[发明专利]一种基于网卡硬件时间戳的IP码流分析方法

说明书

本发明公开了一种基于网卡硬件时间戳的IP码流分析方法。它具体包括如下步骤：(1)设置接收媒体流udp地址以及计算间隔；(2)初始化虚拟缓冲区VB，开始接收媒体流数据；(3)解析数据包PCR，根据PCR计算流媒体码率，开始DF计算过程；(4)收到数据包，获取硬件时间戳，计算VB(i,pre)和VB(i,post)，判断是否到设定的计算间隔，如果没有到则继续步骤(4)；否则计算DF。本发明的有益效果是：解决了软件码流分析仪的计时不精确的问题，可以以极低的成本对IP TS CBR码流分析以及监测DF指标，可以更精确测量媒体码流的DF，如果网络环境配置了PTP，效果更好。

技术领域

本发明涉及IP码流相关技术领域，尤其是指一种基于网卡硬件时间戳的IP码流分析方法。

背景技术

在IP网络中，数据包会被网络中的各个节点排队、路由和交换，不可避免的产生抖动，数据包会以某种变化的速率到达目的地。抖动会影响下游设备的接收质量，一般使用缓冲器来解决网络抖动。缓冲器的大小要和抖动适配，避免上溢和下溢。所以码流的DF(DelayFactor)评估和监测是非常必要的，为解码器提供缓冲器大小的合理建议。但是专业的码流分析仪非常昂贵，而基于软件的码流分析仪受IP协议栈带来的抖动的影响，计时不精确。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种计时精确的基于网卡硬件时间戳的IP码流分析方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于网卡硬件时间戳的IP码流分析方法，具体包括如下步骤：

(1)设置接收媒体流udp地址以及计算间隔；

(2)初始化虚拟缓冲区VB，开始接收媒体流数据；

(3)解析数据包PCR，根据PCR计算流媒体码率，开始DF计算过程；

(4)收到数据包，获取硬件时间戳，计算VB(i,pre)和VB(i,post)，判断是否到设定的计算间隔，如果没有到则继续步骤(4)；否则计算DF。

本发明使用新一代网卡的硬件时间戳功能，解决了软件码流分析仪的计时不精确的问题，可以以极低的成本对IP TS CBR码流分析以及监测DF指标。从项目实施效果看，可以更精确测量媒体码流的DF，如果网络环境配置了PTP，效果更好。

作为优选，具体为：虚拟缓冲区VB来接收媒体流，网卡内部有个硬件时钟，网卡在接收到数据包后直接打上硬件时间戳，在一个计算间隔内，当一个包Pi到来时，计算两个VB的值VB(i,pre)和VB(i,post)如下：

VB(i,pre)＝sum(Sj)-MR*Ti；where j＝1..i-1

VB(i,post)＝VB(i,pre)+Si

其中：Sj是第j个数据包的媒体数据负载的大小，Si是第i个数据包的媒体数据负载的大小，Ti是在当前测量间隔内第i个数据包到达时的相对时间，MR是媒体流码率，VB(i,pre)是从开始统计后第i个数据包到达时缓冲器内数据量，VB(i,post)是开始统计后第i个数据包到达后缓冲器内数据量。

作为优选，在步骤(4)中，具体为：每个数据包到达可以计算出两个值：VB(i,pre)和VB(i,post)，第1个数据包只能计算出VB(i,post)，VB的初始值VB(0)＝0，所以在一个计算间隔内，如果有K个数据包到达，能够得到2*K+1个VB值，由此可以计算出DF：

DF＝[VB(max)-VB(min)]/MR

其中：VB(max)是所有已得到的VB的最大值，VB(min)是所有已得到的VB的最小值。