通信技术
基于实测数据的移动互联网时延特性研究，
李丹
(重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065)
数事共与或用
摘要对移动互联网时延特性的准确了解和掌握在网络优化、性能评估和新应用设计方面有着重大的意义。目前时延特性的研究所用数据主要来源于主动测量和被动测量方式。通过这两种方法获得的数据规模有限,并且有数据不精确的问题。本文研究所用数据来源于重庆某运营商移动互联网网关，该网关真实记录了该运营商用户通过移动终端访问互联网的行为。通过数据处理及分析，本文从移动互联网网关的角度出发,研究了移动互联网中四种类型的时延，
关键词移动互联网网关时延
中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)11-0032-02
为了更好得向用户提供服务，运营商，应用提供商和内容提供商需要掌握基于蜂宽网络的移动互联网的性能。因为只有在此基础上，才能寻找到更好的资源规划方法，带宽分配方式、网络设计以及新应用的发展方向。
目前，只有很少的工作对蜂宽数据网的网络性能及应用特征做了研究，如网络流量的动态性，网络性能2-，应用方法等。时延，作为反映网络性能好坏的标准之一，一直是QoS的重要指标。现有的技术，为获取时延研究的相关数据，主要是采用主动测量或被动测量的方法。但是，主动测量只能获取从移动终端出发的双程时延(请求从移动终端出发到响应被移动终端收到)，该时延是请求及响应要经历的移动互联网整个网络中各个部分时延的总和因此，难以提供有关移动互联网各个部分时延值的详细情况，而且该种方式获得的数据与真实的数据相比有一定的误差，不能保证值的准确性。另外，被动测量一般只部署于个别的路由器或服务器上，只能覆盖有
表1数据集概况
数据集采集时间用户个数请求个数数据规模
DI(2010)
Apr.5Apr. 11
80.690 14,160,663 16.1GB
Gateway
t1:Incoming Request Time t4:Outgoing Response Time
D2(2011)
Apr, 4Apr, 10
274,808 112,240,849 122GB
t2: Outgoing Request Time t3:Incoming Response Time
图2每条请求及其响应在网关处被记录的时间截信息国
RNC
NodeB
自向 Mobile device
Node B Node B
日 RNC
RNC
Radio Access Network
SGSM
Wired Intemet
GGSN
SGSN
Gateway
(a)
限的地域范围，所以获得的数据规模有限。本文研究所用的数据来源于重庆某运营商移动互联网网关，该网关记录了该运营商用户通过移动终端访间互联网的行为，是用户上网的真实情况的反映，数据规模不仅较大，而且由于是实测数据，具有很高的准确性及完整性
移动互联网与传统的互联网相比，具有不同的架构，如图1(a)所示，本文研究所用数据就采集于该图中所示的GGSN网关。该移动互联网基于3G技术的蜂窝网络，整个网络可被分为以下3个部分：1)移动终端，2)无线接人网络，3)网关。为了更好地理解用户通过移动终端访问互联网的整个过程，本文将图1(a)轴象为图1(b),并在图中展
示了移动终端从发出请求到收到服务器响应的整个通信过程。 1研究方法
如前文所述，本文研究所用数据采集于移动互联网网关，所使用的数据总共包含了两个数据集。数据集D1记录了2010年4月5日到 11日一个星期的原始网关日志，数据集D2记录了相应的2011年该星期的原始网关日志，即2011年4月4日到10日。两个数据集的规模大小，用户数和请求数情况如表1所示。两个数据集中数据的格式致，是用户访问互联网相关行为的真实情况反映，每一条记录均包含了以下一些重要字段：用户电话号码、用户IP地址、URL,域名、请求到达时间、请求离开时间、响应到达时间、响应离开时间等，
原始网关日志中的每一条记录对应于一个用户的一条请求及对该请求的一条服务器响应信息。如果用户的请求包含了主对象及内嵌对象，那么服务器对主对象或内嵌对象的响应会被当做独立的
表2本文研究的四种类型的时延
T1=2ul T2=t3t2 T3=t4t3 T4=t4t1
Mobile device
Browser
DNS解析时延及IP绑定时延互联网中的效程时延
响应的数据包在网关处的处理时延 T1,T2和T3的总和
GGSN
Cellular Network
Request Response
图1基于蜂窝网络的移动互联网网络架构
Protocol translation&Data processing
(b)
Inteme Request Response
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