[发明专利]一种高性能IP媒体流监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于通信测试技术领域，涉及一种高性能IP媒体流监测方法，尤其涉及一种在高流量负载IP网络链路上进行实时音视频媒体流监测的实现方法；同时，本发明还涉及一种高性能IP媒体流监测系统。

背景技术

近年来，随着IP网络和应用的迅速发展以及通信市场竞争的日益加剧，全球的各大电信运营商正掀起一股股IPTV网络建设和三网融合业务发展的热潮。随着国内IPTV业务的快速发展和用户数量的不断增加，IPTV平台的出口和IP核心网的骨干链路已广泛使用万兆(10G)以太网技术。此外，由于VOD点播和时移电视等单播业务越来越受到用户的青睐，这导致10G链路上的并发视频媒体流日益增加，同时也对视频服务器和IP骨干网造成较大的压力，当平台处理能力不足和/或网络节点发生拥塞时就会造成各种IPTV用户体验质量下降(如黑屏、卡片、马赛克等)，因此运营商十分迫切地需要对10G链路进行IPTV/VOD媒体流的QoS/QoE监测，及时修复各种IPTV网络和业务故障，提升用户体验质量和满意度。

对IP媒体流监测设备而言，在10G以太网链路上承载高负荷的IPTV/VOD视频媒体流情况下，要实现对所有IP媒体流(往往达到上千路以上)的实时业务质量监测是一个非常大的挑战。目前，国外领先的IPTV测试设备厂家需要通过专用的硬件(如FPGA)实现方式才能实现对高负载10G链路的实时媒体流监测。然而这种基于硬件的10G IPTV媒体流监测设备成本相当高，不适合在国内市场进行大面积推广。因此，国内IPTV运营商迫切地需要基于软件实现的低成本10G IPTV媒体流监测设备。然而基于目前单CPU的处理性能，通过软件实现高负载IPTV媒体流监测，对于软件的算法和设计架构都提出了非常大的挑战，需要通过多CPU、多线程的架构才能实现高性能的IPTV媒体流数据处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高性能IP媒体流监测方法，可在万兆以太网接口上进行实时VoIP和IPTV媒体流业务质量(QoS)和用户体验质量(QoE)参数统计。

此外，本发明还提供一种高性能IP媒体流监测系统，可在万兆以太网接口上进行实时VoIP和IPTV媒体流业务质量(QoS)和用户体验质量(QoE)参数统计。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高性能IP媒体流监测方法，对单个高负载的以太网链路上的媒体流，按IP协议关键字段通过Hash算法将不同的媒体流分配到多个CPU进行多线程KPI统计处理，然后再将各个CPU生成的KPI数据加以合并，从而形成对整个链路所有媒体流的KPI统计结果。

作为本发明的一种优选方案，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：通过采集设备对一个以太网接口的所有IP媒体流进行原始数据捕获，并将这些原始数据发送到第一处理单元；

步骤S2：通过第一处理单元将捕获的IP媒体流进行协议解码分析和关键字段的提取；然后通过Hash算法对各个IP媒体流的关键字段进行高效的数学运算，生成Hash值；所述关键字段包括源/目的IP地址和/或源/目的MAC地址和/或TCP/UDP端口号，数学运算包括加、减、乘、除、与、或、异或操作中的一种或多种；

步骤S3：根据Hash值将各IP媒体流数据包按负载均衡的方式分配发送到多个不同的第二处理单元，在各个第二处理单元中分别运行媒体流KPI计算模块，对MPEG-TS层和/或RTP层的各项QoS/QoE指标进行统计，并生成各自接收到的媒体流KPI统计值；

步骤S4：将各个第二处理单元生成的KPI值发送到第三处理单元进行KPI数据合并运算，生成针对整个被监测以太网接口的KPI数据，并将合并后的KPI写入数据库。

作为本发明的一种优选方案，步骤S1中，所述采集设备为网卡或其它专用采集设备。

作为本发明的一种优选方案，步骤S2中，提取的关键字段包括源/目的MAC地址、源/目的IP地址、TCP/UDP端口号。

一种高性能IP媒体流监测系统，所述系统包括：

IP媒体流捕获单元，用以对一个以太网接口的所有IP媒体流进行原始数据捕获，并将这些原始数据发送到第一处理单元；

第一处理单元，用以将捕获的IP媒体流进行协议解码分析和关键字段的提取；

Hash值运算单元，用以通过Hash算法对各个IP媒体流的关键字段进行运算生成Hash值；根据Hash值确定将各IP媒体流分配发送到多个不同的第二处理单元；