[发明专利]支持互联网高带宽实时视频应用的可扩展测量方法

说明书

技术领域

支持互联网高带宽视频应用的可扩展测量方法属于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。高带宽和强实时性的视频传输应用(UDP：20Mbps-1200Mbps)和高速文件传输(TCP：500Mbps-5000Mbps)等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＜3Mbps)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，其端到端性能的保证必须依赖对网络资源进行优化配置，包括路由调整功能等。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。如果不使用有效的网络性能测量工具，进行前期的有效测量和大量的应用测试，找到制约高带宽、高服务质量的传输瓶颈，并根据测量测试结果采取端到端服务质量保证措施优化网络带宽资源，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，存在可配置参数很多，使用复杂；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；不能与真实应用系统实现互通的测量等问题。

同时，端到端网络性能的保证必须以逐跳网络性能保证为前提，所以必须在应用用户对之间端到端传输路径的关键点上部署测量服务器，使用户能够与各服务器进行逐跳性能测量，分段发现并解决故障。大规模测量服务器的部署与管理是解决此类问题的前提与基础。

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)模拟产生与真实视频流数据传输特征相同的随机数据流和应用视频流作为测量“探针”，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，采用专门面向互联网高带宽实时视频应用的网络应用性能测量方法；2)分布式、大规模新增测量服务器的注册、发现及管理，为用户及网络工程师建立大规模分布式全时自动自主测量环境等。

发明内容

本发明的目的是提供支持互联网络高带宽(每路视频流在20Mbps以上)实时视频应用的分布式、可扩展的网络及应用性能测量方法。其解决问题的思路是：

(1)模拟真实视频流量数据

网络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问题的描述语言

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。由于专业的差异，最终应用用户、应用系统工程师和网络管理员采用各自熟悉的测量工具，获得不同的测量报告。由于采用不同的技术语言，带来沟通和理解的困难，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