СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ НА ДВУСТОРОННЕЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДЛЯ ТРАФИКА ДАННЫХ С ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ БИТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H04W24/06 

Предлагаемые технические решения объединены единым изобретательским замыслом и относятся к области телекоммуникационных сетей связи, в частности к сетям связи с коммутацией пакетов.

Известны способы для измерения времени задержки на двустороннее распространение для мультимедийных данных с переменной скоростью передачи битов в системе передачи мультимедийных данных с переменной скоростью передачи битов (патент РФ №2212119, патент РФ №2304364), включающие в себя этапы, на которых формируют уведомительные пакеты, передают уведомительные пакеты, получают уведомительные пакеты, измеряют мгновенное время задержки на двухстороннее распространение, вычисляют скользящее среднее времени задержки на двустороннее распространение, вычисляют эффективную скорость передачи.

Известны устройства для измерения времени задержки на двустороннее распространение для мультимедийных данных с переменной скоростью передачи битов (патент РФ №2212119, патент РФ №2304364). Известные аналоги содержат блоки формирования уведомительных пакетов, блоки отправки/приема уведомительных пакетов, выделенный канал в сети связи (СС) с коммутацией пакетов (КП) для обмена уведомительными пакетами, блок измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, блок вычисления скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение, блок оценки эффективной скорости передачи.

Общим недостатком аналогов является низкая точность измерения скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение. Причина данного недостатка связана с особенностями формирования тестовой последовательности уведомительных пакетов, используемой для измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является способ для измерения времени задержки на двустороннее распространение для мультимедийных данных с переменной скоростью передачи битов (патент РФ №2304364 от 10.08.2007), заключающийся в том, что задают эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных, кодируют мультимедийные данные, управляют скоростью передачи закодированных мультимедийных данных, учитывая эффективную скорость передачи, передают мультимедийные данные на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов, принимают мультимедийные данные на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, буферизируют принятые мультимедийные данные, декодируют буферизированные мультимедийные данные, формируют случайный трафик данных на стороне отправителя, учитывая эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных, при формировании используют пакеты протокола RTCP, выбирают длину пакетов протокола RTCP, учитывая число отправителей, для которых отправитель является получателем, по случайному закону равномерного распределения выбирают интервалы времени между смежными пакетами протокола RTCP, передают случайный трафик данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов, принимают случайный трафик данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, формируют случайный трафик данных на стороне получателя, учитывая принятый случайный трафик данных, при формировании используют пакеты протокола RTCP, выбирают длину пакетов протокола RTCP, учитывая число отправителей для получателя, передают случайный трафик данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов, принимают случайный трафик данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов, измеряют мгновенное время задержки на двухстороннее распространение, используя принятый случайный трафик данных, вычисляют скользящее среднее времени задержки на двухстороннее распространение, используя значение мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, вычисляют эффективную скорость передачи, используя вычисленное значение скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбранным в качестве прототипа является устройство для измерения времени задержки на двустороннее распространение для мультимедийных данных с переменной скоростью передачи битов (патент РФ №2304364, 10.08.2007), содержащее блок видеокодера для кодирования мультимедийных данных, блок контроллера скорости передачи для управления скоростью передачи закодированных мультимедийных данных в соответствии с эффективной скоростью передачи, первый блок отчета о канале для формирования случайной последовательности пакетов протокола RTCP на стороне отправителя с использованием эффективной скорости передачи и среднего размера пакетов случайного трафика данных, первый блок отправки/приема для передачи мультимедийных данных и случайного трафика данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов, приема случайного трафика данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов, блок измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение для измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение с использованием принятого случайного трафика данных, блок вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение для вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение с использованием значения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, блок оценки эффективной скорости передачи для вычисления эффективной скорости передачи с использованием вычисленного значения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение, второй блок отправки/приема для приема мультимедийных данных и случайного трафика данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, передачи случайного трафика данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов, второй блок отчета о канале для формирования случайной последовательности пакетов протокола RTCP на стороне получателя, блок контроллера буфера для буферизации принятых мультимедийных данных, блок видеодекодера для декодирования буферизированных мультимедийных данных.

Однако способ-прототип и реализующее его устройство характеризуются низкой точностью измерения скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение. Причина данного недостатка связана с особенностями формирования тестовой последовательности пакетов протокола RTCP, используемой для измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение для пакетов пользователя.

В описанном способе-прототипе и реализующем его устройстве при формировании тестовой последовательности пакетов протокола RTCP, учитывается эффективная скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных. При этом длина пакетов протокола RTCP зависит от числа отправителей и получателей, а интервалы времени между смежными пакетами протокола RTCP выбираются по случайному закону равномерного распределения [Чердынцев Е.С. Мультимедийные сети: учебное пособие / Е.С. Чердынцев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 103 с.].

Учитывая то, что задержка в сети связи с коммутацией пакетов пропорциональна произведению длины пакета на число узлов коммутации, через которые данный пакет проходит [Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями / Л. Клейнрок; пер. с англ. - М.: Мир, 1979. - 586 с.], можно утверждать, что скользящее среднее времени задержки на двустороннее распространение для пакетов пользователя будет равно скользящему среднему времени задержки на двустороннее распространение для пакетов протокола RTCP только в том случае, если их длина имеет одинаковый закон распределения, что в случае использования пакетов протокола RTCP практически не возможно. Средний размер пакетов протокола RTCP составляет 90 байт, включая UDP и IP заголовки [Чердынцев Е.С. Мультимедийные сети: учебное пособие / Е.С. Чердынцев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 103 с.] в то время как размер пакетов пользователя протокола IPv4 находится в диапазоне от 20 (заголовок без данных) до 65535 байт. Следовательно, значение скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение для пакетов протокола RTCP будет меньше, чем значение скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение для пакетов пользователя.

Кроме того, использование для формирования интервалов времени между смежными пакетами протокола RTCP равномерного распределения приводит к тому, что в тестовом потоке пакетов протокола RTCP присутствует последействие [Клейнрок Л. Теория массового обслуживания / Л. Клейнрок; пер. с англ., под ред. В.И. Нейман. - М.: Машиностроение, 1979. - 432 с.], что негативно проявляется в начальный момент подключения новых отправителей и получателей, приводя к резкому росту нагрузки на сеть связи с коммутацией пакетов [Чердынцев Е.С. Мультимедийные сети: учебное пособие / Е.С. Чердынцев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008.- 103 с.].

СС с КП на базе протокола IP доставляют не только данные, но и служат транспортом для самых разных сервисов (таких как передача речи, видео и т.д.) с различными и нередко противоречивыми требованиями к СС с КП. В таких условиях необходимо согласовать выдвигаемые клиентом требования к СС с КП и возможности, которые может предложить оператор.

С точки зрения СС с КП на базе протокола IP, по которой осуществляется транспорт сетевых сервисов, основными показателями качества ее функционирования являются полоса пропускания, коэффициент потери пакетов, коэффициент ошибок пакетов, задержка пакета, вариация задержки пакета.

Особенности измерения некоторых из выше перечисленных параметров описываются методикой RFC-2544 (Request for Comments).

Стандарт RFC-2544, установленный IETF (The Internet Engineering Task Force), является стандартом де-факто для разнопланового тестирования СС с КП. Стандарт описывает сценарий автоматизированной процедуры тестирования СС с КП. В сценарии фиксированы ключевые параметры для четырех тестов: пропускной способности (Throughput), задержки распространения пакетов (Latency), зависимости уровня потерь пакетов от загрузки канала (Frame Loss) и максимальной пропускной способности канала (Back-to-back).

Чтобы гарантировать способность СС с КП к поддержке различных услуг (данные, речь, видео и т.д.), тест RFC-2544 поддерживает набор из семи предопределенных размеров кадров (64, 128 и так далее до 1518 байт). Малые размеры кадров увеличивают частоту их следования, что обеспечивает стрессовое тестирование СС с КП с последующим переключением на кадры больших размеров.

Стандартное тестирование по методике RFC-2544 подразумевает использование кадров со стандартизованной длиной. В современных СС с КП целесообразно проводить более углубленное тестирование, в том числе и с использованием пакетов IP переменной длины. При этом в измерительном приборе должна быть возможность установки любых длин пакетов в диапазоне от 64 до 9600 байт [Кузовлев А.В. Технологии и средства измерений. Контроль качества в сетях IP. Журнал «Техника Связи». - М., 2009, №3-4, 24 с.].

Задачей изобретения является разработка способа измерения времени задержки на двухстороннее распространение и устройства для его осуществления, позволяющих повысить точность измерения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение за счет измерения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение случайного трафика данных в форме пакетов протокола ICMP со случайной длиной пакетов протокола ICMP, со случайным интервалом времени между смежными пакетами протокола ICMP и случайным заполнением поля данных пакетов протокола ICMP.

В заявленном способе эта задача решается тем, что в способе измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов, заключающемся в том, что задают эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных, формируют случайный трафик данных на стороне отправителя, учитывая эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных, передают случайный трафик данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов, принимают случайный трафик данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, передают случайный трафик данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов, принимают случайный трафик данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов, измеряют мгновенное время задержки на двухстороннее распространение, используя принятый случайный трафик данных, вычисляют скользящее среднее времени задержки на двухстороннее распространение, используя значение мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, вычисляют эффективную скорость передачи, используя вычисленное значение скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение, согласно изобретению при формировании случайного трафика данных на стороне отправителя используют пакеты протокола ICMP, по случайному закону усеченного и смещенного геометрического распределения выбирают длину пакетов протокола ICMP, по случайному закону геометрического распределения выбирают интервалы времени между смежными пакетами протокола ICMP, по случайному закону распределения Бернулли заполняют поля данных пакетов протокола ICMP, отправляют обратно случайный трафик данных на стороне получателя.

Новая совокупность существенных признаков позволяет повысить точность измерения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение за счет измерения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение для тестового трафика данных, обладающего такими же статистическими свойствами, что и трафик данных пользователя, при этом увеличение средней длины тестовых пакетов уменьшает частоту их следования, что, в свою очередь, дополнительно снижает нагрузку на транзитные узлы коммутации и уменьшает вероятность того, что тестовые пакеты данных от разных отправителей и получателей поступят в СС с КП одновременно.

В заявленном устройстве задача изобретения решается тем, что в устройство измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов, содержащее первый блок отправки/приема для передачи случайного трафика данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов, приема случайного трафика данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов, блок измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение для измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение с использованием принятого случайного трафика данных, блок вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение для вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение с использованием значения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, блок оценки эффективной скорости передачи для вычисления эффективной скорости передачи с использованием вычисленного значения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение, второй блок отправки/приема для приема случайного трафика данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, отправки обратно случайного трафика данных на стороне получателя, передачи случайного трафика данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов, при этом первый блок отправки/приема соединен со вторым блоком отправки/приема через сеть связи с коммутацией пакетов, выход первого блока отправки/приема соединен с входом блока измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение, выход блока измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение соединен с входом блока вычисления скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение, выход блока вычисления скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение соединен с входом блока оценки эффективной скорости передачи, согласно изобретению дополнительно включен блок генератора случайного трафика данных для формирования случайной последовательности пакетов протокола ICMP на стороне отправителя с использованием эффективной скорости передачи и среднего размера пакетов случайного трафика данных, при этом выход блока генератора случайного трафика данных соединен с входом первого блока отправки/приема, вход блока генератора случайного трафика данных соединен с выходом блока оценки эффективной скорости передачи.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет дополнительно введенного блока генератора случайного трафика данных, позволяющего сформировать тестовый трафик данных, обладающий такими же статистическими свойствами, что и трафик данных пользователя реализовано повышение точности измерения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленных способа и устройства измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов, отсутствуют. Следовательно, каждое из изобретений соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленные объекты изобретения поясняются чертежами, на которых:

на фиг. 1 - блок-схема способа измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов согласно изобретению;

на фиг. 2 - результаты измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение и скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение;

на фиг. 3 - структурная схема устройства измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов согласно изобретению;

на фиг. 4 - структура кадра Ethernet и заголовка пакета IPv4;

на фиг. 5 - структура основного и измерительного заголовков пакета ICMP.

Реализация заявленного способа заключается в следующем (фиг. 1).

101 - задают эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных.

102 - формируют случайный трафик данных на стороне отправителя, учитывая эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных, при формировании случайного трафика данных на стороне отправителя используют пакеты протокола ICMP, с помощью обратной функции усеченного и смещенного геометрического распределения

где min L - минимальная длина пакетов случайного трафика данных, байт;

max L - максимальная длина пакетов случайного трафика данных, байт;

R₁ - случайное число, равномерно распределенное на интервале [0, 1];

p₁ - параметр усеченного и смещенного геометрического распределения,

выбирают длину пакетов протокола ICMP, с помощью обратной функции геометрического распределения

где R₂ - случайное число, равномерно распределенное на интервале [0, 1];

p₂ - параметр геометрического распределения,

выбирают интервалы времени между смежными пакетами протокола ICMP, с помощью обратной функции распределения Бернулли

где R₃ - случайное число, равномерно распределенное на интервале [0, 1];

p₃ - параметр распределения Бернулли,

заполняют поля данных пакетов протокола ICMP.

103 - передают случайный трафик данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов.

104 - принимают случайный трафик данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов.

105 - отправляют обратно случайный трафик данных на стороне получателя.

106 - передают случайный трафик данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов.

107 - принимают случайный трафик данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов.

108 - измеряют мгновенное время задержки на двухстороннее распространение, используя принятый случайный трафик данных.

109 - вычисляют скользящее среднее времени задержки на двухстороннее распространение, используя значение мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение по формуле

где RTT_new - мгновенное время задержки на двухстороннее распространение, мс;

RTT(n) - скользящее среднее времени задержки на двухстороннее распространение вычисленное для n-го принятого пакета протокола ICMP, мс;

RTT(n-1) - скользящее среднее времени задержки на двухстороннее распространение вычисленное для (n-1)-го принятого пакета протокола ICMP, мс;

j - вес, адаптирующий эффективную скорость передачи к новому состоянию СС с КП, когда значение j велико, адаптация эффективной скорости передачи к новому состоянию СС с КП осуществляется быстро, когда значение j мало - медленно, как правило, данный параметр лежит в интервале [0,1…0,2].

110 - вычисляют эффективную скорость передачи, используя вычисленное значение скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение по формуле

где m[L] - средний размер пакетов случайного трафика данных, байт;

p(n) - частота потери пакетов протокола ICMP вычисленная для n-го принятого пакета протокола ICMP.

Заявленный способ измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов обеспечивает повышение точности измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных пользователя с переменной скоростью передачи битов.

Правомерность данного вывода проверялась с помощью эксперимента, в котором отправитель и получатель были соединены с помощью сети Internet. Данные пользователя передавались со скоростью 128 кбит/с, под тестовый трафик данных было отведено 5% пропускной способности. Минимальная длина пакетов пользователя составляла 1000 байт, максимальная длина пакетов пользователя - 1500 байт, средняя длина пакетов пользователя - 1200 байт.

В первой части эксперимента измерение времени задержки на двустороннее распространение проводилось с помощью способа, выбранного в качестве прототипа. Средний размер пакетов случайного трафика данных составлял 90 байт, включая заголовки протоколов IP и UDP. Средний интервал времени между смежными пакетами случайного трафика данных был равен 225 мс [Чердынцев Е.С. Мультимедийные сети: учебное пособие / Е.С. Чердынцев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 103 с.]. Результаты измерения для первых десяти пакетов случайного трафика данных представлены в таблице 1.

Во второй части эксперимента измерение времени задержки на двустороннее распространение проводилось с помощью заявленного способа измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов. Средний размер пакетов случайного трафика данных составлял 1200 байт, включая заголовки протоколов IP и ICMP. Средний интервал времени между смежными пакетами случайного трафика данных был равен 3000 мс, параметр усеченного и смещенного геометрического распределения - p₁=0,002446, параметр геометрического распределения p₂=0,333333, параметр распределения Бернулли - p₃=0,5. Результаты измерения для первых десяти пакетов случайного трафика данных представлены в таблице 2.

На фиг. 2, а представлены графики измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение, а на фиг. 2, б - графики измерения скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение.

Анализ результатов эксперимента (фиг. 2) показывает, что за счет измерения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение случайного трафика данных в форме пакетов протокола ICMP со случайной длиной пакетов протокола ICMP, со случайным интервалом времени между смежными пакетами протокола ICMP и случайным заполнением поля данных пакетов протокола ICMP обеспечивается более точное измерение времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных пользователя, что указывает на возможность достижения заявленного технического результата.

Устройство измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов (фиг. 3) состоит из блока 301 генератора случайного трафика данных, блока 302 оценки эффективной скорости передачи, блока 303 вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение, блока 304 измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, первого блока 305 отправки/приема, второго блока 306 отправки/приема.

При этом выход блока 301 генератора случайного трафика данных соединен с первым блоком 305 отправки/приема для реализации процедуры инкапсуляции ICMP пакетов в IP пакеты и их последующей передачи через сеть связи с коммутацией пакетов, первый блок 305 отправки/приема соединен со вторым блоком 306 отправки/приема через сеть связи с коммутацией пакетов для передачи и приема случайного трафика данных, выход первого блока 305 отправки/приема соединен с входом блока 304 измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение, выход блока 304 измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение соединен с входом блока 303 вычисления скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение, выход блока 303 вычисления скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение соединен с входом блока 302 оценки эффективной скорости передачи, выход блока 302 оценки эффективной скорости передачи соединен с входом блока 301 генератора случайного трафика данных.

Блок 301 генератора случайного трафика данных предназначен для формирования случайной последовательности пакетов протокола ICMP на стороне отправителя с использованием эффективной скорости передачи и среднего размера пакетов случайного трафика данных (см. выражения 1-3, которые объяснены выше) (102).

Первый блок 305 отправки/приема предназначен для передачи случайного трафика данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов (103), приема случайного трафика данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов (107). Первый блок 305 отправки/приема содержит в своем стеке протоколов интернет-протокол IP и протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP.

Второй блок 306 отправки/приема предназначен для приема случайного трафика данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов (104), отправки обратно случайного трафика данных на стороне получателя (105), передачи трафика данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов (106). Второй блок 306 отправки/приема содержит в своем стеке протоколов интернет-протокол IP и протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP.

Блок 304 измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение предназначен для измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение с использованием принятого случайного трафика данных (108).

Блок 303 вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение предназначен для вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение с использованием значения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение (см. выражение 4, которое объяснено выше) (109).

Блок 302 оценки эффективной скорости передачи предназначен для вычисления эффективной скорости передачи с использованием вычисленного значения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение (см. выражение 5, которое объяснено выше) (110).

Блок 301 генератора случайного трафика данных, блок 302 оценки эффективной скорости передачи, блок 303 вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение, блок 304 измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение и первый блок 305 отправки/приема могут быть реализованы по известной схеме, например, как показано в ["iEthernet Bootcamp", CIRCUIT CELLAR, Issue 2007]. При этом программная часть блока 301 генератора случайного трафика данных может быть исполнена на основе программы для ЭВМ [Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010610815, 2010 г.].

Второй блок 306 отправки/приема может быть реализован в виде любого сетевого устройства, которое содержит в своем стеке протоколов интернет-протокол IP и протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP, например, как показано в [Амато, Вито Основы организации сетей Cisco, том 1.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2002. - 203 с.].

Устройство работает следующим образом.

Задают такие параметры, как эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных. Блок 301 генератора случайного трафика данных формирует случайную последовательность пакетов протокола ICMP на стороне отправителя, учитывая эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных. Используя первый блок 305 отправки/приема передают случайный трафик данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов во второй блок 306 отправки/приема, который принимает случайный трафик данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, отправляет обратно случайный трафик данных на стороне получателя, передает случайный трафик данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов. Первый блок 305 отправки/приема принимает случайный трафик данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов. После чего случайный трафик данных поступает в блок 304 измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение для измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение. Мгновенное время задержки на двухстороннее распространение используется в блоке 303 вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение для вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение. В блоке 302 оценки эффективной скорости передачи выполняется вычисление эффективной скорости передачи с использованием вычисленного значения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение. С выхода блока 302 оценки эффективной скорости передачи новое значение эффективной скорости передачи поступает на вход блок 301 генератора случайного трафика данных.

Из приведенных результатов эксперимента (фиг. 2) следует, что благодаря новой совокупности существенных признаков за счет дополнительного конструктивного элемента, введенного в заявленное устройство, реализовано повышение точности измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных пользователя с переменной скоростью передачи битов, что указывает на возможность достижения заявленного технического результата.

Изобретения относятся к области телекоммуникационных сетей связи, в частности к сетям связи с коммутацией пакетов. Способ и устройство измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышение точности измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов. В изобретении при формировании случайного трафика данных на стороне отправителя используют пакеты протокола ICMP, по случайному закону усеченного и смещенного геометрического распределения выбирают длину пакетов протокола ICMP, по случайному закону геометрического распределения выбирают интервалы времени между смежными пакетами протокола ICMP, по случайному закону распределения Бернулли заполняют поля данных пакетов протокола ICMP, отправляют обратно случайный трафик данных на стороне получателя. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов, заключающийся в том, что задают эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных, формируют случайный трафик данных на стороне отправителя, учитывая эффективную скорость передачи и средний размер пакетов случайного трафика данных, передают случайный трафик данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов, принимают случайный трафик данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, передают случайный трафик данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов, принимают случайный трафик данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов, измеряют мгновенное время задержки на двухстороннее распространение, используя принятый случайный трафик данных, вычисляют скользящее среднее времени задержки на двухстороннее распространение, используя значение мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, вычисляют эффективную скорость передачи, используя вычисленное значение скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение, отличающийся тем, что при формировании случайного трафика данных на стороне отправителя используют пакеты протокола ICMP, по случайному закону усеченного и смещенного геометрического распределения выбирают длину пакетов протокола ICMP, по случайному закону геометрического распределения выбирают интервалы времени между смежными пакетами протокола ICMP, по случайному закону распределения Бернулли заполняют поля данных пакетов протокола ICMP, отправляют обратно случайный трафик данных на стороне получателя.

2. Устройство измерения времени задержки на двустороннее распространение для трафика данных с переменной скоростью передачи битов, содержащее первый блок отправки/приема для передачи случайного трафика данных на стороне отправителя через сеть связи с коммутацией пакетов, приема случайного трафика данных на стороне отправителя из сети связи с коммутацией пакетов, блок измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение для измерения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение с использованием принятого случайного трафика данных, блок вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение для вычисления скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение с использованием значения мгновенного времени задержки на двухстороннее распространение, блок оценки эффективной скорости передачи для вычисления эффективной скорости передачи с использованием вычисленного значения скользящего среднего времени задержки на двухстороннее распространение, второй блок отправки/приема для приема случайного трафика данных на стороне получателя из сети связи с коммутацией пакетов, отправки обратно случайного трафика данных на стороне получателя, передачи случайного трафика данных на стороне получателя через сеть связи с коммутацией пакетов, при этом первый блок отправки/приема соединен со вторым блоком отправки/приема через сеть связи с коммутацией пакетов, выход первого блока отправки/приема соединен с входом блока измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение, выход блока измерения мгновенного времени задержки на двустороннее распространение соединен с входом блока вычисления скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение, выход блока вычисления скользящего среднего времени задержки на двустороннее распространение соединен с входом блока оценки эффективной скорости передачи, отличающееся тем, что дополнительно включен блок генератора случайного трафика данных для формирования случайной последовательности пакетов протокола ICMP на стороне отправителя с использованием эффективной скорости передачи и среднего размера пакетов случайного трафика данных, при этом выход блока генератора случайного трафика данных соединен с входом первого блока отправки/приема, вход блока генератора случайного трафика данных соединен с выходом блока оценки эффективной скорости передачи.