一种端到端延时测量方法与流程

本发明涉及视频通讯相关技术领域，尤其是指一种端到端延时测量方法。

背景技术：

在现有的多人视频通话系统中，为了适应多人通讯，网络模型或者采用多终端和一个中心服务节点交互的mcu模式，或者采用多服务节点级联的sfu模式。不论mcu还是sfu，参与视频通话的各端，其媒体数据的传输都需要跨越至少一个或者多个服务器节点。

端到端的rtt(round-triptime，网络往返延迟)，作为通话质量好坏的评价指标，在这种多节点路由的情况下被分拆成了多段，计算和统计很不方便。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种方便统计的端到端延时测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种端到端延时测量方法，具体包括如下步骤：

(1)定义一个rtt发送单元的报文类型，媒体数据的发送端将rtt发送单元报文作为扩展数据段附带在媒体数据包内，以固定周期发送；

(2)在发送端到接收端的路由上，所经过的媒体节点收包后不缓存，即刻下发；

(3)接收端收到媒体数据包后，检测rtt发送单元报文并解析，并定义一个rtt接收单元的报文类型；

(4)如果接收端本身也发送媒体数据到所接收rtt发送单元报文的发送端，那么发送端接收到rtt接收单元报文后，根据当前接收时刻的时间戳，得出往返rtt值；

(5)如果接收端是只收的端，或者不发送媒体数据到rtt发送单元报文的所在端，那么在该rtt接收单元报文发送的路由上，途径的媒体节点需要解析报文并拆解重新打包，发送端接收到rtt接收单元报文后，计算出端到端的rtt值。

本方法提出一种实时的端到端的rtt测量的方法，方便视频通话系统基于此做相关的指标监控。本发明适用于多人视频会议系统，媒体数据经过一到多个节点转发场景的端到端的rtt计算，作为端到端的rtt指标，上报给监控系统，方便做端到端通话质量的统计、展示以及问题调查。

作为优选，在步骤(1)中，rtt发送单元的报文类型包括媒体数据发送端的senderid和发送时的本地时间戳sendtimestamp；视频通话系统的媒体数据包是基于udp协议传输，为防止丢包，每个发送周期开始，在连续多个媒体数据包里携带重复的rtt发送单元内容。

作为优选，在步骤(2)中，由于复用了媒体数据的发送路由，媒体数据包内的rtt发送单元内容会自然传递到所有接收该媒体数据的接收端上。

作为优选，在步骤(3)中，当检测到有rtt发送单元报文，则接收端解析并获取相关的senderid和sendtimestamp信息；rtt接收单元的报文类型包括rtt发送单元里的发送端的senderid、rtt发送单元报文发送时的本地时间戳sendtimstamp、媒体数据接收端的recverid和接收端自收到rtt发送单元报文数据到发送rtt接收单元报文数据滞留的时长delay。

作为优选，在步骤(4)中，具体操作方法如下：

(41)接收端将接收到的rtt发送单元报文信息以及自己的id作为recverid打包进rtt接收单元报文，并附带在自己的媒体数据包内，即刻发送；

(42)在该媒体数据包传输到所有接收端的路由上，所经过的媒体节点收包后不缓存，即刻下发；

(43)rtt发送单元的发送端接收到媒体数据包后，检测rtt接收单元报文并解析，根据初始发送的本地时间戳sendtimestamp，与当前接收时刻的本地时间戳，相减得出往返rtt值。

作为优选，在步骤(41)中，为防止传输丢包，将rtt接收单元报文信息附带在连续的多个媒体数据包里。

作为优选，在步骤(43)中，由于视频会议系统是多对多的系统，该rtt接收单元报文可能包含对应多个发送端的rtt接收单元报文信息，接收到rtt接收单元报文的发送端需要通过rtt接收单元报文的senderid字段找出和自己匹配的senderid，根据初始发送的本地时间戳sendtimestamp，与当前接收时刻的本地时间戳，相减得出往返rtt值。

作为优选，在步骤(5)中，具体操作方法如下：

(51)接收端将rtt接收单元的报文单独作为一个数据包周期发送，rtt接收单元报文信息里记录从收到rtt发送单元报文到发送rtt接收单元报文滞留的时长；

(52)在该数据包发送的路由上，途径的媒体节点需要解析rtt接收单元报文，根据rtt接收单元报文里记录的senderid信息做包拆解，把拆解重组后的包按照senderid的媒体数据包来的路由逆向发送到上一个媒体节点直到发送端本身；

(53)rtt发送单元报文的发送端收到rtt接收单元的报文后，根据rtt接收单元报文的senderid和自己匹配的rtt接收单元报文信息，计算出端到端的rtt值。

作为优选，在步骤(51)中，如果接收端收到的是多个发送端的rtt发送单元报文信息，一个senderid对应一个发送端，有多个发送端，就有多个滞留时长delay，记录多组rtt接收单元报文信息并打包发出；为防止传输丢包，每个周期里rtt接收单元报文的数据包需要连续多个重复发送。

作为优选，在步骤(52)中，如果该rtt接收单元报文包含多个senderid，每经过一个媒体节点，该媒体节点对应的媒体服务要检测和拆解重组这个数据包，拆解重组成包含单个senderid的rtt接收单元报文，按照senderid来选择路径发送回归属于它的发送端，拆解重组是每个媒体节点都要做的操作，直到最后在senderid对应的发送端收到rtt接收单元报文，该发送端只应包含和自己相关的信息；在步骤(53)中，最终的rtt发送单元报文的发送端接收到的是单独的rtt接收单元报文，由于路经媒体节点做过拆解，收到的就是和自己关联的信息，故而计算出端到端的rtt值＝发送端接收到rtt接收单元报文的时间戳-接收单元报文里记录的本地时间戳sendtimstamp-滞留时长delay。

本发明的有益效果是：适用于多人视频会议系统，媒体数据经过一到多个节点转发场景的端到端的rtt计算，作为端到端的rtt指标，上报给监控系统，方便做端到端通话质量的统计、展示以及问题调查。

附图说明

图1是本发明的方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所述的实施例中，一种端到端延时测量方法，具体包括如下步骤：

(1)定义一个rtt发送单元的报文类型，媒体数据的发送端将rtt发送单元报文作为扩展数据段附带在媒体数据包内，以固定周期发送(比如每3秒1个周期)；rtt发送单元的报文类型包括媒体数据发送端的senderid和发送时的本地时间戳sendtimestamp；视频通话系统的媒体数据包是基于udp协议传输，为防止丢包，每个发送周期开始，在连续多个媒体数据包里携带重复的rtt发送单元内容。

(2)在发送端到接收端的路由上，所经过的媒体节点收包后不缓存，即刻下发；由于复用了媒体数据的发送路由，媒体数据包内的rtt发送单元内容会自然传递到所有接收该媒体数据的接收端上。

(3)接收端收到媒体数据包后，检测rtt发送单元报文并解析，并定义一个rtt接收单元的报文类型；当检测到有rtt发送单元报文，则接收端解析并获取相关的senderid和sendtimestamp信息；rtt接收单元的报文类型包括rtt发送单元里的发送端的senderid、rtt发送单元报文发送时的本地时间戳sendtimstamp、媒体数据接收端的recverid和接收端自收到rtt发送单元报文数据到发送rtt接收单元报文数据滞留的时长delay。

(4)如果接收端本身也发送媒体数据到所接收rtt发送单元报文的发送端，那么发送端接收到rtt接收单元报文后，根据当前接收时刻的时间戳，得出往返rtt值；具体操作方法如下：

(41)接收端将接收到的rtt发送单元报文信息以及自己的id作为recverid打包进rtt接收单元报文，并附带在自己的媒体数据包内，即刻发送；为防止传输丢包，将rtt接收单元报文信息附带在连续的多个媒体数据包里。

(42)在该媒体数据包传输到所有接收端的路由上，所经过的媒体节点收包后不缓存，即刻下发；

(43)rtt发送单元的发送端接收到媒体数据包后，检测rtt接收单元报文并解析，根据初始发送的本地时间戳sendtimestamp，与当前接收时刻的本地时间戳，相减得出往返rtt值。由于视频会议系统是多对多的系统，该rtt接收单元报文可能包含对应多个发送端的rtt接收单元报文信息，接收到rtt接收单元报文的发送端需要通过rtt接收单元报文的senderid字段找出和自己匹配的senderid，根据初始发送的本地时间戳sendtimestamp，与当前接收时刻的本地时间戳，相减得出往返rtt值。

(5)如果接收端是只收的端，或者不发送媒体数据到rtt发送单元报文的所在端，那么在该rtt接收单元报文发送的路由上，途径的媒体节点需要解析报文并拆解重新打包，发送端接收到rtt接收单元报文后，计算出端到端的rtt值；从这个接收端到收到的rtt发送单元报文对应的发送端，没有媒体数据的链路存在，只能单独发包。为了减少发包数，在一个udp数据包里组合多个rtt接收单元报文，一个senderid对应一个发送端；定周期发，这样从收到rtt发送单元的报文到周期发rtt接收单元的报文，是有滞留时长delay的，要记录下来。有多个发送端，就有多个滞留时长delay，这个复合报文应该表述成：recverid，senderid-1，sendertimestamp-1，delay-1；senderid-2，sendertimestamp-2，delay-2…

具体操作方法如下：

(51)接收端将rtt接收单元的报文单独作为一个数据包周期发送，rtt接收单元报文信息里记录从收到rtt发送单元报文到发送rtt接收单元报文滞留的时长；如果接收端收到的是多个发送端的rtt发送单元报文信息，一个senderid对应一个发送端，有多个发送端，就有多个滞留时长delay，记录多组rtt接收单元报文信息并打包发出；为防止传输丢包，每个周期里rtt接收单元报文的数据包需要连续多个重复发送。

(52)在该数据包发送的路由上，途径的媒体节点需要解析rtt接收单元报文，根据rtt接收单元报文里记录的senderid信息做包拆解，把拆解重组后的包按照senderid的媒体数据包来的路由逆向发送到上一个媒体节点直到发送端本身；如果该rtt接收单元报文包含多个senderid，每经过一个媒体节点，该媒体节点对应的媒体服务要检测和拆解重组这个数据包，拆解重组成包含单个senderid的rtt接收单元报文，按照senderid来选择路径发送回归属于它的发送端，拆解重组是每个媒体节点都要做的操作，直到最后在senderid对应的发送端收到rtt接收单元报文，该发送端只应包含和自己相关的信息。逆向发送是按rtt发送单元报文来的路径反向发回，这里仍然是一个udp数据包里，一个接收端recverid携带了多个rtt接收单元报文的情况，每个rtt接收单元报文对应一个senderid，因此发送的路径也不一样。

(53)rtt发送单元报文的发送端收到rtt接收单元的报文后，根据rtt接收单元报文的senderid和自己匹配的rtt接收单元报文信息，计算出端到端的rtt值；最终的rtt发送单元报文的发送端接收到的是单独的rtt接收单元报文，由于路经媒体节点做过拆解，收到的就是和自己关联的信息，故而计算出端到端的rtt值＝发送端接收到rtt接收单元报文的时间戳-接收单元报文里记录的本地时间戳sendtimstamp-滞留时长delay。

备注：由于视频通讯基于udp不可靠传输，有概率丢包，通过重复发送相关的信息包减少丢包概率后还是会有丢包情况存在。只能基于接收到的rtt接收单元算rtt，对于这些检测不到rtt接收单元的周期可以标注一个大的值，比如3秒表征丢包。

本方法提出一种实时的端到端的rtt测量的方法，方便视频通话系统基于此做相关的指标监控。本发明适用于多人视频会议系统，媒体数据经过一到多个节点转发场景的端到端的rtt计算，作为端到端的rtt指标，上报给监控系统，方便做端到端通话质量的统计、展示以及问题调查。