[发明专利]支持互联网高带宽实时视频应用的网络应用性能测量方法

说明书

技术领域

支持互联网高带宽实时视频应用的网络应用性能测量方法，属于IPv4/IPv6网络故障诊断及性能测试方法技术领域。

背景技术

近年来，随着下一代互联网技术的发展，全球已初步形成了基于IPv4/IPv6协议的互联互通的网络基础设施平台，革命性的应用方兴未艾。其中，高带宽和强实时性的视频传输应用，是其中的重要组成部分。与现有普通的h.323协议的视频应用(每路视频流所占带宽＜1Mbps)相比，这类视频应用要求每路视频流传输时所占带宽大于20Mbps。多年的实践表明：现有的互联网对这类高性能视频应用的支持显得力不从心。如果不做前期的有效测量和大量的应用测试，并采取端到端服务质量保证措施，大部分的此类应用是不能成功的。

到目前为止，还没有专用于支持这类互联网上高带宽实时视频应用进行故障诊断及性能调试的测量方法及工具。现有的网络测量方法及工具中，如Iperf，可以部分解决面向高性能应用时网络性能的测量问题。但是，使用该方法及工具，存在以下问题：1)可配置参数很多，使用复杂；2)测量“探针”数据流特征与某个特定应用数据流格式无关，测量结果不具有针对性；3)不能与真实应用系统实现互通的测量等。本发明试图在找出支持高性能实时视频应用测量方法的关键参数的基础上，全面解决以上问题。本发明的基本特征包括：1)能够模拟产生与真实视频流数据传输特征相同的随机数据流作为测量“探针”；2)为视频应用用户、应用系统工程师和网络工程师建立统一的对网络性能参数的描述语言；3)为用户及网络工程师建立全时自动自主测量环境等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支持互联网上每路视频流在20Mbps以上的高带宽实时视频应用的网络故障诊断及性能测试方法。其解决问题的思路为：

(1)模拟真实视频流量数据

网络实时高性能视频应用的成功与否，极大地依赖于端对端之间网络带宽的保证。所以，准确测量网络传输性能，如丢包、延时等影响网络带宽参数十分重要。同时，由于网络性能因其上加载不同数据流传输时而有所不同，所以，加载模拟真实应用数据流到网络上，对其性能的测量将更加准确。基于以上思路，本发明的方法中可配置的客户端探针的设计是具有与真实实时视频流数据传输特征完全相同的随机数据及真实应用视频流数据。使用这样的“探针”测量的结果，特别针对高性能视频应用，得到测量结果非常准确。同时仅只针对高性能视频应用的测量，初始化参数具有针对性，使用起来简单方便。

(2)统一视频应用用户、系统工程师和网络工程师对网络性能参数的描述语言

互联网络高性能视频应用的实施，是应用层协议、网络层协议及“人际协议”等多层协议共同工作的过程，任意一个环节出现问题，都将导致应用的失败。由于技术专业的差异，最终应用用户、应用系统工程师和网络管理员通常采用各自熟悉的不同的测量工具，获得不同的测量报告。由于不同的测量报告采用不同的技术语言，给相互之间的沟通和理解带来困难，导致不能快速解决问题。所以，首先需要设计一套同时面向用户及系统网络管理人员的网络性能测量的方法及系统，为应用用户、系统工程师和网络管理员之间建立“共同语言”，获得能共同理解的测量结果。基于以上思路，针对客户端不同类型的“探针”，服务器端统计计算模拟数据流的丢包、延时等特性，并对模拟图像及真实视频流文件或实时视频数据流进行播放或回送，使用户和网络管理员都可以在不真正架设视频设备时，既能获得测量结果的数据报告，又能获得测量结果的主观视觉/听觉评价。

(3)建立自主测量环境

当进行高性能视频应用的跨域合作或服务时，自然语言的差异，倒时差的连续工作以及多点陪测等非技术问题，增加了应用系统连调的困难。如果，每个用户在任意方便的时候，都能与某个“对端”(服务器)进行自动测试，很多问题和故障，就可以提前解决，减轻了正式调试时的难度。为了实现这个目标，我们采用客户端/服务器结构，基于主动测量的方法，经过认证的应用用户可以随时与端对端专用传输路径中沿途各个服务器进行面向特定应用的网络与应用性能测量，服务器将测量结果返回同一客户端，逐步找到发生带宽瓶颈的节点。同时，当网络丢包到达某一个数值时，“探针”模拟数据量将限流传输。防止利用测量“探针”大数据流量进行恶意攻击。这样，不需要人工干预，不需要合作伙伴，各节点及时解决自己节点的问题，大大节省了协调工作量，还防止了分布式拒绝服务攻击(DDOS)。

(4)选择DVTS系统作为实例