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

摘要

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互联网的双向传输性能测量技术领域，其特征在于采用模拟真实实时视频的随机数据流或真实实时视频数据流作“探针”，用户端应用系统与测量服务器相结合的基于主动模式和反射模式的网络及应用性能测量方法，客户机系统与测量服务器相结合的基于反射模式的网络及应用性能测量方法，并含有用户认证和防止DOS攻击的功能。该发明有效地实现了支持互联网上高带宽实时视频应用的网络测量方法和应用系统的互通，统一了视频应用用户，应用系统工程师和网络工程师对网络问题的描述语言，建立了全时的自动、自主测量环境，为快速找出网络传输的带宽瓶颈，进行故障诊断和解决问题提供了依据。

主权项

一种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，其特征在于，依次完成的以下步骤：步骤1：初始化用户A和用户B分别在各自测量客户端MCA、MCB上安装数字视频传输系统DVTSA、DVTSB以及测量客户机系统dvping；在用户A、用户B各自所在的子网内分别安装带有DVTS测量服务器系统Dvmcast的测量服务器MSA、MSB；在沿用户A到用户B，或者用户B到用户A的双向传输路径上的各个自治域内分别安装至少一台上述的测量服务器；该测量过程包括两种工作模式：主动模式和反射模式；主动模式：测量服务器端命令行中配置以下参数：IPv4版本或IPv6版本的协议、无循环/循环播放、指定DVTS视频文件名、单播目的地址和目标端口号/组播组地址及端口号，以便该测量服务器读取存储的DVTS视频文件，并以DVTS的视频流方式发到指定的目的地址，供经认证用户接收并显示相应的DVTS应用程序的音频和视频流；客户端命令行中配置以下参数：测量服务器地址及端口号；反射模式：测量服务器端命令行中配置以下参数：IPv4版本或IPv6版本，接收任意源组播的组地址，接收特定源组播的源地址和组地址，接收端口号以及目标端口号，以便该测量服务器把收到的实时DVTS视频流反射回发送主机；所述测量客户机系统dvping用以模拟产生与真实的DVTS视频流传输特征相同的随机数据流，以便与该测量服务器相结合，测量承载高带宽应用时的单向和双向网络性能，所述随机数据流采用了具有与DVTS的5+元组相同传输特征的数据流来作为用户端主动测量的“探针”，其中5+元组传输特征是：源IP地址、目标IP地址、源传输端口、目标传输端口、传输协议、传输报文格式，该随机数据流具有以下报文格式：IP头，包括对端的IP地址和本机地址；UDP头，包括指定的对端端口和本机指定或随机选择的端口；RTP头，包括时间截，用于计算丢包、延时和传输速率；DV-DIF块，其中的数据随机产生，块的数量取决于议定的传输速率；客户端命令行中配置以下参数：测量服务器地址及端口号；沿用户A到B或沿用户B到A数据传输路径上的M个自治域内分别部署了一台测量服务器MSj，j＝1、2、3......M；考虑A、B所在子网内的测量服务器，沿A至B方向，分别是：MSA，MS1，......MSM-1，MSM，MSB；步骤2：用户A按以下步骤向用户B所在子网内的测量服务器MSB进行从用户A到用户B的网络双向传输性能测量； 步骤2.1.用户A通过测量主机MCA向测量服务器MSB的通用网关接口CGI发送请求进行各种网络性能测量的命令，CGI收到后，启动身份认证模块，对用户身份进行认证；步骤2.2用户A身份认证通过后，通过登录测量服务器MSB的网页选择该测量服务器与DVTS结合的主动测量模式，MSB读取存储的DVTS视频文件，将DVTS视频文件发送至用户A；步骤2.3用户A在MCA上启动DVTS标准接收程序，接收和显示DVTS视频数据流，测量服务器MSB将传输时间段内网络传输速率的监控数据曲线发送给用户A；步骤2.4用户A身份认证通过后，通过登录测量服务器MSB的网页选择该测量服务器与测量客户机系统dvping结合的反射测量模式；步骤2.5用户A在MCA上启动运行DVTS测量客户机系统dvping，配置有关参数，向测量服务器MSB发送模拟真实视频随机数据流；步骤2.6测量服务器MSB在收到该随机数据流后，将该数据流发送回用户A；步骤2.7用户A根据公式计算双向丢包、延时和传输速率，将计算机结果显示在MCA上；步骤2.8用户A通过登录测量服务器MSB的网页选择该测量服务器与DVTS结合的反射测量模式；步骤2.9用户A架设DVTS系统外设，将实时采集的真实视频流数据发往测量服务器MSB，MSB收到该实时视频数据流后将该视频流发送回用户A；步骤2.10用户A在MCA上启动DVTS标准接收程序，接收并显示DVTS实时视频流；用户A按照步骤2完成各种测量方法，若其中的任何一项测量性能满足要求，就可以成功启动用户A与用户B之间的DVTS应用；若性能不能满足要求，则执行下一步骤；步骤3：用户A按以下步骤进行逐点故障诊断：步骤3.1用户A通过测量客户端MCA与除MSB外的最靠近用户B的测量服务器MSM进行如步骤2中所述的双向性能测量，若性能满足要求，便判断故障发生在部署测量服务器MSM的自治域到用户B之间的网络段；步骤3.2若性能不满足要求，用户采用由步骤2中所述方法，检查由用户A到测量服务器MSM-1这一网络段双向传输性能，若性能满足要求，则判断故障发生在部署测量服务器MSM-1的自治域到用户B之间的网络段；步骤3.3以步骤3.1，3.2类推，用户A依次完成与离用户A距离由远至近的MSM-2，MSM-3，，......MSA的测量，直到发现故障所在的网络段为止； 步骤3.4与离用户A最近的故障所在的自治域内的网络管理员联系，协调解决网络传输瓶颈问题；步骤3.5从离用户A最近的故障点开始，由A向B，逐点与各自治域网络管理员协调，解决故障点，直至所有网络传输瓶颈解决；如果用户A到用户B的传输路径与用户B到用户A的传输路径相同，则由用户A发起的到用户B的双向测量完成后，也就完成了用户A收发双向视频应用的传输的测量，同时也完成了用户B到用户A发收双向视频应用的传输测量；步骤4：成功启动用户A与用户B之间的DVTS应用；如果用户A到用户B的传输路径与用户B到用户A的传输路径不相同，执行步骤5，步骤5：同理，仿照步骤2-4，可完成用户B到用户A沿数据包传输路径上故障段的发现与解决，从而完成用户B到用户A发收双向视频应用的传输测量。