DE10064538A1

DE10064538A1 - IP network quality measurement system measure two way transit time with internal delay data in packet

Info

Publication number: DE10064538A1
Application number: DE10064538A
Authority: DE
Inventors: Stephan Berger
Original assignee: TRAIAN INTERNET PRODUCTS AG
Current assignee: TRAIAN INTERNET PRODUCTS AG
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-11

Abstract

An IP network quality measurement system measures transit time by exchange and return of packets into which the receiver inserts receiver internal delay time data in the packet data field.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsmessung in IP-basierenden Netzwerken, wobei von einem Sender mindestens ein Messpaket zu einem Empfänger übermittelt wird und das Messpaket von dem Empfänger an den Sender zurückübermittelt wird und der Sender die Laufzeit des Messpaketes bestimmt.The present invention relates to a method for quality measurement in IP-based Networks, with at least one measurement package from a transmitter to a receiver is transmitted and the measurement package is transmitted back from the receiver to the transmitter and the transmitter determines the runtime of the measurement package.

Eine übliche Methode zur Laufzeitmessung in IP-basierenden Netzwerken ist die Messung der Laufzeit eines Messpaketes vom Sender zum Empfänger. Dabei wird ein Messpaket von einem Sender an einen Empfänger übermitttelt. Die Laufzeit des Messpaketes ist ein Maß für die Zeitverzögerung der Übertragung zwischen Sender und Empfänger und damit indirekt auch ein Maß für die Qualität der Datenübertragung zwischen beiden. Problematisch ist die notwendige Zeitsynchronisation von Sender und Empfänger, um eine genaue Qualitätsberechnung durchführen zu können.A common method for measuring runtime in IP-based networks is Measurement of the runtime of a measurement package from the sender to the receiver. In doing so, a Measurement package transmitted from a sender to a receiver. The term of the Measurement package is a measure of the time delay of the transmission between transmitter and Receiver and thus indirectly also a measure of the quality of the data transmission between the two. The necessary time synchronization of the transmitter and is problematic Receiver in order to be able to carry out an exact quality calculation.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Empfänger Informationen in das Messpaket einfügt, die eine Bestimmung der internen Verarbeitungsdauer des Messpaketes bei dem Empfänger erlauben. Die Berücksichtigung der internen Verarbeitungszeit des Messpaketes bei dem Empfänger erlaubt es, die Übertragungsdauer zwischen Sender und Empfänger bzw. Empfänger und Sender weitestgehend ohne Einfluss der Verarbeitungsgeschwindigkeit seitens des Empfängers zu ermitteln.This problem is solved by a method according to claim 1. According to the invention, it is provided that the receiver includes information in the measurement package inserts a determination of the internal processing time of the measurement package at the Allow recipients. Taking into account the internal processing time of the Measurement package at the receiver allows the transmission time between transmitter and Receiver or receiver and transmitter largely without the influence of To determine processing speed on the part of the recipient.

In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Empfänger die Empfangszeit des Paketes bei ihm und die Sendezeit des Messpaketes an den Sender ermittelt und diese als Datum und Uhrzeit in das Messpaket einfügt. Aus der nun aus dem Messpaket entnehmbaren Sende- und Empfangszeit seitens des Empfängers kann die interne Verarbeitungsdauer des Empfängers ermittelt werden.In a further development of the method it is provided that the recipient of the Receipt of the package at him and the transmission time of the measurement package to the transmitter determined and inserts them into the measurement package as the date and time. From the now from the Measurement package removable transmission and reception time on the part of the recipient internal processing time of the recipient can be determined.

In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Empfangszeit und/oder die Sendezeit des Empfängers in den Datenbereich des Messpaketes geschrieben werden. Auf diese Weise können (. . .) die Möglichkeiten des IP-Protokolls ausgenutzt werden, ohne Änderungen am Übertragungsprotokoll vornehmen zu müssen. So ist es beispielsweise nicht nötig, ein anderes Header-Format zu verwenden. A further development of the method provides that the reception time and / or the send time of the receiver is written in the data area of the measurement package become. In this way (...) The possibilities of the IP protocol can be exploited without having to make any changes to the transmission protocol. That's the way it is for example, it is not necessary to use a different header format.

In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Sender die Zeitdifferenz zwischen Sendung und Empfang des Messpaketes durch den Sender abzüglich der Zeitdifferenz zwischen Sendung und Empfang des Messpaketes durch den Empfänger als Round-Trip-Zeit des Messpaketes ermittelt. Diese Art der Berechnung der Round-Trip-Zeit bringt eine deutliche Erhöhung der Genauigkeit mit sich, da auch bei einer nicht zwischen Sender und Empfänger synchronisierten Zeit eine Laufzeitmessung unter Berücksichtigung der Verarbeitungszeit durch den Empfänger möglich ist.In a further development of the method, it is provided that the transmitter Time difference between transmission and reception of the measurement package by the transmitter minus the time difference between sending and receiving the measurement package by the Receiver determined as round-trip time of the measurement package. This way of calculating the Round-trip time brings with it a significant increase in accuracy, as well a time of flight measurement that is not synchronized between transmitter and receiver taking into account the processing time by the recipient.

In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass mehrere Messpakete übermittelt werden und die Round-Trip-Zeit als Mittelwert über die Messpakete bestimmt wird. Schwankungen der Laufzeit bzw. der Verzögerung einzelner Pakete, meist als Jitter bezeichnet, können auf diese Weise ermittelt bzw. ausgeglichen werden.A further development of the method provides for several measurement packages are transmitted and the round-trip time is determined as an average over the measurement packages becomes. Fluctuations in the runtime or delay of individual packets, mostly as jitter can be determined or compensated in this way.

In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Messpakete unterschiedliche Paketlängen aufweisen. Diese Vorgehensweise erlaubt eine an die praktischen Verhältnisse bei der Datenübertragung angepasste Messung.A further development of the method provides that the measurement packages have different packet lengths. This procedure allows one to the Measurement adapted to practical conditions in data transmission.

In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zunächst eine Round- Trip-Messung durch den Sender stattfindet, danach eine Round-Trip-Messung durch den Empfänger stattfindet und der Empfänger die von ihm gemessenen Daten an den Sender übermittelt. Diese Vorgehensweise erlaubt eine von beiden beteiligten Stationen ausgehende Messung durchzuführen. Damit können unterschiedliche Routen der Messpakete, die unterschiedliche Laufzeiten mit sich bringen können, berücksichtigt werden.A further development of the method provides that a round Trip measurement by the transmitter takes place, then a round trip measurement by the Receiver takes place and the receiver sends the data measured by it to the transmitter transmitted. This procedure allows one of the two stations involved outgoing measurement. This allows different routes of the Measurement packages that can have different runtimes are taken into account become.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung von Messungen der Laufzeit von Paketen und daraus abgeleitet zur Bandbreite von IP-basierenden Netzwerken dargestellt. Die Messung erfolgt zwischen zwei Netzteilnehmern, von denen einer hier als Sender, der andere als Empfänger bezeichnet wird. Weitere Netzteilnehmer sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der Sender generiert zur Messung ein Messpaket, welches an den Empfänger übermittelt wird. Dieser nimmt das Messpaket entgegen und sendet es wieder an den Sender zurück. Das von dem Sender generierte Messpaket enthält die IP-Zieladresse des Empfängers, die Portinformation zur Festlegung des Services, für den eine Messung durchgeführt wird und eine Sendezeitinformation aus seiner lokalen Zeit. Die Sendezeitinformation wird in den Anwendungsdatenbereich des Messpaketes geschrieben. Nachdem dieses Paket den Empfänger erreicht hat, protokolliert dieser mit seiner lokalen Zeitinformation den Empfang des Messpaketes und fügt diese Information zusätzlich in den Anwendungsdatenbereich ein. Nach der Verarbeitung des Paketes von dem Empfänger und vor der Rücksendung an den Sender schreibt der Empfänger eine weitere Sendezeitinformation in den Anwendungsdatenbereich. Der Anwendungsdatenbereich enthält zu diesem Zeitpunkt somit das Sendedatum des Senders, das Empfangsdatum des Empfängers sowie das Rücksendedatum des Empfängers sowie den dazugehörigen Uhrzeiten. Wenn dieses Paket nun an den Sender zurückübersandt wurde, so protokolliert dieser die Zeit des Empfanges des ursprünglich von ihm ausgesandten Messpaketes. Mit den für die Übermittlung des Messpaketes nun vorliegenden Daten kann die Round-Trip-Zeitdauer des Paketes für den zu messenden Service bestimmt werden, indem die Differenz zwischen Sende- und Empfangsdatum sowie dazugehörigen Uhrzeiten des Senders gebildet wird und von dieser Differenz die Zeitdifferenz zwischen Sende- und Empfangsdatum sowie dazugehöriger Uhrzeiten des Empfängers, dies entspricht der internen Verarbeitungszeit für das entgegengenommene Paket bei dem Empfänger, abgezogen wird.An exemplary embodiment for carrying out measurements of the Packet runtime and derived from it for the bandwidth of IP-based Networks. The measurement takes place between two network participants, one of which one here as the sender, the other as the receiver. More network participants are not shown for the sake of simplicity. The transmitter generates a for measurement Measurement package, which is sent to the recipient. This takes the measurement package counter and sends it back to the transmitter. The one generated by the transmitter Measurement package contains the IP destination address of the recipient and the port information Definition of the service for which a measurement is carried out and a Broadcast time information from its local time. The broadcast time information is in the Application data area of the measurement package written. After this package the Has reached the recipient, this logs the local time information Receive the measurement package and add this information to the Application data area. After processing the package by the recipient and before returning to the sender, the recipient writes another one Broadcast time information in the application data area. The application data area at this point in time therefore contains the date of transmission of the transmitter, the date of receipt of The recipient and the recipient's return date and associated details Times. If this package has now been sent back to the sender, so the latter records the time of receipt of the one originally sent by it Measurement package. With the data now available for the transmission of the measurement package can determine the round trip duration of the package for the service to be measured by the difference between the send and receive dates and their associated dates Times of the transmitter is formed and from this difference the time difference between Sending and receiving date and associated times of the recipient, this corresponds to the internal processing time for the received package at the Recipient being deducted.

Um auch das Netzwerkverhalten und die Qualität der Verbindung bei unterschiedlichen Paketgrößen ermitteln zu können, kann der Sender mehrere Messpakete für den gleichen Service generieren, wobei die Messpakete unterschiedliche Paketgrößen haben. Die Paketgrößen können beispielsweise ein kleines, ein mittleres sowie ein großes Messpaket sein. Die Round-Trip-Zeitdauer kann sodann als Mittelwert über die einzelnen Laufzeiten errechnet werden.To also the network behavior and the quality of the connection with different To be able to determine packet sizes, the transmitter can use several measurement packets for the same Generate service, whereby the measurement packages have different package sizes. The Package sizes can include, for example, a small, a medium and a large measurement package his. The round-trip duration can then be an average of the individual terms can be calculated.

Eine Weiterentwicklung des Verfahrens besteht darin, eine Messung jeweils ausgehend von beiden Datenstationen vorzunehmen. Dabei initiiert zunächst der Sender eine Round- Trip-Messung, danach initiiert der bisherige Empfänger eine eigenständige Round-Trip- Messung und übermittelt die Messdaten an den Sender.A further development of the method consists in starting a measurement in each case from both data stations. Initially, the transmitter initiates a round Trip measurement, then the previous recipient initiates an independent round trip Measurement and transmits the measurement data to the transmitter.

Claims

1. Method for quality measurement by means of transit time measurement in IP-based networks, at least one measurement package being transmitted from a transmitter to a receiver and the measurement package being transmitted back from the receiver to the transmitter and the transmitter determining the transit time of the measurement package, characterized in that the Recipient inserts information into the measurement package that allows the recipient to determine the internal processing time of the measurement package.

2. The method according to claim 1, characterized in that the recipient receives the measurement packet from him and the send time of the measurement package to the transmitter and this as the date and time in inserts the measurement package.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the reception time and / or the transmission time of the recipient in the data area of the measurement package are written.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the transmitter the time difference between transmission and reception of the Measurement package by the transmitter minus the time difference between the shipment and reception of the measurement package by the receiver as a round trip time of Measurement package determined.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that multiple measurement packages are transmitted and the round-trip time as Average value over which measurement packages are determined.

6. The method according to claim 5, characterized in that the measurement packages have different package lengths.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that First a round trip measurement takes place by the transmitter, then one Round-trip measurement takes place by the receiver and the receiver takes the transmitted from the measured data to the transmitter.