[发明专利]HLS直播卡顿故障诊断方法

说明书

本发明揭示了一种HLS直播卡顿故障诊断方法，在OTT终端上部署软探针，对网口上的HLS直播流数据包进行捕获和深度包解析，然后测量m3u8索引列表下载的各项QoS指标(包括m3u8响应时延和m3u8更新时间)，TS分片下载的各项QoS指标(包括TCP连接建立时延、TCP重传率、分片响应时延、分片返回码、分片下载时长、分片播放时长)，以及OTT终端的性能指标(包括CPU利用率、内存利用率)，并对这些指标进行关联分析，从而判断HLS直播卡顿问题是由于m3u8服务器、CDN服务器、IP承载网络还是OTT终端造成的。本发明提出的HLS直播卡顿故障诊断方法，可提高诊断的效率及精确度。

技术领域

本发明属于通讯技术领域，涉及一种故障诊断方法，尤其涉及一种HLS直播卡顿故障诊断方法。

背景技术

随着以PC为主导的固定互联网和以智能手机为主导的移动互联网的快速发展，基于OTT (Over The Top)技术的互联网电视、移动视频和多屏互动业务正以惊人速度发展。OTT视频主要有两种技术实现方式：传统的HTTP渐进下载技术（即边下载视频文件边播放）和近年来兴起的HTTP动态码率自适应技术。

目前，苹果公司提出的HLS (HTTP Live Streaming)是典型的、应用较为广泛的HTTP动态码率自适应技术之一,苹果公司已将HLS技术提交为IETF标准草案。在HLS系统中，媒体流分割器将编码器输出的MPEG2-TS视频流分割为一系列连续的、长度均等的小TS分片文件，并将它们存储在Web内容分发服务器。HLS客户端设备可在可用带宽的基础上，自动向Web服务器请求合适的视频质量（即不同的分辨率和码率）的分片文件，从而给用户最好的视觉体验。为了便于HLS客户端实现不同码率分片之间的快速、实时切换，HLS视频一般采用较短的分片长度（例如10秒）。HLS技术即可以支持VoD点播业务，也可以支持直播业务。由于HLS系统可向不同屏幕大小的终端提供适合分辨率的视频分片文件，并可在不同网络带宽情况下实现流畅的视频播放，因此HLS被业内认为是实现多屏互动视频的理想解决方案。

在OTT视频业务领域，HLS是实现直播业务的主流技术。作为一种数字视频业务，OTT电视业务势必会同传统的有线电视和IPTV竞争，虽然OTT电视的主要优势在于VOD点播，但也不能忽视用户对直播业务的基本需求。由于人们已经习惯了有线电视和IPTV直播业务较好的收视体验，他们自然也会对HLS直播视频质量产生类似的期望值，因此如何保证HLS直播能基本达到有线电视和IPTV直播质量水平，就成为OTT电视成功的关键要素之一了。

由于HLS直播业务需要通过各级内容提供商平台（包括转码、切片、M3U8服务器）、电信网络运营商的IP网络、以及用户家庭网络和终端才能到达最终用户，并且直播业务对实时性的要求很高（无法采用OTT点播业务的大量预缓冲策略），这都给HLS直播业务质量保障带来了许多困难和挑战，尤其体现在：如何对HLS直播卡顿问题进行快速故障诊断和责任定位，是内容运营商、网络运营商、用户家庭网络还是OTT机顶盒的问题？

相对于常见的流媒体直播协议（如RTMP、RTP/RTSP），HLS直播最大的不同在于直播客户端获取到的并不是一个连续的视频流，而是一系列MPEG2-TS格式的小切片文件（简称TS分片）和m3u8播放列表文件（简称m3u8文件）。

在HLS直播系统的服务器端将直播流切割成一系列短切片文件进行分段存储，这些文件一般按时间顺序进行编号命名。与之相对应，为了跟踪HLS直播切片文件的可用性和当前位置，在视频服务器器上还需创建含有指向这些TS分片文件指针的m3u8索引文件。对于HLS直播系统，m3u8索引文件是随着时间不断更新的，用于指明在最近的一段时间内生成的TS切片文件。