专利名称：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
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技术领域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。其中，高带宽和强实时性的视频传输应用， 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^Mbps) 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。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。如果不做前期的有效测量和大量的应用 测试，并采取端到端服务质量保证措施，大部分的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互联网上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，存在以下问题l)可配置参数很多， 使用复杂；2)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；3)不能与真实应用系统实现互通的测量等。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)能够模拟 产生与真实视频流数据传输特征相同的随机数据流作为测量"探针"；2)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；3)为用户及网络工程 师建立全时自动自主测量环境等。发明内容本发明的目的在于提供一种支持互联网上每路视频流在20Mbps以上的高带宽实时视频应用的网络故障诊断及性能测试方法。其解决问题的思路为(1)模拟真实视频流量数据网络实时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。同时仅只针对高性能 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参数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。由于技术专业的差异， 最终应用用户、应用系统工程师和网络管理员通常采用各自熟悉的不同的测量工具，获得不 同的测量报告。由于不同的测量报告采用不同的技术语言，给相互之间的沟通和理解带来困 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"，服务器端统计 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) 建立自主测量环境当进行高性能视频应用的跨域合作或服务时，自然语言的差异，倒时差的连续工作以及 多点陪测等非技术问题，增加了应用系统连调的困难。如果，每个用户在任意方便的时候， 都能与某个"对端"(服务器)进行自动测试，很多问题和故障，就可以提前解决，减轻了正 式调试时的难度。为了实现这个目标，我们采用客户端/服务器结构，基于主动测量的方法， 经过认证的应用用户可以随时与端对端专用传输路径中沿途各个服务器进行面向特定应用的 网络与应用性能测量，服务器将测量结果返回同一客户端，逐步找到发生带宽瓶颈的节点。 同时，当网络丢包到达某一个数值时，"探针"模拟数据量将限流传输。防止利用测量"探 针"大数据流量进行恶意攻击。这样，不需要人工干预，不需要合作伙伴，各节点及时解决 自己节点的问题，大大节省了协调工作量，还防止了分布式拒绝服务攻击(DDOS)。(4) 选择DVTS系统作为实例我们选择目前国际上普遍使用的高性能视频传输系统一数字视频传输系统(DVTS)作为 研究的例子。DVTS系统无论在应用系统本身还是在网络支持等方面均具代表性。DVTS是 曰本WIDE项目开发的数字视频传输系统，从应用系统本身的特性考虑，其图像分辨率 720*480pixel，达标清视频传输质量；传输时延〈150ms，基本支持实时交互；有windows和linux 版本，用户界面友好；支持点-点及点-多点传输；硬件配置性能价格比优良，系统运行稳定； 可获得免费源代码等。从网络支持应用传输的特性考虑，其同时支持IPv4/IPv6协议；支持单 播和组播网络；每路视频传输带宽达30Mbps。所以，如果能够解决DVTS应用系统在互联网上的传输问题，就一定能给其他类似高性能应用提供研究的参考。支持互联网高带宽实时视频应用的网络和应用性能测量方法，其特征在于，依次完成的 以下步骤-步骤l:初始化用户A和用户B分别在各自主机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系统的测量服务器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AS内分别安装至少一台上述的测量服务器；该测量测量过程包括两种两种工作模式主动模式和反射模式；主动模式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、发到的目的地址和目标端口号(单播)/组播组地址及端口 号(组播)，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 ASM的组地址，接收特定源组播SSM源地址和组地址(组播)，接收端口号以及目标端口号 (单播)，以便所述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 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，以便与所述测量服务器相 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"，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至少一台测 量服务器MSj,j =1、 2、 3......M;，考虑A、 B所在子网内的服务器，沿A至B方向，分别是MSA ， MS!， ......MS脂，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丄用户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，通过登陆测量服务器MSB的网页选择该服务器与应用 系统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上后幼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，通过登陆测量服务器MSB的网页选择该服务器与客户 机系统结合的反射测量模式；步骤2.5用户A在MCA上启动运行DVTS测量客户端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通过登陆测量服务器MSB的网页选择服务器与应用系统结合的反射测量 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通过测量主机MCa与除MSb外的第M个最靠近用户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，便判断故障发生在测量服务器 MSw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，检査由用户A到测量服务 器MSkw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.,的自治域与部署测量服务器MS的自治域及部署MSB子网之间；步骤3.3以步骤3.1， 3.2类推，直到完成用户A与MSi及MSA测量，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，重复步骤3.1至3.4，逐点解决故障点，直至所 有网络传输瓶颈解决；步骤4:成功启动用户A与用户B之间的DVTS应用； 同理，也可完成用户B到用户A沿数据包传输路径上故障段的发现。
图1支持高性能实时视频应用测量服务器部署及网络连接拓扑示意图； 图2本发明的所述方法的流程框图；图3测量服务器工作模式a:测量服务器与应用系统结合的主动模式，b:测量服务器与应用系统结合的反射模式， c:测量服务器与测量客户机结合的反射模式；图4 a: DVTS真实视频数据报文格式，b:具有与DVTS视频流相同传输特征的随机数据流报文格式； 图5分布式测量方法工作示意图； 图6实验测量环境测量服务器部署及网络连接示意图； 图1中用到的部分名词解释如下。* AS: 自治域号码(Autonomouse System Number) 參MS: 湖lj量月艮务器(measurement server) 參MC: 湖lj量客户端 (measurement client) 參DVTS:数字视频传输系统具体实施方式
本发明方法由以下三个部分有机组成(1) 基于服务器与应用系统结合的测量方法；(2) 基于服务器与客户机系统结合的测量方法；(3) 分布式测量服务方法。 支持高性能实时视频应用测量服务器部署及网络连接拓扑示意图如图1所示。位于自治域X的用户A和位于自治域Z的用户B需要进行高性能实时视频通信，假设用户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，所使用的应用系统为DVTS。DVTS应用用户进行高性能视频通信前或应用不成功时，使用本发明方法进行网络及应用 性能测量，进行故障诊断所需完成的步骤如下步骤l:初始化用户A和用户B在主机上安装数字视频传输系统(DVTSa、 DVTSb ) 及测量客户机(MCA 、 MCB)系统(dvping)，在用户A、 B所属子网内各安装测量服务器 (MSA 、 MSB)系统(Dvmcast)，沿用户A的到用户B或用户B到用户A双向传输路径上 的各自治域(AS)内安装测量服务器(MSi、 MS2、 MS3);步骤2:用户A使用测量客户机(MCa)对用户B子网内的测量服务器(MSb)发起连 接，完成服务器与应用系统结合的主动测量模式及服务器与客户机系统结合、服务器与应用 系统结合的反射测量模式，测量双向性能，包括延时、丢包及传输速率。如满足要求，即可 进行应用通信；步骤3:如步骤2执行后，性能不能满足要求，则用户A使用测量客户机(MCA)对自 治域系统(AS=Z)的测量服务器(MS3)发起连接，测量双向性能，包括延时、丢包及传输 速率。如满足要求，说明问题出在自治域Z到用户B的网络段。与相应网段的网络管理员联 系，解决问题；如不能满足要求，执行步骤4;步骤4:重复步骤3，用户A使用测量客户机(MCa)对自治域系统(AS=Y)的测量服 务器(MS2)及自治域系统(AS=X)的测量服务器(MS。发起连接，重复步骤2，测量双 向性能，包括延时、丢包及传输速率。如满足要求，说明问题出在自治域Y到用户B的网络 段。与相应网段的网络管理员联系，解决问题；如不能满足要求，执行步骤5;步骤5:仿照步骤3， 4，完成用户A与自治域AS-X内的测量服务器MS!及用户所在子 网内测量服务器MSA的测量，逐步找到传输路径的瓶颈，与相应网段的网络管理员联系，解 决问题；步骤6:沿A到B方向，逐点与各自治域的网络管理员协调，逐点解决问题；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，所以，由用户A 发起的到用户B的双向测量完成后(步骤2-6)，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；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7;步骤7:仿照步骤2-6，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，完成用户B到用户A发收双向视频应用的传输测量。整个方法流程框图如图2所示。为了实现网络测量方法与应用DVTS应用系统结合的测量方法，统一视频应用用户、应用系统工程师和网络工程师对网络问题的描述语言和自主测量的问题，我们开发了测量服务器(Dvmcast)，它既可与DVTS应用程序结合，测量网络承载高带宽测量网络单向和双向的性能，为测量者提供视频/音频传输性能的主观评价，又可以与模拟真实DVTS视频流数据的客户机结合，为测量者提供视频/音频传输性能的数据报告。开发的测量服务器(dvmcast)具有两种工作模式，如图3.a和图3.b所示。(1) 主动模式根据设置，服务器可以读文件中存储的DVTS文件，并以DVTS的格式 发到指定的目的地址，目的地主机启动标准的DVTS应用程序可以接收并显示相应的视频和 音频。在这种模式下可配置的参数为* -4|6互联网协议(版本4或版本6)* -noloop无循环播放* -dvffv—file指定DVTS文件* -d dst—addr dst_port发送到的目标地址和目标端口同时，用户可获得传输DVTS视频文件时间段内网络传输速率(所占带宽)的监控数据 曲线图。横轴表示测量时间段，纵轴表示传输速率值。(2) 反射模式服务器可以把收到的实时DVTS (或其他UDP报文)视频流反射回发送 主机。在这种模式下，可配置的参数为* -4|6互联网协议(版本4或版本6)* -asmgrp接收任意源组播(ASM)组地址* -ssmsrcgrp接收特定源组播(SSM)源地址和组地址* -rprcv_port接收端口 (默认为8000)* -ech ech_port目标端口 (默认为8000)以上两种模式除用于服务器与应用系统结合外，为了在不需架设真实DVTS外设的情况 下，方便地测量网络性能，统一视频应用使用者和网络工程师对网络描述问题的语言和自主 测量的问题，我们开发了测量客户机系统(dvping)，它可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，与测量服务器(Dvmcast)结合，工作于反射模式，测量网络双 向性能。以命令行方式为测量者提供网络性能测量的数据报告。模拟随机数据流的基本原理如下互联网上每个数据流进行传输时，都携带固定的5+元组传输特征，它们是源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。模拟DVTS传输特征的随机数据流就是采用与DVTS的5+元组相同传输特征 的数据流作为客户端主动测量的"探针"。DVTS真实视频流报文格式如图4.a所示，模拟随 机数据流的报文格式如图4.b所示。其中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 (DVTS: 8000)和本端指定或随机选择的端口； RTP头包括时间戳，用来计 算丢包、延时和传输速率；DVDIF块内的数据可随机产生，块的数量根据所要传输的速率决定。测量服务器和测量客户机的反射工作模式如图3.C所示，可配置的参数为* -psnd_port发送端口 (默认为8000)* -rprcv_port接收端口 (默认为8000)* -t period测试周期(秒)* -bw bandwidth测试速率(bps/kbps/Mbps)* host目标地址(或域名)* -4|6互联网协议(版本4或版本6)* -asmgrp接收任意源组播(ASM)组地址* -ssmsrcgrp接收特定源组播(SSM)源地址和组地址其中发送的测试速率从1Mbps开始，每隔10秒，倍增至2Mbps， 4Mbps， 8Mbps， 16Mbps， 直至达到DVTS最大传输带宽的32Mbps。测量服务器与测量客户机共同工作测量的网络性能包括双向丢包、延时和传输速率。 我们根据如下公式计算网络性能参数。丢包率<formula>formula see original document page 12</formula>其中max—seq和min_seq分别是窗口内的最大、最小包序号，lost_packets是窗口内缺失的包序号数。双向延时<formula>formula see original document page 12</formula> (2)其中rt是接收时间；St是发送时间；W是衰减系数，介于0 1之间，它使结果可以代表 一段时间内的平均状态。 传输速率<formula>formula see original document page 12</formula>《其中max—seq和min一seq分别是窗口内的最大、最小包序号，Bi是收到包的byte数。为了防止如此大流量测量"探针"数据被用来进行网络拥塞攻击，使用该方法时，当网络性能较差(丢包率达到一定数值时)，客户机"探针"将限流发送，使用当前发送速率进行一次测量，发送速率不再增加。为了解决沿传输路径分段测量的问题，我们利用网页(WEB)服务的通用网络接口输入 界面(CGI)包装测量服务器和测量客户机，如图4所示，以解决远端服务器控制，安全控 制和服务器流量检査等功能。具体包括(1) 用户通过登陆网络浏览器的方式向通用网络接口 CGI发送请求服务器发送DVTS视频 文件的信令，CGI将对申请用户进行身份认证，检査用户请求的地址是否已经在数据 库中注册，如已注册，则执行。(2) 用户请求使用客户机/服务器机制与网络传输路径上的测试服务器进行性能测量，CGI 将检査用户请求的地址是否己经在数据库中注册，如已注册，则执行。由于采用了网页界面，因此在域名系统的配合下，可以方便地找到所需的测试服务器和 测试客户机。已认证用户可以与沿数据传输路径上的所有测量服务器逐一进行以上各种网络 性能测量，并获得测量结果。本发明所述方法的实验测试环境如图5所示。测试环境搭建在真实的互联网主干网上，含欧亚网，教育网和校园网，分别是自治域系统 AS24489和AS4538。在AS24489上部署两台测量服务器，分别位于北京节点(202.179.242.102) 和香港节点(202.179.244.105 )。在AS4538上部署一台测试服务器，位于北京节点 (202.112.35.31)。用户C希望与用户B之间启动DVTS应用。首先，用户C使用测量客户 机系统(dvping运行在Md上)对测量服务器202.179.242.102进行网络性能测试，结果如 表1所示，当传输速率达到6Mbps以上时，网络出现丢包。与DVTS实时视频流要求30Mbps 带宽传输要求相差太远，无法正常启动DVTS视频应用。同时，测量"探针"自动限流传输 6Mbps，仅进行一次测量，不会对网络有大的冲击。此时，用户需要进行进一步分段测试， 在网络管理员的帮助下解决网络问题。谬tn" 2i2,复？f *2 L1 i ts iatas^ta》翻，:tof ，鼸，A， ， g ，:t纖雄警复黧麵3.S, t纖,亂，雖表l网络性能不佳时测量数据 同理，如果用户A希望与用户B之间启动DVTS应用。首先，用户A使用测量客户机系统(dvping运行在MC2)与测量服务器202.179.244.105进行测试网络性能测试，结果如表2所示。由图可见，测量结果无丢包现象，网络链路从用户A-校园网-教育网主干-欧亚网北京节点-欧亚网香港节点-用户B的性能满足DVTS应用要求，可以进行DVTS应用双向视频通信。1續-亂亂「imini2-ms % d叩ing 202 + 173+242 + 102 Ping 202*179+242+102 with dvts data: send port:8000 recv port:8000period:10 ssrd—pktrev—pktsnd—ratelossrtt3131Mbps1Mbps0%182418242Mbps2Mbps0%3+14ms36464Mbps4Mbps0《3*13ms723072908Mbps■psOX3+258ms14577145770%3+426ms291522315232Mbps32Mbps0%3+835msimin丄2一nms《表2网络性能很好时测量数据 用户A使用DVTS系统对测量服务器202.179.244.105进行测试，收到服务器发送的DVTS视频文件如图7所示。(计算机截屏图)图象质量良好，说明从202.179.244.105到用户A的单向视频通信正常。传输DVTS文件时间内网络传输速率监控数据曲线图如图8所示。横轴表示测量时间段， 纵轴表示传输速率值。实验测试结果达到了本发明预期的测量要求。采用模拟真实实时视频的随机数据流和真 实实时视频数据流作为测量"探针"，运用基于主动模式和反射模式的服务器与应用系统测量 方法、基于反射模式的服务器与客户机系统的测量方法，有效地实现了网络测量方法与应用 DVTS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、自主测量的环境问题，为测量者提供了基于命令行的数据报告及 基于视频/音频的主观评价。分布式测量方法的使用，可以进行分段测量，快速地找到网络传 输的瓶颈，为使网络能够支持互联网高性能视频应用提供调整依据。
权利要求
1、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分别在各自主机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系统的测量服务器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AS内分别安装至少一台上述的测量服务器；该测量测量过程包括两种两种工作模式主动模式和反射模式；主动模式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、发到的目的地址和目标端口号(单播)/组播组地址及端口号(组播)，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ASM的组地址，接收特定源组播SSM源地址和组地址(组播)，接收端口号以及目标端口号(单播)，以便所述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，以便与所述测量服务器相结合，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”，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至少一台测量服务器MSj，j＝1、2、3……M；，考虑A、B所在子网内的服务器，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，通过登陆测量服务器MSB的网页选择该服务器与应用系统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，通过登陆测量服务器MSB的网页选择该服务器与客户机系统结合的反射测量模式；步骤2.5用户A在MCA上启动运行DVTS测量客户端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通过登陆测量服务器MSB的网页选择服务器与应用系统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通过测量主机MCA与除MSB外的第M个最靠近用户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，便判断故障发生在测量服务器MSN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的自治域与部署测量服务器MS的自治域及部署MSB子网之间；步骤3.3以步骤3.1，3.2类推，直到完成用户A与MS1及MSA测量，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，所以，由用户A发起的到用户B的双向测量完成后(步骤2-3)，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。
全文摘要
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。
文档编号H04L12/26GK101282247SQ20081009426
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月25日 优先权日2007年4月27日
发明者包丛笑, 星 李, 李崇荣, 蒋锦鹏 申请人:清华大学