网络评估方法、装置及存储介质与流程

allin2026-08-17  25


本技术涉及网络,尤其涉及一种网络评估方法、装置及存储介质。


背景技术:

1、在互联网中,为了使用户所需要的网络服务得到保障,服务提供商或网络运营商会与用户事先达成服务等级协议(service level agreement,sla)。sla是服务提供商或网络运营商与用户之间关于服务品质、服务优先权和服务赔偿等方面达成的协议。为了遵循这个协议,服务提供商或网络运营商需要对网络进行监测,以及时了解当前网络及应用服务的运行状况并给出网络服务质量的评估。

2、目前,服务提供商或网络运营商通常会根据网络中数据传输时的端对端时延,来进行网络服务质量的评估。相应过程可以是:通过收集当前网络的实际网络信息并上传至数字孪生平台,在数字孪生平台中采用离散事件仿真(discrete event simulation,des)技术,来模拟当前网络的网络运行状况,从而基于仿真产生的端对端时延样本来对网络服务质量进行评估。

3、然而,由于在实际网络中端对端时延通常是呈长期稳态分布,且端对端时延本身为小概率事件,因而,在此基础上结合离散事件仿真技术进行仿真的计算效率较低,网络评估效果较差。


技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种网络评估方法、装置及存储介质,用于提升网络评估的效率以及准确度。

2、为达到上述目的,本技术实施例提供如下技术方案:

3、第一方面,提供了一种网络评估方法,包括:

4、根据目标网络的数据处理情况,将该目标网络的网络进程划分为多个再生周期;该再生周期表示该目标网络中的数据处理端口从处理完第一缓存数据的时刻至处理完第二缓存数据的时刻;

5、采用重要性采样的方式,对该多个再生周期进行迭代仿真,得到再生周期样本;其中,在任一次仿真的过程中,根据该任一次仿真得到的再生周期样本,对该重要性采样的分布参数进行优化,根据优化后的该分布参数,对该多个再生周期进行下一次仿真;

6、根据迭代仿真得到的再生周期样本,确定该目标网络的服务质量指标,该服务质量指标用于评估该目标网络的网络服务质量。

7、在上述技术方案中,通过将目标网络的网络进程划分为多个再生周期,采用重要性采样的方式,对该多个再生周期进行迭代仿真,且,在迭代仿真的过程中,结合每一次仿真得到的再生周期样本,来对重要性采样的分布参数进行优化,如此,实现了在再生周期的维度上进行上述参数优化的过程。由于再生周期作为有限时间区间,能够获得更易于求解的分布参数,进而能够有效提升仿真效率,从而提高网络评估的效率。同时,通过参数优化能够获得采样效果更优的分布参数,进而提高仿真的准确度,从而提高网络评估的准确度。

8、在一种可能的实现方式中,该目标网络的数据处理情况包括该目标网络的多个缓存队列在不同时刻的数据处理进度;

9、根据目标网络的数据处理情况,将该目标网络的网络进程划分为多个再生周期之前,该方法还包括:

10、获取该目标网络的网络基础信息与网络流量信息;该网络基础信息包括网络拓扑信息和网络配置信息;该网络流量信息包括流量时序数据;

11、根据该网络流量信息,确定该目标网络的流量参考信息;该流量参考信息包括包间隔信息与包长信息;

12、根据该网络基础信息与该流量参考信息,构建该目标网络的排队网络模型;该排队网络模型用于表征该目标网络的多个缓存队列在不同时刻的数据处理进度;

13、根据目标网络的数据处理情况,将该目标网络的网络进程划分为多个再生周期,包括:

14、根据该目标网络的排队网络模型,将该目标网络的网络进程划分为多个再生周期。

15、该种可能的实现方式,提供了根据目标网络的数据处理情况,来划分目标网络的网络进程的具体内容。通过确定该目标网络的流量参考信息,进而根据该网络基础信息与该流量参考信息,构建该目标网络的排队网络模型。由于该排队网络模型用于表征该目标网络的多个缓存队列在不同时刻的数据处理进度,因而,根据该目标网络的排队网络模型,能够快速高效地将该目标网络的网络进程划分为多个再生周期,以便后续利用所划分的多个再生周期来进行网络评估。这样,不仅确保了确定再生周期的效率,确保了网络评估的效率,还确保了确定再生周期的准确度,也就确保了网络评估的准确度。

16、在一种可能的实现方式中,采用重要性采样的方式,对该多个再生周期进行迭代仿真,得到再生周期样本,包括:

17、以该目标网络的原始分布参数作为该重要性采样的初始分布参数,对该多个再生周期进行第一次仿真,得到该第一次仿真的再生周期样本;该原始分布参数用于表征该目标网络的时延分布特征;

18、根据该第一次仿真的再生周期样本,对该重要性采样的分布参数进行优化,根据优化后的该分布参数,对该多个再生周期进行迭代仿真;

19、在迭代仿真的过程中,响应于检测到数据包的端对端时延事件,根据该原始分布参数,继续对该多个再生周期进行迭代仿真;该端对端时延事件为该数据包的端对端时延达到预设阈值的事件。

20、该种可能的实现方式,提供了迭代仿真过程中应用分布参数的具体内容。其中,在迭代仿真的初始时刻,采用目标网络的原始分布参数来进行仿真;在初始时刻之后的迭代仿真中,利用重要性采样的分布参数来进行仿真,能够使数据处理端口变得拥挤,此时,端对端时延这一极端小概率事件能够变得容易发生;当检测到端对端时延事件发生时,仍采用目标网络的原始分布参数来进行仿真,此时,由于目标网络的原系统是稳定的,数据处理端口的缓存队列内的数据包会慢慢减少,直至数据处理端口处理完缓存队列内的所有数据包。这样,能够有效避免数据处理端口的缓存队列中数据包未清空而导致的再生周期无穷大的情况。

21、在一种可能的实现方式中,在任一次仿真的过程中,根据该任一次仿真得到的再生周期样本,对该重要性采样的分布参数进行优化,包括:

22、针对本次仿真过程,根据本次仿真采用的分布参数以及本次仿真得到的再生周期样本,确定本次仿真的交叉熵,该交叉熵表示本次仿真采用的分布参数与理论最优分布参数之间的统计距离;

23、以最小化该交叉熵作为优化目标,对该重要性采样的分布参数进行优化。

24、该种可能的实现方式,提供了采用交叉熵来进行参数优化的方式。通过最小化交叉熵,也即是最小化分布参数与理论最优分布参数之间的统计距离,能够实现对重要性采样的分布参数的优化,能够确定出接近理论最优分布参数的分布参数,也即是确定出了采样效果更优的分布参数,能够进一步保障基于重要性采样的仿真算法的计算效率。

25、在一种可能的实现方式中,针对本次仿真过程,根据本次仿真采用的分布参数以及本次仿真得到的再生周期样本,确定本次仿真的交叉熵,包括:

26、针对本次仿真过程,根据本次仿真采用的分布参数,在本次仿真得到的再生周期样本中进行重要性采样,得到该再生周期样本中端对端时延达到预设阈值的第一数据包数量;

27、根据该第一数据包数量、第一似然比以及第二似然比,确定本次仿真的交叉熵;该第一似然比表示该目标网络的原始分布参数与本次仿真采用的分布参数之间的差异;该第二似然比表示该目标网络的原始分布参数与该理论最优分布参数之间的差异;该原始分布参数用于表征该目标网络的时延分布特征。

28、该种可能的实现方式,提供了应用重要性采样来进行参数优化的方式。通过重要性采样,能够快速确定出端对端时延达到预设阈值的第一数据包数量,进而利用该第一数据包数量、第一似然比以及第二似然比,能够快速高效地确定出本次仿真的交叉熵,提高了确定交叉熵的效率,从而提高了参数优化的效率。

29、在一种可能的实现方式中,根据该迭代仿真得到的再生周期样本,确定该目标网络的服务质量指标,包括:

30、根据迭代仿真得到的再生周期样本与目标似然比,确定该目标网络的服务质量指标;该目标似然比表示该目标网络的原始分布参数与目标分布参数之间的差异;该原始分布参数用于表征该目标网络的时延分布特征;该目标分布参数为最后一次仿真得到的分布参数。

31、该种可能的实现方式,提供了利用目标似然比来确定服务质量指标的过程。由于目标似然比表示该原始分布参数与目标分布参数之间的差异,因而,根据经重要性采样进行迭代仿真得到的再生周期样本以及目标似然比,能够快速高效地确定出目标网络的服务质量指标。

32、在一种可能的实现方式中,根据迭代仿真得到的再生周期样本与目标似然比,确定该目标网络的服务质量指标,包括:

33、根据该目标分布参数,在迭代仿真得到的再生周期样本中进行重要性采样,得到端对端时延达到预设阈值的第二数据包数量;

34、根据该第二数据包数量、该再生周期样本中多个数据包的数据总数量以及该目标似然比,确定该目标网络的服务质量指标。

35、该种可能的实现方式,提供了应用重要性采样来确定服务质量指标的方式。通过重要性采样,能够快速确定出端对端时延达到预设阈值的第二数据包数量,进而利用该第二数据包数量、数据总数量以及目标似然比,能够快速高效地确定出目标网络的服务质量指标,提高了确定服务质量指标的效率,从而提高了网络评估的效率。

36、在一种可能的实现方式中,根据迭代仿真得到的再生周期样本,确定该目标网络的服务质量指标之后,该方法还包括:

37、根据迭代仿真得到的再生周期样本与该目标似然比,确定该服务质量指标的置信区间;该置信区间用于指示该服务质量指标的评估精度;

38、若该置信区间处于预设置信区间内,则向该目标网络发送该服务质量指标,以对该目标网络进行网规网优。

39、该种可能的实现方式,提供了利用置信区间来判断网络评估是否准确的方式。其中,通过确定服务质量指标的置信区间,进而通过服务质量指标的置信区间以及预设置信区间,来判断本次网络评估的准确度是否达到了预设要求,进而在本次网络评估的准确度达到预设要求的情况下,执行后续目标网络的网规网优。

40、在一种可能的实现方式中,根据迭代仿真得到的再生周期样本与该目标似然比,确定该服务质量指标的置信区间之后,该方法还包括:

41、若该置信区间不处于该预设置信区间内,则继续对该多个再生周期进行迭代仿真,直至该迭代仿真达到预设条件。

42、该种可能的实现方式,在本次网络评估的准确度未达到预设要求的情况下,则继续执行迭代仿真的过程,以确保网络评估的准确度。

43、在一种可能的实现方式中,该预设条件为该服务质量指标的置信区间处于该预设置信区间;或,该迭代仿真的时间达到预设时长;或,该迭代仿真所采用的数据包数量达到预设数据量。

44、该种可能的实现方式,提供了多种类型的预设条件,丰富了预设条件的设置选项,提高了迭代仿真的灵活性。

45、在一种可能的实现方式中,该服务质量指标为端对端时延达到预设阈值的概率;或,该服务质量指标为该端对端时延达到该预设阈值的分位数。

46、该种可能的实现方式,提供了服务质量指标的两种形式,丰富了网络评估的指标形式,提高了网络评估的灵活性。

47、在一种可能的实现方式中,在该目标网络为车载通讯网络的情况下,该服务质量指标为该车载通讯网络中任一类数据包的端对端时延达到该预设阈值的概率或分位数;

48、在该目标网络为工业互联网的情况下,该服务质量指标为该工业互联网中主流数据包的端对端时延达到该预设阈值的概率或分位数。

49、该种可能的实现方式,提供了在不同网络的场景下服务质量指标的两种形式,使得所设置的服务质量指标能够更加贴合当前的实际网络场景。

50、第二方面,提供了一种网络评估装置,包括:用于执行第一方面提供的任意一种方法的功能单元,各个功能单元所执行的动作通过硬件实现或通过硬件执行相应的软件实现。

51、该装置可以包括划分模块、仿真模块和确定模块;其中:

52、划分模块,用于根据目标网络的数据处理情况,将该目标网络的网络进程划分为多个再生周期;该再生周期表示该目标网络中的数据处理端口从处理完第一缓存数据的时刻至处理完第二缓存数据的时刻;

53、仿真模块,用于采用重要性采样的方式,对该多个再生周期进行迭代仿真,得到再生周期样本;其中,在任一次仿真的过程中,根据该任一次仿真得到的再生周期样本,对该重要性采样的分布参数进行优化,根据优化后的该分布参数,对该多个再生周期进行下一次仿真;

54、确定模块,用于根据迭代仿真得到的再生周期样本,确定该目标网络的服务质量指标,该服务质量指标用于评估该目标网络的网络服务质量。

55、第三方面,提供了一种通信装置,包括:处理器和存储器。处理器与存储器连接,存储器用于存储计算机执行指令,处理器执行存储器存储的计算机执行指令,从而实现第一方面提供的任意一种方法。

56、第四方面,提供了一种芯片,该芯片包括:处理器和接口电路;接口电路,用于接收代码指令并传输至处理器;处理器,用于运行代码指令以执行第一方面提供的任意一种方法。

57、第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,包括计算机执行指令,当计算机执行指令在计算机上运行时,使得计算机执行第一方面提供的任意一种方法。

58、第六方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机执行指令,当计算机执行指令在计算机上运行时,使得计算机执行第一方面提供的任意一种方法。

59、需要说明的是,第二方面至第六方面中的任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中对应实现方式所带来的技术效果,此处不再赘述。


技术特征:

1.一种网络评估方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标网络的数据处理情况包括所述目标网络的多个缓存队列在不同时刻的数据处理进度;

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述采用重要性采样的方式,对所述多个再生周期进行迭代仿真,得到再生周期样本,包括:

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述在任一次仿真的过程中,根据所述任一次仿真得到的再生周期样本,对所述重要性采样的分布参数进行优化,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述针对本次仿真过程,根据本次仿真采用的分布参数以及本次仿真得到的再生周期样本,确定本次仿真的交叉熵,包括:

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述根据迭代仿真得到的再生周期样本,确定所述目标网络的服务质量指标,包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据迭代仿真得到的再生周期样本与目标似然比,确定所述目标网络的服务质量指标,包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据迭代仿真得到的再生周期样本,确定所述目标网络的服务质量指标之后,所述方法还包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据迭代仿真得到的再生周期样本与所述目标似然比,确定所述服务质量指标的置信区间之后,所述方法还包括:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述预设条件为所述服务质量指标的置信区间处于所述预设置信区间;或,所述迭代仿真的时间达到预设时长;或,所述迭代仿真所采用的数据包数量达到预设数据量。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法,其特征在于,所述服务质量指标为端对端时延达到预设阈值的概率;或,所述服务质量指标为所述端对端时延达到所述预设阈值的分位数。

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,在所述目标网络为车载通讯网络的情况下,所述服务质量指标为所述车载通讯网络中任一类数据包的端对端时延达到所述预设阈值的概率或分位数;

13.一种网络评估装置,其特征在于,包括:

14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述目标网络的数据处理情况包括所述目标网络的多个缓存队列在不同时刻的数据处理进度;

15.根据权利要求13或14所述的装置,其特征在于,所述仿真模块,具体用于:

16.根据权利要求13-15任一项所述的装置,其特征在于,所述仿真模块,具体用于:

17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述仿真模块,具体用于:

18.根据权利要求13-17任一项所述的装置,其特征在于,所述确定模块,具体用于:

19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述确定模块,具体用于:

20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述确定模块,还用于:

21.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,所述仿真模块,还用于:

22.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述预设条件为所述服务质量指标的置信区间处于所述预设置信区间;或,所述迭代仿真的时间达到预设时长;或,所述迭代仿真所采用的数据包数量达到预设数据量。

23.根据权利要求13-22任一项所述的装置,其特征在于,所述服务质量指标为端对端时延达到预设阈值的概率;或,所述服务质量指标为所述端对端时延达到所述预设阈值的分位数。

24.根据权利要求23所述的装置,其特征在于,在所述目标网络为车载通讯网络的情况下,所述服务质量指标为所述车载通讯网络中任一类数据包的端对端时延达到所述预设阈值的概率或分位数;

25.一种通信装置,其特征在于,包括存储器和处理器;所述存储器用于存储程序代码;所述处理器用于调用所述程序代码,以执行如权利要求1-12任一项所述的方法。

26.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括程序代码,所述程序代码在计算机或处理器上运行时,使得所述计算机或所述处理器执行如权利要求1-12任一项所述的方法。


技术总结
本申请公开了一种网络评估方法、装置及存储介质,涉及网络技术领域,用于提升网络评估的效率以及准确度。该方法包括:根据目标网络的数据处理情况,将目标网络的网络进程划分为多个再生周期;再生周期表示目标网络中的数据处理端口从处理完第一缓存数据的时刻至处理完第二缓存数据的时刻;采用重要性采样的方式,对多个再生周期进行迭代仿真,得到再生周期样本;其中,在任一次仿真的过程中,根据任一次仿真得到的再生周期样本,对重要性采样的分布参数进行优化,根据优化后的分布参数,对多个再生周期进行下一次仿真;根据迭代仿真得到的再生周期样本,确定目标网络的服务质量指标,服务质量指标用于评估目标网络的网络服务质量。

技术研发人员:陈昕韫,广进,彭曦,杨庆庆,张弓
受保护的技术使用者:华为技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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