фиг.7 номером 702 обозначен пример маскирования при IP-адресе, равном 80.223.161.25, и сетевой маске, равной 255.255.224.0 (слева адреса приведены в десятичной системе счисления, а справа - в двоичной). Получившийся адрес, равный 80.223.160.0, входит в диапазон интернет-адресов от адреса 80.223.160.0 до адреса 80.223.191.255 (всего 8192 адреса). Данный результат сравнивают с конечным адресом маршрута. Чем больше количество равных битов, обнаруженных начиная с начала адреса, тем выше согласованность адреса назначения пакета с конечным адресом маршрута.

Если после этого открывают другие соединения с интернетом (коммутируемые соединения по телефонным линиям с коммутацией пакетов или с коммутацией каналов, или же другие сокеты), для них в таблице маршрутизации формируют соответствующие маршруты, но используемый по умолчанию шлюз остается неизменным. В этом случае сравнение для исходящего пакета производят так же, как и в случае одного соединения, но таблица содержит два или более соединений одинакового качества; в этом случае используют шлюз, используемый по умолчанию, и все пакеты направляют через него. Ситуация остается неизменной даже в случае, если назначения пересылки состоят из отдельных серверов с разными IP-адресами, т.к. каждый сокет обеспечивает доступ к любой точке интернета, т.е. с точки зрения маршрутизации все сокеты равнозначны. Система интернет была разработана в отказоустойчивой конфигурации и снабжена автоматической маршрутизацией, вследствие сего она не допускает определения маршрутов пересылки пакетов.

Поскольку цель заключается в измерении скорости передачи (и других параметров качества обслуживания, или QoS) каждого из соединений по отдельности, т.е. пропускную способность канала, образуемого радиоинтерфейсом каждого из операторов, результаты измерений оказываются совершенно ошибочными.

Обойти эту проблему невозможно, т.к. каждый пакет, исходящий от программного обеспечения 500 тестирования, в конечном итоге оказывается в стеке 504 протоколов TCP/IP и, следовательно, выглядит равным всем другим пакетам; другими словами, известные системы не содержат механизмов сортировки пакетов по соответствующим сокетам.

Известные решения основаны на том обстоятельстве, что в случае пересылки одного пакета проблемы не возникает, т.к. имеется всего один сокет, на который может быть передан данный пакет. Если на каждый терминал отведено по одному основному компьютеру, это дает возможность одновременно и взаимно независимо протестировать несколько соединений. Решения такого рода могут быть основаны на использовании нескольких портативных компьютеров, каждый из которых соединен только с одним терминалом соединения для передачи данных, или же решение может быть осуществлено в виде устройства, содержащего несколько встроенных компьютеров; однако, базовая топология остается неизменной и подразумевает, что на каждый основной компьютер приходится по одному терминалу. Естественно, компьютеры могут сообщаться между собой через локальную сеть (т.е. они также содержат интерфейсы Ethernet или другие вторичные сокеты), что не мешает тестированию передачи данных, т.к. передача пакетов во внешние соединения других компьютеров не допускается, если такой компьютер специально не сконфигурирован для работы в качестве маршрутизатора или моста.

Вышеописанные решения дорогостоящи и неудобны в использовании, т.к. взаимное управление измерениями требует либо использования нескольких компьютеров, либо особого управляющего программного обеспечения для управления компьютерами, которые непосредственно осуществляют измерения. Даже в этом случае задача одновременного вывода результатов измерений на один экран для сравнения остается сложной.

Настоящее изобретение описывает программное решение, которое использует систему маршрутизации таким образом, что маршруты, добавленные в систему, удаляют из таблицы маршрутизации и заменяют на единственный маршрут для каждого сокета, причем данный маршрут является однозначным маршрутом к некоторому адресу назначения.

Решение включает в себя назначение каждому терминалу выделенного IP-адреса назначения. Эта операция может быть осуществлена, например, путем установки на сервере 148 нескольких сетевых карт и назначения каждой такой карте выделенного глобального IP-адреса, причем такие адреса для всех карт, разумеется, должны быть различными. В альтернативном варианте ISP, в сети которого находится сервер 150, определяет псевдонимы глобального IP-адреса сервера в своей системе маршрутизации. Псевдонимы связывают с единственным глобальным адресом сервера 150. Таким образом, в обоих случаях сервер 148, 150 имеет несколько глобальных IP-адресов.

Программное обеспечение 500 тестирования, работающее на основном компьютере 102, выбирает по одному глобальному адресу сервера для каждого терминала. При открытии соединения программное обеспечение 500 тестирования может удалить общие маршруты, содержащиеся в таблице 506 маршрутизации, и установить единственный маршрут, который определяет, что для пакетов, направленных на данный адрес назначения, имеется только один маршрут от основного компьютера 102. Такой маршрут, в частности, может являться соединением для передачи данных терминала, с которым связан IP-адрес назначения (данное соединение может быть внутренним программным, а не жестким соединением: поскольку на каждый терминал выбрано по единственному IP-адресу назначения, каждый из них имеет индивидуальный адрес назначения).

На фиг.7 номером 704 обозначен пример однозначного маршрута (называемого основным маршрутом). Если единственный глобальный IP-адрес сервера равен 80.223.161.25 и с ним установлено соединение, маскирование дает результат, обозначенный номером 706. Следовательно, в результате этой операции получен адрес, точно совпадающий с адресом до маскирования. Сравнение адреса назначения пакета с конечным адресом маршрута после маскирования показывает, что они точно совпадают, т.е. полностью согласованы, и, следовательно, данный маршрут является оптимальным. IP-адрес, полученный терминалом, устанавливают в качестве шлюза маршрута, и пакеты, передаваемые на данный IP-адрес сервера, неизбежно направляют на один и только один терминал/сокет.

Если открывают другие соединения и выполняют с ними ту же операцию, в результате получают таблицу 506 маршрутизации, в которой исходящие маршруты содержат только по одному возможному маршруту на каждый IP-адрес сервера и, следовательно, все соединения остаются разделенными при использовании радиоинтерфейса.

На фиг.7 номером 708 обозначен пример, в котором открыты два соединения с IP-адресами 10.105.136.163 и 10.105.146.249, причем для каждого из них установлен отдельный глобальный IP-адрес сервера. Данные два глобальных IP-адреса сервера равны 80.223.161.25 и 80.223.160.29.

Таким образом, основной компьютер 102 может быть сконфигурирован так, чтобы устанавливать выделенный однозначный маршрут для каждого соединения для передачи данных в динамическом режиме, путем определения выделенного сокета, сетевой маски и шлюза для каждого из уникальных IP-адресов, содержащихся в таблице маршрутизации.

Если программное обеспечение 500 тестирования должно произвести пересылку тестовых файлов для определения пропускной способности радиоинтерфейсов, оно сначала устанавливает TCP/IP-соединение с первым адресом, а затем - со вторым адресом; после открытия соединений оно начинает пересылку файла (данный пример относится к протоколу FTP, но другие протоколы действуют аналогичным образом) через оба соединения (т.е. передает два файла, по одному на каждое соединение). Фиксированные маршруты обеспечивают пересылку пакетов в соответствующие сокеты в обоих направлениях.

Если, например, сети одного и того же оператора, использующие одну и ту же технологию, тестируют при помощи двух терминалов, потоки данных на практике соединяются непосредственно после радиоинтерфейса (и проходят через один и тот же маршрутизатор или другую сходную сетевую инфраструктуру), но поскольку последующие условия в точности одинаковы для обоих соединений, единственное различие между ними создает радиоинтерфейс, пропускная способность которого и измеряется. При тестировании сетей разных операторов потоки данных соединяются только в интернете 146, но на практике магистральные радиосети разных операторов обладают такой высокой пропускной способностью, что потоки данных, по меньшей мере, не настолько существенно влияют на соединения друг друга, чтобы значительно понизить достоверность результатов измерений. Таким образом, устройство 100 для тестирования может тестировать несколько одновременных соединений 106, 108, 110, 112, 114, 116 для передачи данных от одного основного компьютера 102 без нежелательного взаимодействия между соединениями для передачи данных и без необходимости использования более чем одного сервера (также могут использоваться несколько отдельных серверов).

Дальнейшее описание способа тестирования соединений радиосетей приводится со ссылками на фиг.6. Осуществление способа начинают с этапа 600, на котором включают необходимое оборудование и начинают тестирование.

На этапе 602 в соответствии с протоколом TCP/IP или протоколом UDP/IP с использованием терминалов радиосетей устанавливают одновременные соединения для передачи данных между основным компьютером и, по меньшей мере, одним сервером, соединенным с радиосетью. Для этого на этапе 604 каждое соединение для передачи данных устанавливают между основным компьютером и одним уникальным глобальным IP-адресом сервера и, на этапе 604, для каждого соединения для передачи данных динамически устанавливают выделенный однозначный маршрут, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы. После этого, на этапе 608, возможно независимое измерение параметров каждого из соединений для передачи данных. Тестирование продолжают в течение желательного времени или до тех пор, пока все заранее определенные тесты не будут выполнены, после чего осуществление способа завершают на этапе 610.

В соответствии с одним из вариантов осуществления выделенный однозначный маршрут устанавливают на этапе 606 для каждого из соединений для передачи данных путем определения выделенного сокета, сетевой маски и шлюза для каждого уникального IP-адреса в таблице маршрутизации.

В соответствии с одним из вариантов осуществления соединения для передачи данных устанавливают на этапе 602 в виде коммутируемых соединений по телефонным линиям.

В соответствии с одним из вариантов осуществления в число соединений для передачи данных, устанавливаемых терминалом, входит, по меньшей мере, один из следующих типов соединений: соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных.

Для осуществления данного способа может быть использовано вышеописанное устройство 100 для тестирования, однако, другие типы устройств также могут подходить для осуществления данного способа. Данный способ также может быть модифицирован с использованием вышеописанных вариантов осуществления в связи с устройством 100 для тестирования.

Данный способ может быть осуществлен в виде компьютерного программного продукта, установленного на основном компьютере и выражающего в программном коде вычислительный процесс тестирования соединений для передачи данных в радиосетях. Данный вычислительный процесс сходен с вышеописанным способом. Компьютерный программный продукт может быть сохранен на средстве распространения (носителе) компьютерных программ. Средство распространения компьютерных программ пригодно для его чтения основным компьютером. Средство распространения может представлять собой любое известное средство распространения компьютерных программ от производителя/продавца к конечному пользователю. Например, средство распространения может быть средством, пригодным для чтения системой обработки данных, пакетом распространения программного обеспечения, сигналом, распознаваемым системой обработки данных, телекоммуникационным сигналом или сжатым пакетом программного обеспечения.

Хотя настоящее изобретения было описано выше со ссылками на пример его осуществления, соответствующий прилагаемым чертежам, охват изобретения, очевидно, не ограничивается этим примером, но изобретение может быть модифицировано в пределах, определяемых прилагаемой формулой.

Изобретение относится к устройствам тестирования соединений в радиосетях. Технический результат заключается в повышении достоверности результатов тестирования. Способ включает в себя установление (602) одновременных соединений для передачи данных между основным компьютером и, по меньшей мере, одним сервером, соединенным с радиосетью, при помощи терминалов радиосетей в соответствии с протоколом TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / Интернет-протокол) или протоколом UDP/IP (User Datagram Protocol / Internet Protocol - протокол дейтаграмм пользователя / Интернет-протокол). Это осуществляют путем установления (604) каждого из соединений для передачи данных от основного компьютера к уникальному глобальному IP-адресу (адресу Интернет-протокола) сервера и динамического установления (606) выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы. Параметры каждого из установленных соединений для передачи данных могут быть измерены (608) независимо. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство (100) для тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, содержащее:
по меньшей мере, два терминала (118, 120) радиосети (134)
и основной компьютер (102), сконфигурированный для установления посредством терминалов (118, 120) одновременных соединений (106, 108) для передачи данных с, по меньшей мере, одним сервером (148), соединенным с радиосетью (134), в соответствии с протоколом TCP/IP или протоколом UDP/IP, и для независимого измерения параметров каждого из установленных соединений (106, 108) для передачи данных, отличающееся тем, что основной компьютер (102) сконфигурирован для установления каждого из соединений (106, 108) для передачи данных с уникальным глобальным IP-адресом сервера и для динамического установления выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений (106, 108) для передачи данных, в результате чего соединения (106, 108) для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы (118, 120) и их радиоинтерфейсы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основной компьютер (102) сконфигурирован для динамического установления выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений (106, 108) для передачи данных путем определения выделенного сокета, сетевой маски и шлюза для каждого из уникальных IP-адресов в таблице маршрутизации.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что основной компьютер (102) сконфигурирован для установления соединений (106, 108) для передачи данных в виде коммутируемых соединений по телефонным линиям.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в число соединений (106, 108) для передачи данных, установленных терминалом (118, 120), входит, по меньшей мере, одно из следующих типов соединений: соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных.

5. Способ тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, включающий в себя следующие шаги:
устанавливают (602) при помощи терминалов радиосети одновременных соединений для передачи данных от основного компьютера к, по меньшей мере, одному серверу, соединенному с радиосетью, в соответствии с протоколом TCP/IP или протоколом UDP/IP;
и осуществляют независимое измерение (608) параметров каждого из установленных соединений для передачи данных, отличающийся тем, что включает в себя следующие шаги:
осуществляют установление (604) каждого из соединений для передачи данных от основного компьютера к уникальному глобальному IP-адресу сервера;
и осуществляют динамическое установление (606) выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что динамическое установление (606) выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных осуществляют путем определения выделенного сокета, сетевой маски и шлюза для каждого из уникальных IP-адресов в таблице маршрутизации.

7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что установление (602) соединений для передачи данных осуществляют в виде коммутируемых соединений по телефонным линиям.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что в число соединений для передачи данных, установленных терминалом, входит, по меньшей мере, один из следующих типов соединений: соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных.

9. Компьютер, на котором установлен компьютерный программный продукт, выражающий в программном коде вычислительный процесс тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, причем вычислительный процесс включает в себя:
установление при помощи терминалов радиосетей одновременных соединений для передачи данных от основного компьютера к, по меньшей мере, одному серверу, соединенному с радиосетью, в соответствии с протоколом TCP/IP или протоколом UDP/IP;
и независимое измерение параметров каждого из установленных соединений для передачи данных,
отличающийся тем, что включает в себя:
установление каждого из соединений для передачи данных от основного компьютера к уникальному глобальному IP-адресу сервера;
и динамическое установление выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы.

10. Компьютер по п.9, отличающийся тем, что динамическое установление выделенного однозначного маршрута для каждого из соединений для передачи данных осуществляют путем определения выделенного сокета, сетевой маски и шлюза для каждого из уникальных IP-адресов в таблице маршрутизации.

11. Компьютер по п.9 или 10, отличающийся тем, что установление соединений для передачи данных осуществляют в виде коммутируемых соединений по телефонным линиям.

12. Компьютер по п.9, отличающийся тем, что в число соединений для передачи данных, установленных терминалом, входит, по меньшей мере, один из следующих типов соединений: соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных.

13. Установка для тестирования соединений для передачи данных в радиосетях, содержащая:
по меньшей мере, две радиосистемы для установления беспроводных соединений для передачи данных с радиосетью,
основную систему для установления при помощи радиосистем одновременных соединений для передачи данных с, по меньшей мере, одним сервером, соединенным с сетью передачи данных, в соответствии с протоколом TCP/IP или протоколом UDP/IP;
и измерительные средства для независимого измерения параметров каждого из установленных соединений для передачи данных, отличающаяся тем, что основная система устанавливает каждое из соединений для передачи данных с уникальным глобальным IP-адресом сервера и динамически устанавливает выделенный однозначный маршрут для каждого из соединений для передачи данных, в результате чего соединения для передачи данных с разными IP-адресами проходят по разным маршрутам через разные терминалы и их радиоинтерфейсы.

14. Установка по п.13, отличающаяся тем, что основная система динамически устанавливает выделенный однозначный маршрут для каждого из соединений для передачи данных путем определения выделенного сокета, сетевой маски и шлюза для каждого из уникальных IP-адресов в таблице маршрутизации.

15. Установка по п.13 или 14, отличающаяся тем, что основная система сконфигурирована для установления соединений для передачи данных в виде коммутируемых соединений по телефонным линиям.

16. Установка по п.13, отличающаяся тем, что в число соединений для передачи данных, установленных терминалом, входит, по меньшей мере, один из следующих типов соединений: соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных одного оператора, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием одной и той же технологии передачи данных, соединения для передачи данных разных операторов, осуществляемые с использованием разных технологий передачи данных.