專(zhuān)利名稱(chēng)：支持互聯(lián)網(wǎng)高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的可擴(kuò)展測(cè)量方法
支持互聯(lián)網(wǎng)高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的可擴(kuò)展測(cè)量方法技術(shù)領(lǐng)域支持互聯(lián)網(wǎng)高帶寬視頻應(yīng)用的可擴(kuò)展測(cè)量方法屬于IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)故障診斷及性能測(cè)試 方法技術(shù)領(lǐng)域背景技術(shù)近年來(lái)，隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，全球已初步形成了基于IPv4/IPv6協(xié)議的互聯(lián)互 通的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，革命性的應(yīng)用方興未艾。高帶寬和強(qiáng)實(shí)時(shí)性的視頻傳輸應(yīng)用(UDP: 20Mbps-1200Mbps)和高速文件傳輸(TCP: 500Mbps-5000Mbps)等是其中的重要組成部分。 與現(xiàn)有普通的H.323協(xié)議的視頻應(yīng)用(每路視頻流所占帶寬〈Mbps)相比，這類(lèi)視頻應(yīng)用要 求每路視頻流傳輸時(shí)所占帶寬大于20Mbps，其端到端性能的保證必須依賴(lài)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行優(yōu) 化配置，包括路由調(diào)整功能等。多年的實(shí)踐表明現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)對(duì)這類(lèi)高性能視頻應(yīng)用的支 持顯得力不從心。如果不使用有效的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量工具，進(jìn)行前期的有效測(cè)量和大量的應(yīng)用 測(cè)試，找到制約高帶寬、高服務(wù)質(zhì)量的傳輸瓶頸，并根據(jù)測(cè)量測(cè)試結(jié)果采取端到端服務(wù)質(zhì)量 保證措施優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，此類(lèi)應(yīng)用是不能成功的。到目前為止，還沒(méi)有專(zhuān)用于支持這類(lèi)高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用進(jìn)行故障診斷及性能調(diào)試的測(cè) 量方法及工具。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法及工具中，如iperf，可以部分解決面向高性能應(yīng)用時(shí)網(wǎng) 絡(luò)性能的測(cè)量問(wèn)題。但是，使用該方法及工具，存在可配置參數(shù)很多，使用復(fù)雜；測(cè)量"探 針"數(shù)據(jù)流特征與某個(gè)特定應(yīng)用數(shù)據(jù)流格式無(wú)關(guān)，測(cè)量結(jié)果不具有針對(duì)性；不能與真實(shí)應(yīng)用 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互通的測(cè)量等問(wèn)題。同時(shí)，端到端網(wǎng)絡(luò)性能的保證必須以逐跳網(wǎng)絡(luò)性能保證為前提，所以必須在應(yīng)用用戶(hù)對(duì) 之間端到端傳輸路徑的關(guān)鍵點(diǎn)上部署測(cè)量服務(wù)器，使用戶(hù)能夠與各服務(wù)器進(jìn)行逐跳性能測(cè)量， 分段發(fā)現(xiàn)并解決故障。大規(guī)模測(cè)量服務(wù)器的部署與管理是解決此類(lèi)問(wèn)題的前提與基礎(chǔ)。本發(fā)明試圖在找出支持高性能實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用測(cè)量方法的關(guān)鍵參數(shù)的基礎(chǔ)上，全面解決以 上問(wèn)題。本發(fā)明的基本特征包括1)模擬產(chǎn)生與真實(shí)視頻流數(shù)據(jù)傳輸特征相同的隨機(jī)數(shù)據(jù)流 和應(yīng)用視頻流作為測(cè)量"探針"，為視頻應(yīng)用用戶(hù)、應(yīng)用系統(tǒng)工程師和網(wǎng)絡(luò)工程師建立統(tǒng)一的 對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的描述語(yǔ)言，采用專(zhuān)門(mén)面向互聯(lián)網(wǎng)高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用性能測(cè)量 方法；2)分布式、大規(guī)模新增測(cè)量服務(wù)器的注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)及管理，為用戶(hù)及網(wǎng)絡(luò)工程師建立大規(guī)模分布式全時(shí)自動(dòng)自主測(cè)量環(huán)境等。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供支持互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高帶寬(每路視頻流在20Mbps以上)實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的分 布式、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用性能測(cè)量方法。其解決問(wèn)題的思路是(1) 模擬真實(shí)視頻流量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)高性能視頻應(yīng)用的成功與否，極大地依賴(lài)于端對(duì)端之間網(wǎng)絡(luò)帶寬的保證。所以，準(zhǔn) 確測(cè)量網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，如丟包、延時(shí)等影響網(wǎng)絡(luò)帶寬參數(shù)十分重要。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)性能因 其上加載不同數(shù)據(jù)流傳輸時(shí)而有所不同，所以，加載模擬真實(shí)應(yīng)用數(shù)據(jù)流到網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)其性 能的測(cè)量將更加準(zhǔn)確?；谝陨纤悸?，本發(fā)明的方法中可配置的客戶(hù)端探針的設(shè)計(jì)是具有與 真實(shí)實(shí)時(shí)視頻流數(shù)據(jù)傳輸特征完全相同的隨機(jī)數(shù)據(jù)及真實(shí)應(yīng)用視頻流數(shù)據(jù)。使用這樣的"探 針"測(cè)量的結(jié)果，特別針對(duì)高性能視頻應(yīng)用，得到測(cè)量結(jié)果非常準(zhǔn)確。同時(shí)只針對(duì)高性能視 頻應(yīng)用的測(cè)量，初始化參數(shù)具有針對(duì)性，使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便。(2) 統(tǒng)一視頻應(yīng)用用戶(hù)、系統(tǒng)工程師和網(wǎng)絡(luò)工程師對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題的描述語(yǔ)言互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高性能視頻應(yīng)用的實(shí)施，是應(yīng)用層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及"人際協(xié)議"等多層協(xié) 議共同工作的過(guò)程，任意一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將導(dǎo)致應(yīng)用的失敗。由于專(zhuān)業(yè)的差異，最終 應(yīng)用用戶(hù)、應(yīng)用系統(tǒng)工程師和網(wǎng)絡(luò)管理員采用各自熟悉的測(cè)量工具，獲得不同的測(cè)量報(bào)告。 由于采用不同的技術(shù)語(yǔ)言，帶來(lái)溝通和理解的困難，導(dǎo)致不能快速解決問(wèn)題。所以，首先需 要設(shè)計(jì)一套同時(shí)面向用戶(hù)及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理人員的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的方法及系統(tǒng)，為應(yīng)用用戶(hù)、系統(tǒng)工程師和網(wǎng)絡(luò)管理員之間建立"共同語(yǔ)言"，獲得能共同理解的測(cè)量結(jié)果?；谝陨纤悸?， 針對(duì)客戶(hù)端不同類(lèi)型的"探針"，服務(wù)器端計(jì)算模擬數(shù)據(jù)流的丟包、延時(shí)等特性，并對(duì)模擬圖 像及真實(shí)視頻流文件或?qū)崟r(shí)視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行播放或回送，使用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò)管理員都可以在不真 正架設(shè)視頻設(shè)備時(shí)，既能獲得測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)報(bào)告，又能獲得測(cè)量結(jié)果的主觀視覺(jué)/聽(tīng)覺(jué)評(píng)價(jià)。(3) 建立自主測(cè)量環(huán)境當(dāng)進(jìn)行高性能視頻應(yīng)用的跨域合作或服務(wù)時(shí)，自然語(yǔ)言的差異，倒時(shí)差的連續(xù)工作以及 多點(diǎn)陪測(cè)等非技術(shù)問(wèn)題，增加了應(yīng)用系統(tǒng)連調(diào)的困難。如果，每個(gè)用戶(hù)在任意方便的時(shí)候，都能與某個(gè)"對(duì)端"(服務(wù)器)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，很多問(wèn)題和故障，就可以提前解決，減輕了正 式調(diào)試時(shí)的難度。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們采用客戶(hù)端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，基于主動(dòng)測(cè)量的方法， 在各自治域內(nèi)至少部署一臺(tái)測(cè)量服務(wù)器，新增測(cè)量服務(wù)器向數(shù)據(jù)庫(kù)管理服務(wù)器自動(dòng)注冊(cè)，管 理數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器動(dòng)態(tài)維護(hù)和管理已注冊(cè)的測(cè)量服務(wù)器列表，經(jīng)過(guò)認(rèn)證的應(yīng)用用戶(hù)可以隨時(shí)與 端對(duì)端專(zhuān)用路徑中沿途各個(gè)服務(wù)器進(jìn)行面向特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用性能測(cè)量，服務(wù)器將測(cè)量 結(jié)果返回同一客戶(hù)端。同時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)丟包到達(dá)某一個(gè)數(shù)值時(shí)，"探針"模擬數(shù)據(jù)量將限流傳輸。 防止利用測(cè)量"探針"大數(shù)據(jù)流量進(jìn)行惡意攻擊。這樣，不需要人工干預(yù)，不需要合作伙伴， 及時(shí)解決自己節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，大大節(jié)省了協(xié)調(diào)工作量，還防止了分布式拒絕服務(wù)攻擊(DDOS)。(4)選擇DVTS系統(tǒng)作為實(shí)例我們選擇目前國(guó)際上普遍使用的高性能視頻傳輸系統(tǒng)一數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)(DVTS)作為 研究的例子。DVTS系統(tǒng)無(wú)論在應(yīng)用系統(tǒng)本身還是在網(wǎng)絡(luò)支持等方面均具代表性。DVTS是 日本W(wǎng)IDE項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)，從應(yīng)用系統(tǒng)本身的特性考慮，其圖像分辨率 720*480pixel，達(dá)標(biāo)清視頻傳輸質(zhì)量；傳輸時(shí)延〈50ms，基本支持實(shí)時(shí)交互；有MS Windows 和Linux版本，用戶(hù)界面友好；支持點(diǎn)一點(diǎn)及點(diǎn)一多點(diǎn)傳輸；硬件配置性能價(jià)格比優(yōu)良，系 統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；可獲得免費(fèi)源代碼等。從網(wǎng)絡(luò)支持應(yīng)用傳輸?shù)奶匦钥紤]，其同時(shí)支持IPv4/IPv6 協(xié)議；支持單播和組播網(wǎng)絡(luò)；每路視頻傳輸帶寬達(dá)30Mbps。所以，如果能夠解決DVTS應(yīng)用 系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸問(wèn)題，就一定能給其他類(lèi)似高性能應(yīng)用提供研究的參考。 本發(fā)明方法包含依次實(shí)現(xiàn)的以下步驟 步驟(1):初始化用戶(hù)A和用戶(hù)B分別在各自主機(jī)MCA、 MCb上安裝數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)DVTSA、 DVTSb 以及測(cè)量客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)dvping;在用戶(hù)A、用戶(hù)B各自所在的子網(wǎng)內(nèi)分別安裝帶有DVTS測(cè)量 服務(wù)器系統(tǒng)Dvmcast系統(tǒng)的測(cè)量服務(wù)器MSA、 MSB;在沿用戶(hù)A到用戶(hù)B，或者用戶(hù)B到用 戶(hù)A的雙向傳輸路徑上的各個(gè)自治域AS內(nèi)分別安裝至少一臺(tái)上述的測(cè)量服務(wù)器；該測(cè)量測(cè)量過(guò)程包括兩種工作模式主動(dòng)模式和反射模式；主動(dòng)模式服務(wù)器端命令行中配置以下參數(shù)IPv4版本或IPv6版本的協(xié)議、無(wú)循環(huán)/循 環(huán)播放、指定DVTS視頻文件名、發(fā)到的目的地址和目標(biāo)端口號(hào)(單播)/組播組地址及端口 號(hào)(組播)，以便該測(cè)量服務(wù)器讀取存儲(chǔ)的DVTS視頻文件，并以DVTS的視頻流方式發(fā)到 指定的目的地址，供經(jīng)認(rèn)證用戶(hù)接收并顯示相應(yīng)的DVTS應(yīng)用程序的音頻和視頻流；客戶(hù)端 命令行中配置以下參數(shù)測(cè)量服務(wù)器地址及端口號(hào)；反射模式服務(wù)器端命令行中配置以下參數(shù)IPv4版本或IPv6版本，接收任意源組播ASM的組地址，接收特定源組播SSM源地址和組地址(組播)，接收端口號(hào)以及目標(biāo)端口號(hào) (單播)，以便所述測(cè)量服務(wù)器把收到的實(shí)時(shí)DVTS視頻流反射回發(fā)送主機(jī)；所述測(cè)量客戶(hù)機(jī) 用以模擬產(chǎn)生與真實(shí)的DVTS視頻流傳輸特征相同的隨機(jī)數(shù)據(jù)流，以便與所述測(cè)量服務(wù)器相 結(jié)合，測(cè)量承載高帶寬應(yīng)用時(shí)的單向和雙向網(wǎng)絡(luò)性能，所述隨機(jī)數(shù)據(jù)流采用了具有與DVTS 的5 +元組相同傳輸特征的數(shù)據(jù)流來(lái)作為用戶(hù)端主動(dòng)測(cè)量的"探針"，該隨機(jī)數(shù)據(jù)流具有以下 報(bào)文格式IP頭，包括對(duì)端的IP地址和本機(jī)地址，UDP頭，包括指定的對(duì)端端口和本機(jī)指 定或隨機(jī)選擇的端口， RTP頭，包括時(shí)間截，用于計(jì)算丟包，延時(shí)和傳輸速率，DV-DIF塊， 其中的數(shù)據(jù)隨機(jī)產(chǎn)生，塊的數(shù)量取決于議定的傳輸速率；客戶(hù)端命令行中配置以下參數(shù)服務(wù)器地址及端口號(hào)；沿用戶(hù)A到B或沿用戶(hù)B到A數(shù)據(jù)傳輸路徑上的M個(gè)自治域內(nèi)分別部署了至少一臺(tái)測(cè) 量服務(wù)器MSj,j =1、 2、 3......M;，考慮A、 B所在子網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器，沿A至B方向，分別是MSA ， MS" ......MSm-! ， MSM MSB ;每臺(tái)測(cè)量服務(wù)器MS連入互聯(lián)網(wǎng)，靜態(tài)配置或動(dòng)態(tài)獲得該新增測(cè)量服務(wù)器的IP地址為 x.y.z.w;在每臺(tái)測(cè)量服務(wù)器上安裝多種測(cè)量工具的服務(wù)器端模塊及其對(duì)應(yīng)的自動(dòng)注冊(cè)功能模塊； 在注冊(cè)管理服務(wù)器RS上安裝域名DNS服務(wù)模塊，使之具有testtool.foo.bar子域的域名 服務(wù)的功能，提供形如"esttool.foo.bar的域名解析服務(wù)；同時(shí)，在注冊(cè)管理服務(wù)器上安裝與上述多種測(cè)量工具服務(wù)器端模塊對(duì)應(yīng)的客戶(hù)端模塊；將全球邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP的路由表導(dǎo)入與之相連的BGP路由表查詢(xún)服務(wù)器(QS!)，査 詢(xún)服務(wù)器(QS,)的域名是testl.foo.bax， QS!注冊(cè)到其上一級(jí)域名服務(wù)器，其域名是(foo.bar， 用以完成用戶(hù)對(duì)(此例中是用戶(hù)A和用戶(hù)B)之間傳輸路徑上沿各自治域內(nèi)邊界路由器的IP 地址x.y.z.w所構(gòu)成的w.z.y.x.testl.foo.bar的文本域(TXT)域名解析服務(wù)，從而査找到對(duì)應(yīng) 的自治域號(hào)碼(as***);在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB上安裝SQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，以測(cè)量服務(wù)器IP地址，域名，AS號(hào)碼，可提供的測(cè)量功能，性能指標(biāo)，注冊(cè)時(shí)間等數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的記錄格式保存已注冊(cè)測(cè)量服務(wù)器的 有關(guān)參數(shù)；步驟(2):新增測(cè)量服務(wù)器開(kāi)機(jī)運(yùn)行，以特定形式構(gòu)成的域名格式向注冊(cè)管理服務(wù)器發(fā) 送請(qǐng)求認(rèn)證和注冊(cè)信息，構(gòu)成為注冊(cè)特定字符.可提供的測(cè)量功能.次高級(jí)域名.最高級(jí)域名，格式為reg.testtool.foo.bar;步驟(3):注冊(cè)管理服務(wù)器分析查詢(xún)?nèi)罩荆瑢?duì)符合上述域名格式的請(qǐng)求，可初步確定其可能是能提供tes加ol功能的新增測(cè)量服務(wù)器，且其IP地址為x.y.z.w，將其IP地址通知數(shù)據(jù) 庫(kù)服務(wù)器DB暫存并紀(jì)錄該服務(wù)器可能提供的測(cè)量功能；不符合條件的，將其忽略；步驟(4):數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB査詢(xún)?cè)趦?cè)的注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)列表，如果該地址不在列表中，或 離上次注冊(cè)時(shí)間24小時(shí)以上，執(zhí)行步驟5;如果該地址已在列表中，且離上次注冊(cè)時(shí)間24 小時(shí)以?xún)?nèi)，認(rèn)為其己經(jīng)完成注冊(cè)，執(zhí)行步驟ll;步驟(5):注冊(cè)管理服務(wù)器根據(jù)其可能提供的測(cè)量功能，調(diào)用自己相應(yīng)的測(cè)量功能客戶(hù) 端模塊，對(duì)具有以上IP地址的測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行所設(shè)定的測(cè)量功能認(rèn)證及性能測(cè)試；若同一自 治域內(nèi)有多臺(tái)測(cè)量服器，注冊(cè)管理服務(wù)器將對(duì)多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器分別進(jìn)行測(cè)量功能認(rèn)證及性能 觀H式；步驟(6):如果通過(guò)了功能測(cè)試，注冊(cè)服務(wù)器向査詢(xún)服務(wù)器QS,査詢(xún)?cè)揑P地址對(duì)應(yīng)的自 治域號(hào)碼AS;如果沒(méi)有通過(guò)測(cè)試，注冊(cè)服務(wù)器通知數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將該IP地址刪除；步驟(7):將查到的以IP地址、AS自治域號(hào)碼數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器注 冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。并根據(jù)同一自治域內(nèi)多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器的所設(shè)定的同一測(cè)量功能的測(cè)試性能進(jìn)行 排序，將最優(yōu)性能者作為該自治域首選測(cè)量服務(wù)器提供服務(wù)；步驟(8):將步驟(6)中查詢(xún)服務(wù)器(QS。查到的AS號(hào)碼，采用自治域AS號(hào)碼到 測(cè)量服務(wù)器IP地址的查找方法，向注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)逐個(gè)地發(fā)出由所得到的AS號(hào)碼和 注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)域名共同構(gòu)造的新域名as***.testtool.foo.bar，同時(shí)發(fā)出域名解析請(qǐng) 求，獲得具有該IP地址的測(cè)量服務(wù)器的域名；步驟(9):數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB將以(測(cè)量服務(wù)器IP地址，AS號(hào)碼，域名，可提供的測(cè) 量功能，性能指標(biāo)，注冊(cè)時(shí)間)記錄格式保存已注冊(cè)測(cè)量服務(wù)器的有關(guān)參數(shù)，正式寫(xiě)入注冊(cè) 數(shù)據(jù)庫(kù)列表，由注冊(cè)管理數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶(hù)提供域名服務(wù)；步驟(10):數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB定期對(duì)在冊(cè)的測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行輪詢(xún)，完成功能和性能測(cè)試， 通過(guò)功能測(cè)試的，保持原來(lái)記錄；不能通過(guò)功能測(cè)試的，刪除原來(lái)記錄，更新注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)列 表；步驟(ll):重復(fù)步驟1-10，將多個(gè)新增服務(wù)器的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的注冊(cè)數(shù)據(jù) 庫(kù)中；步驟(12):用戶(hù)A在本地主機(jī)上使用路由跟蹤tmceroute網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具獲得從用戶(hù)A到 用戶(hù)B網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑上所經(jīng)過(guò)的各自治域邊界路由器相應(yīng)端口的一系列網(wǎng)絡(luò)IP地址a.b.c.d;步驟(13):根據(jù)以上一系列網(wǎng)絡(luò)IP地址，構(gòu)造新的域名d.c.b.a.testtool.foo.bar，向注冊(cè) 管理服務(wù)器RS發(fā)出域名解析請(qǐng)求，得到沿路各自治域內(nèi)最優(yōu)測(cè)量服務(wù)器的IP地址；步驟(14):用戶(hù)A按以下步驟向用戶(hù)B所在子網(wǎng)內(nèi)的測(cè)量服務(wù)器MSB進(jìn)行從用戶(hù)A到 用戶(hù)B的網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸性能測(cè)量；步驟14丄用戶(hù)A通過(guò)測(cè)量主機(jī)MCA向測(cè)量服務(wù)器MSB的通用網(wǎng)關(guān)接口 CGI發(fā)送請(qǐng)求 進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的命令，CGI收到后，啟動(dòng)身份認(rèn)證模塊，對(duì)用戶(hù)身份進(jìn)行認(rèn)證；步驟14.2用戶(hù)A身份認(rèn)證通過(guò)后，通過(guò)登陸測(cè)量服務(wù)器MSB的網(wǎng)頁(yè)選擇該服務(wù)器與應(yīng) 用系統(tǒng)結(jié)合的主動(dòng)測(cè)量模式，MSB讀取存儲(chǔ)的DVTS視頻文件，將DVTS視頻文件發(fā)送至用 戶(hù)A;步驟14.3用戶(hù)A在MCa上后劫DVTS標(biāo)準(zhǔn)接收程序，接收和顯示DVTS視頻數(shù)據(jù)流， 測(cè)量服務(wù)器MSB將傳輸時(shí)間段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)曲線(xiàn)發(fā)送給用戶(hù)A;步驟14.4用戶(hù)A身份認(rèn)證通過(guò)后，通過(guò)登陸測(cè)量服務(wù)器MSB的網(wǎng)頁(yè)選擇該服務(wù)器與客 戶(hù)機(jī)系統(tǒng)結(jié)合的反射測(cè)量模式；步驟14.5用戶(hù)A在MCA上啟動(dòng)運(yùn)行DVTS測(cè)量客戶(hù)端dvping，配置有關(guān)參數(shù)，向測(cè)量 服務(wù)器MSB發(fā)送模擬真實(shí)視頻隨機(jī)數(shù)據(jù)流；步驟14.6測(cè)量服務(wù)器MSB在收到該隨機(jī)數(shù)據(jù)流后，將該數(shù)據(jù)流發(fā)送回用戶(hù)A;歩驟14.7用戶(hù)A根據(jù)公式計(jì)算雙向丟包，延時(shí)和傳輸速率，將計(jì)算機(jī)結(jié)果顯示在MCA上；步驟14.8用戶(hù)A通過(guò)登陸測(cè)量服務(wù)器MSB的網(wǎng)頁(yè)選擇服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的反射測(cè) 量模式；步驟14.9用戶(hù)A架設(shè)DVTS系統(tǒng)外設(shè)，將實(shí)時(shí)采集的真實(shí)視頻流數(shù)據(jù)發(fā)往測(cè)量服務(wù)器MSB， MSB收到該實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)流后將該視頻流發(fā)送回用戶(hù)A;步驟14.10用戶(hù)A在MCa上后幼DVTS標(biāo)準(zhǔn)接收程序，接收并顯示DVTS實(shí)時(shí)視頻流； 用戶(hù)A按照步驟14完成各種測(cè)量方法，若其中的任何一項(xiàng)測(cè)量性能滿(mǎn)足要求，就可以 成功啟動(dòng)用戶(hù)A與用戶(hù)B之間的DVTS應(yīng)用；若性能不能滿(mǎn)足要求，則執(zhí)行下一步驟；步驟15:用戶(hù)A按以下步驟進(jìn)行逐點(diǎn)故障診斷步驟15.1用戶(hù)A通過(guò)測(cè)量主機(jī)MCa與除MSb外的第M個(gè)最靠近用戶(hù)B的測(cè)量服務(wù)器 MSM進(jìn)行如步驟14中所述的雙向性能測(cè)量，若性能滿(mǎn)足要求，便判斷故障發(fā)生在測(cè)量服務(wù) 器MSw到用戶(hù)B之間的網(wǎng)絡(luò)段；步驟15.2若性能不滿(mǎn)足要求，用戶(hù)采用由步驟2中所述方法，檢查由用戶(hù)A到測(cè)量服 務(wù)器MSM^這一網(wǎng)絡(luò)段雙向傳輸性能，若性能滿(mǎn)足要求，則判斷故障發(fā)生在部署測(cè)量服務(wù)器 MSm.!的自治域與部署測(cè)量服務(wù)器MS的自治域及部署MSB子網(wǎng)之間；步驟15.3以步驟15.1， 15.2類(lèi)推，直到完成用戶(hù)A與MS,及MSa測(cè)量，發(fā)現(xiàn)故障所在 的網(wǎng)絡(luò)段為止；步驟15.4與離用戶(hù)A最近的故障所在的自治域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理員聯(lián)系，協(xié)調(diào)解決網(wǎng)絡(luò)傳 輸瓶頸問(wèn)題；步驟15.5從離用戶(hù)A最近的故障點(diǎn)開(kāi)始，由A向B，逐點(diǎn)與各自治域網(wǎng)絡(luò)管理員協(xié)調(diào)， 解決故障點(diǎn)，直至所有網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸解決；如果用戶(hù)A到用戶(hù)B的傳輸路徑與用戶(hù)B到用戶(hù)A的傳輸路徑相同，所以，由用戶(hù)A 發(fā)起的到用戶(hù)B的雙向測(cè)量完成后(步驟14-15)，也就完成了用戶(hù)A收發(fā)雙向視頻應(yīng)用的傳 輸?shù)臏y(cè)量，同時(shí)也完成了用戶(hù)B到用戶(hù)A發(fā)收雙向視頻應(yīng)用的傳輸測(cè)量；步驟16:成功啟動(dòng)用戶(hù)A與用戶(hù)B之間的DVTS應(yīng)用；如果用戶(hù)A到用戶(hù)B的傳輸路徑與用戶(hù)B到用戶(hù)A的傳輸路徑不相同，執(zhí)行步驟； 步驟17:同理，仿照步驟16-18，可完成用戶(hù)B到用戶(hù)A沿?cái)?shù)據(jù)包傳輸路徑上故障段的 發(fā)現(xiàn)與解決，從而完成用戶(hù)B到用戶(hù)A發(fā)收雙向視頻應(yīng)用的傳輸測(cè)量。


圖l支持高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用測(cè)量服務(wù)器、自動(dòng)注冊(cè)、査詢(xún)服務(wù)器及管理數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器部署及網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)涫疽鈭D； 圖2本發(fā)明的所述方法的流程框圖；圖3域名系統(tǒng)標(biāo)識(shí)方法和分布式查詢(xún)方法流程框圖(IP地址到AS號(hào)碼査詢(xún)及AS號(hào)碼到域名/IP地址查詢(xún))； 圖4測(cè)量服務(wù)器工作模式a:測(cè)量服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)主動(dòng)模式，b:測(cè)量服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)反射模式， C:測(cè)量服務(wù)器與測(cè)量客戶(hù)機(jī)反射模式； 圖5 a: DVTS真實(shí)視頻數(shù)據(jù)報(bào)文格式，b:具有與DVTS視頻流相同傳輸特征的隨機(jī)數(shù)據(jù)流報(bào)文格式； 圖6分布式測(cè)量網(wǎng)頁(yè)服務(wù)方法工作示意圖； 圖7實(shí)驗(yàn)測(cè)量環(huán)境測(cè)量服務(wù)器部署及網(wǎng)絡(luò)連接示意圖； 圖1中用到的部分名詞解釋如下。*RS:注冊(cè)管理服務(wù)器(registration server) *QS:査詢(xún)服務(wù)器(query server) 參MS:觀!j量月艮務(wù)器(measurement server) DB: 數(shù)據(jù)庫(kù)月艮務(wù)器(general management server) *IP:互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址(InternetProtocol) AS: 自治域號(hào)碼(Autonomouse System Number) *DNS:域名服務(wù)器(DomainName System)*BGP路由表外部路由協(xié)議路由表(Border gateway Protocol Table)具體實(shí)施方式
本發(fā)明方法由三個(gè)核心部分有機(jī)組成l)可擴(kuò)展的分布式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量服務(wù)器自動(dòng)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)與管理方法；2)支持互聯(lián)網(wǎng)高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用測(cè)量方法。本發(fā)明所述總 體方法流程圖如圖2所示。一.可擴(kuò)展的分布式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量服務(wù)器自動(dòng)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)與管理方法本發(fā)明方法包括互聯(lián)網(wǎng)測(cè)量服務(wù)器自動(dòng)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)方法和測(cè)量服務(wù)器列表動(dòng)態(tài)管理方法。涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括1. 新增測(cè)量服務(wù)器向注冊(cè)管理服務(wù)器自動(dòng)報(bào)告技術(shù)；2. 新增測(cè)量服務(wù)器測(cè)量功能和性能自動(dòng)測(cè)試技術(shù)；3. 新增測(cè)量服務(wù)器IP地址到聚類(lèi)組(AS號(hào)碼)的査找技術(shù)；4. 聚類(lèi)組自治域AS號(hào)碼到測(cè)量服務(wù)器IP地址的査找方法；5. 數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)更新和維護(hù)技術(shù)?；ヂ?lián)網(wǎng)測(cè)量服務(wù)器自動(dòng)注冊(cè)方法包括第1， 2， 3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；測(cè)量服務(wù)器列表動(dòng)態(tài)管理 方法包括第2， 3， 4， 5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。圖1所示互聯(lián)網(wǎng)上跨多個(gè)自治域的用戶(hù)A與用戶(hù)B之間沿從A到B的傳輸路徑上傳輸數(shù) 據(jù)(穿越自治域X、 Y、 Z)，在這些自治域中分別部署了若干測(cè)量服務(wù)器MS^、 MSx2、 MSx3、 MSyl、 MSy2、 MSzl、 MSz2。其中，MSx,是新增服務(wù)器，MSx2、 MSx3、 MSyl、 MSy2、 MSzl、 MSa是己注冊(cè)的測(cè)量服務(wù)器。注冊(cè)管理服務(wù)器RS，査詢(xún)服務(wù)器QSp數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB等均 連接到互聯(lián)網(wǎng)上?；ヂ?lián)網(wǎng)上任一臺(tái)新增服務(wù)器的注冊(cè)及所有已注冊(cè)服務(wù)器的管理過(guò)程需依次完成以下步驟步驟(1):初始化-1) 測(cè)量服務(wù)器連入互聯(lián)網(wǎng)后，可靜態(tài)配置或動(dòng)態(tài)獲得IP地址，新增測(cè)量服務(wù)器 MSxl的IP地址為x.y.z.w;2) 在測(cè)量服務(wù)器上安裝多種網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具的服務(wù)器模塊功能，如iperf,ssmpd, Dvmcast等及對(duì)應(yīng)的自動(dòng)注冊(cè)功能模塊；3) 在注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)上安裝域名(DNS)服務(wù)模塊及多種網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具 對(duì)應(yīng)的客戶(hù)端模塊；4) 在査詢(xún)服務(wù)器QS!上安裝域名(DNS)服務(wù)模塊及可由其路由器導(dǎo)入的BGP 路由表；5) 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB上安裝SQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。步驟(2):新增測(cè)量服務(wù)器開(kāi)機(jī)運(yùn)行(能提供Iperf測(cè)量服務(wù))，以特定格式向注冊(cè)管理服務(wù)器發(fā)送特定的信息，構(gòu)成為注冊(cè)特定字符.可提供的測(cè)量功能.次高級(jí)域名.最高級(jí)域名，格式為reg.iperf.foo.bar ;步驟(3):注冊(cè)管理服務(wù)器分析査詢(xún)?nèi)罩?，?duì)符合上述域名格式的請(qǐng)求，可初步確定其可能是能提供iperf功能的新增測(cè)量服務(wù)器，且其IP地址為x.y.z.w，將其IP地址通知數(shù)據(jù) 庫(kù)服務(wù)器DB暫存并紀(jì)錄該服務(wù)器可能提供的測(cè)量功能；不符合條件的，將其忽略；步驟(4):數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB査詢(xún)?cè)趦?cè)的注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)列表，如果該地址不在列表中，或 離上次注冊(cè)時(shí)間24小時(shí)以上，執(zhí)行步驟5;如果該地址己在列表中，且離上次注冊(cè)時(shí)間24 小時(shí)以?xún)?nèi)，認(rèn)為其已經(jīng)完成注冊(cè)，執(zhí)行步驟ll;步驟(5):注冊(cè)管理服務(wù)器根據(jù)其可能提供的測(cè)量功能，調(diào)用自己相應(yīng)的測(cè)量功能客戶(hù) 端模塊，對(duì)具有以上IP地址的測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行所設(shè)定的測(cè)量功能認(rèn)證及性能測(cè)試；若同一自 治域內(nèi)有多臺(tái)測(cè)量服器，注冊(cè)管理服務(wù)器將對(duì)多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器分別進(jìn)行測(cè)量功能認(rèn)證及性能 測(cè)試；步驟(6):如果通過(guò)了功能測(cè)試，注冊(cè)服務(wù)器向査詢(xún)服務(wù)器QS,查詢(xún)?cè)揑P地址對(duì)應(yīng)的自 治域號(hào)碼AS:X;如果沒(méi)有通過(guò)測(cè)試，注冊(cè)服務(wù)器通知數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將該IP地址刪除；步驟(7):將查到的以IP地址、AS自治域號(hào)碼數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。并根據(jù)同一自治域內(nèi)多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器的所設(shè)定的同一測(cè)量功能的測(cè)試性能進(jìn)行排序，將最優(yōu)性能者作為該自治域首選測(cè)量服務(wù)器提供服務(wù)；步驟(8):將步驟(6)中查詢(xún)服務(wù)器(QS!)査到的AS號(hào)碼，采用自治域AS號(hào)碼到 測(cè)量服務(wù)器IP地址的查找方法，向注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)逐個(gè)地發(fā)出由所得到的AS號(hào)碼和 注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)域名共同構(gòu)造的新域名x.iperf.foo.bar，同時(shí)發(fā)出域名解析請(qǐng)求，獲得 具有該IP地址的測(cè)量服務(wù)器的域名；步驟(9):數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB將以(測(cè)量服務(wù)器IP地址，AS號(hào)碼，域名，可提供的測(cè) 量功能，性能指標(biāo)，注冊(cè)時(shí)間)記錄格式保存己注冊(cè)測(cè)量服務(wù)器的有關(guān)參數(shù)，正式寫(xiě)入注冊(cè) 數(shù)據(jù)庫(kù)列表，由注冊(cè)管理數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶(hù)提供域名服務(wù)；步驟(10):數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB定期對(duì)在冊(cè)的測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行輪詢(xún)，完成功能和性能測(cè)試， 通過(guò)功能測(cè)試的，保持原來(lái)記錄；不能通過(guò)功能測(cè)試的，刪除原來(lái)記錄，更新注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)列 表；步驟(11):重復(fù)步驟1-9，將多個(gè)新增服務(wù)器的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的注冊(cè)數(shù)據(jù) 庫(kù)中。新增測(cè)量服務(wù)器在開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)，以特定格式向注冊(cè)管理服務(wù)器發(fā)送特定的信息，構(gòu)成為注冊(cè)特定字符.可提供的測(cè)量功能.次高級(jí)域名.最高級(jí)域名，格式為reg.testtool.foo.bar。注冊(cè)管理服務(wù)器分析查詢(xún)?nèi)罩?，?duì)符合上述域名格式的請(qǐng)求，可初步確定其可能是能提供testtool功能的新增測(cè)量服務(wù)器，且其IP地址為x.y.z.w，將其IP地址通知數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB暫存并紀(jì)錄該服務(wù)器可能提供的測(cè)量功能；為了進(jìn)一步確認(rèn)該新增服務(wù)器是否就是測(cè)量服務(wù)器，注冊(cè)服務(wù)器使用該測(cè)量服務(wù)器所聲稱(chēng)能夠提供的服務(wù)所對(duì)應(yīng)的測(cè)量功能客戶(hù)端模塊與潛在的測(cè)量服務(wù)器上的測(cè)量功能服務(wù)器模塊進(jìn)行功能和性能測(cè)試。通過(guò)功能測(cè)試和性能測(cè)試的測(cè)量服務(wù)器將被確認(rèn)，獲得的測(cè)量性能數(shù)據(jù)將作為數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)更新某個(gè)自治域內(nèi)首選測(cè)量服務(wù)器的選擇依據(jù)。以上方法的核心技術(shù)是可擴(kuò)展的DNS標(biāo)示和分布式査詢(xún)技術(shù)?；谟蛎到y(tǒng)DNS的普 遍應(yīng)用已證明了該技術(shù)的可擴(kuò)展性，我們?cè)O(shè)計(jì)的可擴(kuò)展的互聯(lián)網(wǎng)測(cè)量服務(wù)器自動(dòng)發(fā)現(xiàn)與管理 方案的特點(diǎn)之一是巧妙地采用已經(jīng)成熟并被大量使用的基于域名系統(tǒng)的査詢(xún)技術(shù)。這個(gè)方案 包括兩個(gè)依次實(shí)現(xiàn)的步驟由查詢(xún)服務(wù)器QS!完成網(wǎng)絡(luò)IP地址到自治域號(hào)碼(AS號(hào)碼)的 域名服務(wù)，由査詢(xún)服務(wù)器QS2完成自治域號(hào)碼(AS號(hào)碼)到測(cè)量服務(wù)器域名/地址(IP地址) 的域名服務(wù)，其域名表示方法及流程圖如圖3所示。網(wǎng)絡(luò)IP地址到聚類(lèi)組(AS號(hào)碼)的査找方法，其核心是基于自治域號(hào)碼(AS號(hào)碼)的 聚類(lèi)方案。根據(jù)初歩得到的測(cè)量服務(wù)器IP地址及從任何具有全球路由表的運(yùn)行外部路由協(xié)議(BGP協(xié)議)的路由器中得到的由網(wǎng)絡(luò)地址(IP地址)到自治域號(hào)碼(AS號(hào)碼)的映射， 可以找到該測(cè)量服務(wù)器所在的自治域號(hào)碼。假設(shè)査詢(xún)服務(wù)QSi的域名為asn.routeview.org，在 該服務(wù)器上運(yùn)行DNS服務(wù)，并注冊(cè)到上一級(jí)的DNS服務(wù)器，使得由*.asn.routeview.org構(gòu)成的 域名的解析服務(wù)由服務(wù)器QSi完成。這樣，客戶(hù)端如果要進(jìn)行某IP地址(如a.b.c.d)的AS號(hào) 碼的查詢(xún)，可以根據(jù)IP地址構(gòu)成域名d.c.b.a.ans.routeview.org進(jìn)行域名解析。QS,根據(jù)BGP 路由表把査詢(xún)結(jié)果作為DNS的TXT域的數(shù)據(jù)(text field),用DNS的回答包的格式返回相應(yīng)的 網(wǎng)絡(luò)地址塊和自治域號(hào)碼(AS號(hào)碼)，例如aslOO給用戶(hù)。將己通過(guò)測(cè)量功能一致性測(cè)試的測(cè)量服務(wù)器的記錄對(duì)(AS號(hào)碼，測(cè)量服務(wù)器IP地址) 寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果同一自治域內(nèi)有多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器時(shí)，對(duì)多臺(tái)測(cè)量服 務(wù)器的測(cè)量功能的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，按照性能的好壞依次排序。利用注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)本身具有的域名服務(wù)功能，根據(jù)獲得的AS號(hào)碼(aslOO)，構(gòu) 成新的域名aslOO.tes加ol.foo.bar， RS根據(jù)測(cè)量服務(wù)器注冊(cè)的域名數(shù)據(jù)庫(kù)將査詢(xún)結(jié)果用DNS 的回答包的格式返回aslOO的測(cè)量服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)IP地址w.x.y.z給用戶(hù)，同時(shí)獲得其域名為 aslOO.testtool.foo.bar，由注冊(cè)管理數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶(hù)提供域名服務(wù)。(如圖3所示)。綜合以上兩步查詢(xún)，當(dāng)用戶(hù)通過(guò)traceroute得到一系列網(wǎng)絡(luò)IP地址如a.b.c.d，可以構(gòu)造 相應(yīng)的域名d.c.b.a.testtool.foo.bar，向注冊(cè)管理服務(wù)器RS發(fā)出域名解析請(qǐng)求，根據(jù)注冊(cè)服務(wù) 器數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容，得到沿路各自治域內(nèi)最優(yōu)測(cè)量服務(wù)器的IP地址。為了保證測(cè)量服務(wù)器列表的有效性，注冊(cè)服務(wù)器定期對(duì)于已注冊(cè)的測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行功能 和性能測(cè)試，并向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器報(bào)告。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器動(dòng)態(tài)更新測(cè)量服務(wù)器列表排序，并對(duì)于 不能提供服務(wù)的測(cè)試服務(wù)器，刪除其記錄。二.支持互聯(lián)網(wǎng)高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用測(cè)量方法本發(fā)明方法由以下三個(gè)部分有機(jī)組成(1) 基于服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的測(cè)量方法；(2) 基于服務(wù)器與客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)結(jié)合的測(cè)量方法；(3) 分布式測(cè)量服務(wù)方法。 支持高性能實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用測(cè)量服務(wù)器部署及網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)涫疽鈭D如圖1所示。位于自治域X的用戶(hù)A和位于自治域Z的用戶(hù)B需要進(jìn)行高性能實(shí)時(shí)視頻通信，假設(shè)用戶(hù)A到用戶(hù) B的傳輸路徑與用戶(hù)B到用戶(hù)A的傳輸路徑相同，所使用的應(yīng)用系統(tǒng)為DVTS。DVTS應(yīng)用用戶(hù)進(jìn)行高性能視頻通信前或應(yīng)用不成功時(shí)，使用本發(fā)明方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用 性能測(cè)量，進(jìn)行故障診斷所需完成的步驟如下步驟(1):初始化用戶(hù)A和用戶(hù)B在主機(jī)上安裝數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)(DVTSA、 DVTSB ) 及測(cè)量客戶(hù)機(jī)(MCA 、 MCB)系統(tǒng)(dvping)，在用戶(hù)A、 B所屬子網(wǎng)內(nèi)各安裝測(cè)量服務(wù)器 (MSA 、 MSB)系統(tǒng)(Dvmcast),沿用戶(hù)A的到用戶(hù)B或用戶(hù)B到用戶(hù)A雙向傳輸路徑上 的各自治域(AS)內(nèi)經(jīng)"可擴(kuò)展的分布式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量服務(wù)器自動(dòng)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)與管理方法" 中得到的各自治域內(nèi)性能最佳的測(cè)量服務(wù)器(MSxl、 MSyl、 MSzl);步驟(2):用戶(hù)A使用測(cè)量客戶(hù)機(jī)(MCA)對(duì)用戶(hù)B子網(wǎng)內(nèi)的測(cè)量服務(wù)器(MSB)發(fā)起連接，完成服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的主動(dòng)測(cè)量模式及服務(wù)器與客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)結(jié)合、服務(wù)器與應(yīng) 用系統(tǒng)結(jié)合的反射測(cè)量模式，測(cè)量雙向性能，包括延時(shí)、丟包及傳輸速率。如滿(mǎn)足要求，即 可進(jìn)行應(yīng)用通信；步驟(3):如步驟2執(zhí)行后，性能不能滿(mǎn)足要求，則用戶(hù)A使用測(cè)量客戶(hù)機(jī)(MCA)對(duì) 自治域系統(tǒng)(AS=Z)的測(cè)量服務(wù)器(MSzl)發(fā)起連接，測(cè)量雙向性能，包括延時(shí)、丟包及傳 輸速率。如滿(mǎn)足要求，說(shuō)明問(wèn)題出在自治域Z到用戶(hù)B的網(wǎng)絡(luò)段。與相應(yīng)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)管理員 聯(lián)系，解決問(wèn)題；如不能滿(mǎn)足要求，執(zhí)行步驟(4);步驟(4):重復(fù)步驟(3)，用戶(hù)A使用測(cè)量客戶(hù)機(jī)(MCA)對(duì)自治域系統(tǒng)(AS=Y)的 測(cè)量服務(wù)器(MSyl)及自治域系統(tǒng)(AS-X)的測(cè)量服務(wù)器(MSxl)發(fā)起連接，重復(fù)步驟(2)，測(cè)量雙向性能，包括延時(shí)、丟包及傳輸速率。如滿(mǎn)足要求，說(shuō)明問(wèn)題出在自治域Y到用戶(hù)B 的網(wǎng)絡(luò)段。與相應(yīng)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)管理員聯(lián)系，解決問(wèn)題；如不能滿(mǎn)足要求，執(zhí)行步驟(5);步驟(5):仿照步驟(3)， (4)，完成用戶(hù)A與自治域AS:X內(nèi)的測(cè)量服務(wù)器MS^及用 戶(hù)所在子網(wǎng)內(nèi)測(cè)量服務(wù)器MSA的測(cè)量，逐步找到傳輸路徑的瓶頸，與相應(yīng)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)管理員 聯(lián)系，解決問(wèn)題；步驟(6):沿A到B方向，逐點(diǎn)與各自治域的網(wǎng)絡(luò)管理員協(xié)調(diào)，逐點(diǎn)解決問(wèn)題； 如果用戶(hù)A到用戶(hù)B的傳輸路徑與用戶(hù)B到用戶(hù)A的傳輸路徑相同，所以，由用戶(hù)A發(fā)起的到用戶(hù)B的雙向測(cè)量完成后(步驟(2-6))，也就完成了用戶(hù)A收發(fā)雙向視頻應(yīng)用的傳輸?shù)臏y(cè)量，同時(shí)也完成了用戶(hù)B到用戶(hù)A發(fā)收雙向視頻應(yīng)用的傳輸測(cè)量；如果用戶(hù)A到用戶(hù)B的傳輸路徑與用戶(hù)B到用戶(hù)A的傳輸路徑不相同，執(zhí)行步驟7;步驟(7):仿照步驟(2-6)，可完成用戶(hù)B到用戶(hù)A沿?cái)?shù)據(jù)包傳輸路徑上故障段的發(fā)現(xiàn)與解決，完成用戶(hù)B到用戶(hù)A發(fā)收雙向視頻應(yīng)用的傳輸測(cè)量。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法與應(yīng)用DVTS應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的測(cè)量方法，統(tǒng)一視頻應(yīng)用用戶(hù)、應(yīng)用系統(tǒng)工程師和網(wǎng)絡(luò)工程師對(duì)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的描述語(yǔ)言和自主測(cè)量的問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了測(cè)量服務(wù)器(Dvmcast)，它既可與DVTS應(yīng)用程序結(jié)合，測(cè)量網(wǎng)絡(luò)承載高帶寬測(cè)量網(wǎng)絡(luò)單向和雙向的性能，為測(cè)量者提供視頻/音頻傳輸性能的主觀評(píng)價(jià)，又可以與模擬真實(shí)DVTS視頻流數(shù)據(jù)的客戶(hù)機(jī)結(jié)合，為測(cè)量者提供視頻/音頻傳輸性能的數(shù)據(jù)報(bào)告。 開(kāi)發(fā)的測(cè)量服務(wù)器(dvmcast)具有兩種工作模式，(1) 主動(dòng)模式根據(jù)設(shè)置，服務(wù)器可以讀文件中存儲(chǔ)的DVTS文件，并以DVTS的格式 發(fā)到指定的目的地址，目的地主機(jī)啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的DVTS應(yīng)用程序可以接收并顯示相應(yīng)的視頻和 音頻，如圖4.a所示。在這種模式下可配置的參數(shù)為* -4|6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(版本4或版本6)* -noloop無(wú)循環(huán)播放* -dvffv—file指定DVTS文件* -d dst_addr dst_port發(fā)送到的目標(biāo)地址和目標(biāo)端口同時(shí)，用戶(hù)可獲得傳輸DVTS視頻文件時(shí)間段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率(所占帶寬)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù) 曲線(xiàn)圖。橫軸表示測(cè)量時(shí)間段，縱軸表示傳輸速率值。(2) 反射模式服務(wù)器可以把收到的實(shí)時(shí)DVTS (或其他UDP報(bào)文)視頻流反射回發(fā)送 主機(jī)，如圖4.b所示。在這種模式下，可配置的參數(shù)為* -4|6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(版本4或版本6)* -asmgrp接收任意源組播(ASM)組地址* -ssmsrcgrp接收特定源組播(SSM)源地址和組地址* -rprcv_port接收端口 (默認(rèn)為8000)* -echech_port目標(biāo)端口 (默認(rèn)為8000)以上兩種模式除用于服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合外，為了在不需架設(shè)真實(shí)DVTS外設(shè)的情況 下，方便地測(cè)量網(wǎng)絡(luò)性能，統(tǒng)一視頻應(yīng)用使用者和網(wǎng)絡(luò)工程師對(duì)網(wǎng)絡(luò)描述問(wèn)題的語(yǔ)言和自主 測(cè)量的問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了測(cè)量客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)(dvping)，它可以模擬產(chǎn)生與真實(shí)的DVTS視頻流 傳輸特征相同的隨機(jī)數(shù)據(jù)流，與測(cè)量服務(wù)器(Dvmcast)結(jié)合，工作于反射模式，測(cè)量網(wǎng)絡(luò)雙 向性能。以命令行方式為測(cè)量者提供網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的數(shù)據(jù)報(bào)告。模擬隨機(jī)數(shù)據(jù)流的基本原理如下互聯(lián)網(wǎng)上每個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸時(shí)，都攜帶固定的5+元組傳輸特征，它們是源IP地址、目標(biāo)IP地址、源傳輸端口，目標(biāo)傳輸端口，傳輸協(xié)議， 傳輸報(bào)文格式。模擬DVTS傳輸特征的隨機(jī)數(shù)據(jù)流就是采用與DVTS的5+元組相同傳輸特征 的數(shù)據(jù)流作為客戶(hù)端主動(dòng)測(cè)量的"探針"。DVTS真實(shí)視頻流報(bào)文格式如圖5.a所示，模擬隨 機(jī)數(shù)據(jù)流的報(bào)文格式如圖5.b所示。其中IP頭包括對(duì)端的IP地址和本機(jī)地址；UDP頭包括 指定的對(duì)端端口 (DVTS: 8000)和本端指定或隨機(jī)選擇的端口； RTP頭包括時(shí)間戳，用來(lái)計(jì) 算丟包、延時(shí)和傳輸速率；DVDIF塊內(nèi)的數(shù)據(jù)可隨機(jī)產(chǎn)生，塊的數(shù)量根據(jù)所要傳輸?shù)乃俾蕸Q 定。測(cè)量服務(wù)器和測(cè)量客戶(hù)機(jī)的反射工作模式如圖4.c所示，可配置的參數(shù)為* -p snd_port發(fā)送端口 (默認(rèn)為8000)* -rprcv_port接收端口 (默認(rèn)為8000)* -t period測(cè)試周期(秒)* -bw bandwidth測(cè)試速率(bps/kbps/Mbps)* host目標(biāo)地址(或域名)* -4|6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(版本4或版本6)* -asmgrp接收任意源組播(ASM)組地址* -ssmsrcgrp接收特定源組播(SSM)源地址和組地址其中發(fā)送的測(cè)試速率從1Mbps開(kāi)始，每隔10秒，倍增至2Mbps， 4Mbps， 8Mbps， 16Mbps， 直至達(dá)到DVTS最大傳輸帶寬的32Mbps。測(cè)量服務(wù)器與測(cè)量客戶(hù)機(jī)共同工作測(cè)量的網(wǎng)絡(luò)性能包括雙向丟包、延時(shí)和傳輸速率。 我們根據(jù)如下公式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)。丟包率， /ost pactos "、/o^ =-- (1)附ox _ se《—/w/w—+1其中max—seq和min—s叫分別是窗口內(nèi)的最大、最小包序號(hào)，lost_packets是窗口內(nèi)缺失的包序號(hào)數(shù)。雙向延時(shí)<formula>formula see original document page 19</formula>其中rt是接收時(shí)間；St是發(fā)送時(shí)間；W是衰減系數(shù)，介于0 1之間，它使結(jié)果可以代表 一段時(shí)間內(nèi)的平均狀態(tài)。傳輸速率Z歸，<formula>formula see original document page 19</formula>其中max—seq和min一seq分別是窗口內(nèi)的最大、最小包序號(hào)，Bi是收到包的byte數(shù)。為了防止如此大流量測(cè)量"探針"數(shù)據(jù)被用來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擁塞攻擊，使用該方法時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)性能較差(丟包率達(dá)到一定數(shù)值時(shí))，客戶(hù)機(jī)"探針"將限流發(fā)送，使用當(dāng)前發(fā)送速率進(jìn)行一次測(cè)量，發(fā)送速率不再增加。為了解決沿傳輸路徑分段測(cè)量的問(wèn)題，我們利用網(wǎng)頁(yè)(WEB)服務(wù)的通用網(wǎng)絡(luò)接口輸入 界面(CGI)包裝測(cè)量服務(wù)器和測(cè)量客戶(hù)機(jī)，如圖6所示，以解決遠(yuǎn)端服務(wù)器控制，安全控 制和服務(wù)器流量檢查等功能。具體包括(1) 用戶(hù)通過(guò)登陸網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的方式向通用網(wǎng)絡(luò)接口 CGI發(fā)送請(qǐng)求服務(wù)器發(fā)送DVTS視頻文件的信令，CGI將對(duì)申請(qǐng)用戶(hù)進(jìn)行身份認(rèn)證，檢查用戶(hù)請(qǐng)求的地址是否已經(jīng)在數(shù)據(jù) 庫(kù)中注冊(cè)，如已注冊(cè)，則執(zhí)行。(2) 用戶(hù)請(qǐng)求使用客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器機(jī)制與網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑上的測(cè)試服務(wù)器進(jìn)行性能測(cè)量，CGI將檢査用戶(hù)請(qǐng)求的地址是否已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)，如已注冊(cè)，則執(zhí)行。由于采用了網(wǎng)頁(yè)界面，因此在域名系統(tǒng)的配合下，可以方便地找到所需的測(cè)試服務(wù)器和 測(cè)試客戶(hù)機(jī)。已認(rèn)證用戶(hù)可以與沿?cái)?shù)據(jù)傳輸路徑上的所有測(cè)量服務(wù)器逐一進(jìn)行以上各種網(wǎng)絡(luò) 性能測(cè)量，并獲得測(cè)量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)測(cè)試的各種服務(wù)器部署及網(wǎng)絡(luò)連接情況如圖7所示。測(cè)試環(huán)境搭建在真實(shí)的互聯(lián)網(wǎng) 主干網(wǎng)上，含歐亞網(wǎng)和教育網(wǎng)，分別是自治域系統(tǒng)AS24489和AS4538。歐亞網(wǎng)香港節(jié)點(diǎn)前 后安裝三臺(tái)測(cè)量服務(wù)器，原有測(cè)試服務(wù)器的地址為202.179.243.3及202.112.35.32，新增測(cè)量 服務(wù)器的地址為202.179.244.105，分別位于自治域24489和自治域AS4538。注冊(cè)服務(wù)器、査 詢(xún)服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器位于教育網(wǎng)內(nèi)，注冊(cè)服務(wù)器的IP地址是202.112.35.31。此例中，假設(shè)新增測(cè)量服務(wù)器上(202.179.244.105)安裝了互聯(lián)網(wǎng)上常用的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具 iperf服務(wù)器端軟件后，該服務(wù)器內(nèi)安裝的由本專(zhuān)利描述的注冊(cè)模塊連續(xù)向注冊(cè)服務(wù)器 202.112.35.31連續(xù)發(fā)送6次域名査詢(xún)請(qǐng)求。表1顯示202.112.35.31上相應(yīng)的DNS査詢(xún)?nèi)罩?，通過(guò)分析査詢(xún)?nèi)罩?，可初步確定具有IP地址202.179.244.105的服務(wù)器可能是新增測(cè)量服務(wù)器。31-Ma卜2007 20:56:09.188 queries: info:XX+/2Q2,179.244.105/reg1,iperf.foo.bar/A/IN 31-Mar-2007 20:56:10.155 queries: info: XX+/202.179.244.105/reg2.iperf.foo.bar/A/IN 31-Mar-2007 20:56:10.509 queries: info: XX+/202.179.244.105/reg3.iperf.foo.bar/AyiN 31-Mar-2007 20:56:10.873 queries: info: XX+/202.179.244.105/reg4.iperf.foo.bar/AyiN 31-Mar-2007 20:56:11.380 queries: info: XX+/202.179.244.105/reg5.iperf.foo.bar/A/IN 31-Mar-2007 20:56:11.925 queries: info: XX+/202.179.244.105/reg6.iperf.foo.bar/A/IN表l注冊(cè)服務(wù)器域名査詢(xún)?nèi)罩咀?cè)服務(wù)器，啟動(dòng)其上安裝的iperf工具客戶(hù)端軟件對(duì)具有202.179.244.105地址的服務(wù)器 進(jìn)行的功能和性能測(cè)試(在此例中為iperfTCP測(cè)試)結(jié)果如表2所示。imini2一nms 2 iperf —c 202*173*244*105Client connecting to 202*173*244*105' TCP port 5001 TCP window size: 64*0 KByte (default)C 3] local 202*112,35*32 port 42578 connected with 202,173,244*105 port 5001 [3] O力-H sec 33*1 MBytes 7乙1 Mbits/sec iitiin丄2一nms 2 ■表2新增測(cè)試服務(wù)器功能和性能測(cè)試 測(cè)試結(jié)果表明202.179.244.105通過(guò)測(cè)試，注冊(cè)服務(wù)器接著利用域名服務(wù)(DNS)機(jī)制査詢(xún)服務(wù)器QSu得到202.179.244.105所對(duì)應(yīng)的自治域號(hào)碼為24489。然后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提交新增條目AS=24489， IP=202.179.244.105， PERFORMANCE=77.1Mbps數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器比較已有記錄(同一自治域內(nèi)，其他已注冊(cè)服務(wù)器，此例中，是具有IP地址為 202.170.243.3的服務(wù)器)，AS=24489， IP=202.179.243.3, PERFORMANCE=12.3Mbps根據(jù)性能數(shù)據(jù)比較結(jié)果，動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，對(duì)于自治域AS24489， iperf測(cè)試的首選測(cè)試 服務(wù)器為具有IP地址為202.179.244.105的服務(wù)器。最后，將(202.179.244.105， as24489.iperf.test.foo.bar， 24489, iperf， 07033l)記錄格式正式存入數(shù) 據(jù)庫(kù)服務(wù)器注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。使用本發(fā)明的技術(shù)方案中的網(wǎng)絡(luò)IP地址到聚類(lèi)組(AS號(hào)碼)的查找方法，所獲得的沿 傳輸路徑上逐跳IP地址映射到相應(yīng)的自治域號(hào)碼，其結(jié)果如表3所示。使用本發(fā)明的技術(shù)方案中的聚類(lèi)組(AS號(hào)碼)到測(cè)量服務(wù)器IP地址的查找方法，根據(jù) 自治域號(hào)碼，映射到各自治域內(nèi)測(cè)量服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)IP地址，結(jié)果如表3所示。<formula>formula see original document page 21</formula>(:s Xlic^ii論me:緣魂r幽ti 8&t:|: i.r 《\fl^麵際i誦詐t^ NiM^攀^Jri，》.i，:pl,i..，鍵，1， --1pin， 2B2.t7》-2嶙2.iB2 with dwtspe:Hor《t Si錢(qián)s雄te卿te3"13"1V is錢(qián)KS隱M接26 -23,'戸錢(qián)X表6網(wǎng)絡(luò)性能不佳時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù) 同理，如果用戶(hù)B希望與用戶(hù)A之間啟動(dòng)DVTS應(yīng)用，用戶(hù)B使用測(cè)量客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)(dvping運(yùn)行在MC2)與測(cè)量服務(wù)器202.179.244.105進(jìn)行測(cè)試網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試，結(jié)果如7所示。由表可見(jiàn)，測(cè)量結(jié)果無(wú)丟包現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)鏈路從用戶(hù)A-歐亞網(wǎng)香港節(jié)點(diǎn)-歐亞網(wǎng)北京節(jié)點(diǎn)-教育網(wǎng)主干-校園網(wǎng)-用戶(hù)B的性能滿(mǎn)足DVTS應(yīng)用要求，可以進(jìn)行DVTS應(yīng)用雙向視頻通信。imini2一nms 2 dvping 202+173+242*102 ping 202+173+242+102 with dvts data: send port:8000 recv port:8000period:10 srev—pktsnd ratelossrtt1Mbps1Mbps023*031ms182418242Mbps2Mbps0%3*14ms36464MbpsOX3+13ms723072308Mbps023+258ms1457714577■bpslGMbps0《3*426ms231522315232Mbps32Mbps0《3*835msimini2一門(mén)ms %表7網(wǎng)絡(luò)性能很好時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù) 用戶(hù)A使用DVTS系統(tǒng)對(duì)測(cè)量服務(wù)器202.179.244.105進(jìn)行測(cè)試，收到服務(wù)器發(fā)送的DVTS視頻文件如圖10所示。(計(jì)算機(jī)截屏圖)圖象質(zhì)量良好，說(shuō)明從202.179.244.105到用戶(hù)A的單向視頻通信正常。傳輸DVTS文件時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)曲線(xiàn)圖如圖11所示。橫軸表示測(cè)量時(shí)間段， 縱軸表示傳輸速率值。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果達(dá)到了本發(fā)明預(yù)期的測(cè)量要求。新增測(cè)試服務(wù)器利用域名DNS的査詢(xún)方法 自動(dòng)對(duì)注冊(cè)服務(wù)器進(jìn)行注冊(cè)，注冊(cè)服務(wù)器初步確認(rèn)后，對(duì)該測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行功能和性能測(cè)試， 通過(guò)測(cè)試后，利用該服務(wù)器的IP地址査詢(xún)其相應(yīng)的自治域號(hào)碼。根據(jù)測(cè)試性能優(yōu)劣，對(duì)同一 個(gè)自治域內(nèi)的多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行排序，將具有最優(yōu)測(cè)試性能的服務(wù)器作為沿傳輸路徑上各 自治域提供自動(dòng)測(cè)量的首選服務(wù)器，提供服務(wù)。并通過(guò)域名DNS服務(wù)器提供查詢(xún)服務(wù)，獲得 測(cè)量服務(wù)器域名。網(wǎng)絡(luò)路由跟蹤traceroute工具所獲得的一系列網(wǎng)絡(luò)IP地址，逐個(gè)通過(guò)第一次域名映射服務(wù)，可以得到其對(duì)應(yīng)的自治域號(hào)碼(AS號(hào)碼)。然后，通過(guò)第二次域名映射服 務(wù)，可以得到每個(gè)自治域號(hào)碼所對(duì)應(yīng)的測(cè)量服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)IP地址。在此基礎(chǔ)上，采用模擬真實(shí) 實(shí)時(shí)視頻的隨機(jī)數(shù)據(jù)流和真實(shí)實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)流作為測(cè)量"探針"，運(yùn)用基于主動(dòng)模式和反射模 式的服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)測(cè)量方法、基于反射模式的服務(wù)器與客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)的測(cè)量方法，有效地 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法與應(yīng)用DVTS系統(tǒng)的互通，統(tǒng)一了視頻應(yīng)用用戶(hù)、應(yīng)用系統(tǒng)工程師和網(wǎng) 絡(luò)工程師對(duì)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的描述語(yǔ)言，建立了全時(shí)的自動(dòng)、自主測(cè)量的環(huán)境問(wèn)題，為測(cè)量者提供 了基于命令行的數(shù)據(jù)報(bào)告及基于視頻/音頻的主觀評(píng)價(jià)。分布式測(cè)量方法的使用，可以進(jìn)行分 段測(cè)量，快速地找到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i，為使網(wǎng)絡(luò)能夠支持互聯(lián)網(wǎng)高性能視頻應(yīng)用提供調(diào)整依 據(jù)。
權(quán)利要求
1、支持互聯(lián)網(wǎng)高帶寬實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的可擴(kuò)展測(cè)量方法包含依次實(shí)現(xiàn)的以下步驟步驟(1)初始化用戶(hù)A和用戶(hù)B分別在各自主機(jī)MCA、MCB上安裝數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)DVTSA、DVTSB以及測(cè)量客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)dvping；在用戶(hù)A、用戶(hù)B各自所在的子網(wǎng)內(nèi)分別安裝帶有DVTS測(cè)量服務(wù)器系統(tǒng)Dvmcast系統(tǒng)的測(cè)量服務(wù)器MSA、MSB；在沿用戶(hù)A到用戶(hù)B，或者用戶(hù)B到用戶(hù)A的雙向傳輸路徑上的各個(gè)自治域AS內(nèi)分別安裝至少一臺(tái)上述的測(cè)量服務(wù)器；該測(cè)量測(cè)量過(guò)程包括兩種工作模式主動(dòng)模式和反射模式；主動(dòng)模式服務(wù)器端命令行中配置以下參數(shù)IPv4版本或IPv6版本的協(xié)議、無(wú)循環(huán)/循環(huán)播放、指定DVTS視頻文件名、發(fā)到的目的地址和目標(biāo)端口號(hào)(單播)/組播組地址及端口號(hào)(組播)，以便該測(cè)量服務(wù)器讀取存儲(chǔ)的DVTS視頻文件，并以DVTS的視頻流方式發(fā)到指定的目的地址，供經(jīng)認(rèn)證用戶(hù)接收并顯示相應(yīng)的DVTS應(yīng)用程序的音頻和視頻流；客戶(hù)端命令行中配置以下參數(shù)測(cè)量服務(wù)器地址及端口號(hào)；反射模式服務(wù)器端命令行中配置以下參數(shù)IPv4版本或IPv6版本，接收任意源組播ASM的組地址，接收特定源組播SSM源地址和組地址(組播)，接收端口號(hào)以及目標(biāo)端口號(hào)(單播)，以便所述測(cè)量服務(wù)器把收到的實(shí)時(shí)DVTS視頻流反射回發(fā)送主機(jī)；所述測(cè)量客戶(hù)機(jī)用以模擬產(chǎn)生與真實(shí)的DVTS視頻流傳輸特征相同的隨機(jī)數(shù)據(jù)流，以便與所述測(cè)量服務(wù)器相結(jié)合，測(cè)量承載高帶寬應(yīng)用時(shí)的單向和雙向網(wǎng)絡(luò)性能，所述隨機(jī)數(shù)據(jù)流采用了具有與DVTS的5+元組相同傳輸特征的數(shù)據(jù)流來(lái)作為用戶(hù)端主動(dòng)測(cè)量的“探針”，該隨機(jī)數(shù)據(jù)流具有以下報(bào)文格式IP頭，包括對(duì)端的IP地址和本機(jī)地址，UDP頭，包括指定的對(duì)端端口和本機(jī)指定或隨機(jī)選擇的端口，RTP頭，包括時(shí)間截，用于計(jì)算丟包，延時(shí)和傳輸速率，DV-DIF塊，其中的數(shù)據(jù)隨機(jī)產(chǎn)生，塊的數(shù)量取決于議定的傳輸速率；客戶(hù)端命令行中配置以下參數(shù)服務(wù)器地址及端口號(hào)；沿用戶(hù)A到B或沿用戶(hù)B到A數(shù)據(jù)傳輸路徑上的M個(gè)自治域內(nèi)分別部署了至少一臺(tái)測(cè)量服務(wù)器MSj，j＝1、2、3……M；，考慮A、B所在子網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器，沿A至B方向，分別是MSA，MS1，……MSM-1，MSM MSB；每臺(tái)測(cè)量服務(wù)器MS連入互聯(lián)網(wǎng)，靜態(tài)配置或動(dòng)態(tài)獲得該新增測(cè)量服務(wù)器的IP地址為x.y.z.w；在每臺(tái)測(cè)量服務(wù)器上安裝多種測(cè)量工具的服務(wù)器端模塊及其對(duì)應(yīng)的自動(dòng)注冊(cè)功能模塊；在注冊(cè)管理服務(wù)器RS上安裝域名DNS服務(wù)模塊，使之具有testtool.foo.bar子域的域名服務(wù)的功能，提供形如*.testtool.foo.bar的域名解析服務(wù)；同時(shí)，在注冊(cè)管理服務(wù)器上安裝與上述多種測(cè)量工具服務(wù)器端模塊對(duì)應(yīng)的客戶(hù)端模塊；將全球邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP的路由表導(dǎo)入與之相連的BGP路由表查詢(xún)服務(wù)器(QS1)，查詢(xún)服務(wù)器(QS1)的域名是test1.foo.bar，QS1注冊(cè)到其上一級(jí)域名服務(wù)器，其域名是*.foo.bar，用以完成用戶(hù)對(duì)(此例中是用戶(hù)A和用戶(hù)B)之間傳輸路徑上沿各自治域內(nèi)邊界路由器的IP地址x.y.z.w所構(gòu)成的w.z.y.x.test1.foo.bar的文本域(TXT)域名解析服務(wù)，從而查找到對(duì)應(yīng)的自治域號(hào)碼(as***)；在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB上安裝SQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，以測(cè)量服務(wù)器IP地址，域名，AS號(hào)碼，可提供的測(cè)量功能，性能指標(biāo)，注冊(cè)時(shí)間等數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的記錄格式保存已注冊(cè)測(cè)量服務(wù)器的有關(guān)參數(shù)；步驟(2)新增測(cè)量服務(wù)器開(kāi)機(jī)運(yùn)行，以特定形式構(gòu)成的域名格式向注冊(cè)管理服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求認(rèn)證和注冊(cè)信息，構(gòu)成為注冊(cè)特定字符.可提供的測(cè)量功能.次高級(jí)域名.最高級(jí)域名，格式為reg.testtool.foo.bar；步驟(3)注冊(cè)管理服務(wù)器分析查詢(xún)?nèi)罩荆瑢?duì)符合上述域名格式的請(qǐng)求，可初步確定其可能是能提供testtool功能的新增測(cè)量服務(wù)器，且其IP地址為x.y.z.w，將其IP地址通知數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB暫存并紀(jì)錄該服務(wù)器可能提供的測(cè)量功能；不符合條件的，將其忽略；步驟(4)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB查詢(xún)?cè)趦?cè)的注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)列表，如果該地址不在列表中，或離上次注冊(cè)時(shí)間24小時(shí)以上，執(zhí)行步驟5；如果該地址已在列表中，且離上次注冊(cè)時(shí)間24小時(shí)以?xún)?nèi)，認(rèn)為其已經(jīng)完成注冊(cè)，執(zhí)行步驟11；步驟(5)注冊(cè)管理服務(wù)器根據(jù)其可能提供的測(cè)量功能，調(diào)用自己相應(yīng)的測(cè)量功能客戶(hù)端模塊，對(duì)具有以上IP地址的測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行所設(shè)定的測(cè)量功能認(rèn)證及性能測(cè)試；若同一自治域內(nèi)有多臺(tái)測(cè)量服器，注冊(cè)管理服務(wù)器將對(duì)多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器分別進(jìn)行測(cè)量功能認(rèn)證及性能測(cè)試；步驟(6)如果通過(guò)了功能測(cè)試，注冊(cè)服務(wù)器向查詢(xún)服務(wù)器QS1查詢(xún)?cè)揑P地址對(duì)應(yīng)的自治域號(hào)碼AS；如果沒(méi)有通過(guò)測(cè)試，注冊(cè)服務(wù)器通知數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將該IP地址刪除；步驟(7)將查到的以IP地址、AS自治域號(hào)碼數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并根據(jù)同一自治域內(nèi)多臺(tái)測(cè)量服務(wù)器的所設(shè)定的同一測(cè)量功能的測(cè)試性能進(jìn)行排序，將最優(yōu)性能者作為該自治域首選測(cè)量服務(wù)器提供服務(wù)；步驟(8)將步驟(6)中查詢(xún)服務(wù)器(QS1)查到的AS號(hào)碼，采用自治域AS號(hào)碼到測(cè)量服務(wù)器IP地址的查找方法，向注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)逐個(gè)地發(fā)出由所得到的AS號(hào)碼和注冊(cè)管理服務(wù)器(RS)域名共同構(gòu)造的新域名as***.testtool.foo.bar，同時(shí)發(fā)出域名解析請(qǐng)求，獲得具有該IP地址的測(cè)量服務(wù)器的域名；步驟(9)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB將以(測(cè)量服務(wù)器IP地址，AS號(hào)碼，域名，可提供的測(cè)量功能，性能指標(biāo)，注冊(cè)時(shí)間)記錄格式保存已注冊(cè)測(cè)量服務(wù)器的有關(guān)參數(shù)，正式寫(xiě)入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)列表，由注冊(cè)管理數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶(hù)提供域名服務(wù)；步驟(10)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DB定期對(duì)在冊(cè)的測(cè)量服務(wù)器進(jìn)行輪詢(xún)，完成功能和性能測(cè)試，通過(guò)功能測(cè)試的，保持原來(lái)記錄；不能通過(guò)功能測(cè)試的，刪除原來(lái)記錄，更新注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)列表；步驟(11)重復(fù)步驟1-10，將多個(gè)新增服務(wù)器的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中；步驟(12)用戶(hù)A在本地主機(jī)上使用路由跟蹤traceroute網(wǎng)絡(luò)測(cè)量工具獲得從用戶(hù)A到用戶(hù)B網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑上所經(jīng)過(guò)的各自治域邊界路由器相應(yīng)端口的一系列網(wǎng)絡(luò)IP地址a.b.c.d；步驟(13)根據(jù)以上一系列網(wǎng)絡(luò)IP地址，構(gòu)造新的域名d.c.b.a.testtool.foo.bar，向注冊(cè)管理服務(wù)器RS發(fā)出域名解析請(qǐng)求，得到沿路各自治域內(nèi)最優(yōu)測(cè)量服務(wù)器的IP地址；步驟(14)用戶(hù)A按以下步驟向用戶(hù)B所在子網(wǎng)內(nèi)的測(cè)量服務(wù)器MSB進(jìn)行從用戶(hù)A到用戶(hù)B的網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸性能測(cè)量；步驟14.1.用戶(hù)A通過(guò)測(cè)量主機(jī)MCA向測(cè)量服務(wù)器MSB的通用網(wǎng)關(guān)接口CGI發(fā)送請(qǐng)求進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的命令，CGI收到后，啟動(dòng)身份認(rèn)證模塊，對(duì)用戶(hù)身份進(jìn)行認(rèn)證；步驟14.2用戶(hù)A身份認(rèn)證通過(guò)后，通過(guò)登陸測(cè)量服務(wù)器MSB的網(wǎng)頁(yè)選擇該服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的主動(dòng)測(cè)量模式，MSB讀取存儲(chǔ)的DVTS視頻文件，將DVTS視頻文件發(fā)送至用戶(hù)A；步驟14.3用戶(hù)A在MCA上啟動(dòng)DVTS標(biāo)準(zhǔn)接收程序，接收和顯示DVTS視頻數(shù)據(jù)流，測(cè)量服務(wù)器MSB將傳輸時(shí)間段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)曲線(xiàn)發(fā)送給用戶(hù)A；步驟14.4用戶(hù)A身份認(rèn)證通過(guò)后，通過(guò)登陸測(cè)量服務(wù)器MSB的網(wǎng)頁(yè)選擇該服務(wù)器與客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)結(jié)合的反射測(cè)量模式；步驟14.5用戶(hù)A在MCA上啟動(dòng)運(yùn)行DVTS測(cè)量客戶(hù)端dvping，配置有關(guān)參數(shù)，向測(cè)量服務(wù)器MSB發(fā)送模擬真實(shí)視頻隨機(jī)數(shù)據(jù)流；步驟14.6測(cè)量服務(wù)器MSB在收到該隨機(jī)數(shù)據(jù)流后，將該數(shù)據(jù)流發(fā)送回用戶(hù)A；步驟14.7用戶(hù)A根據(jù)公式計(jì)算雙向丟包，延時(shí)和傳輸速率，將計(jì)算機(jī)結(jié)果顯示在MCA上；步驟14.8用戶(hù)A通過(guò)登陸測(cè)量服務(wù)器MSB的網(wǎng)頁(yè)選擇服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的反射測(cè)量模式；步驟14.9用戶(hù)A架設(shè)DVTS系統(tǒng)外設(shè)，將實(shí)時(shí)采集的真實(shí)視頻流數(shù)據(jù)發(fā)往測(cè)量服務(wù)器MSB，MSB收到該實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)流后將該視頻流發(fā)送回用戶(hù)A；步驟14.10用戶(hù)A在MCA上啟動(dòng)DVTS標(biāo)準(zhǔn)接收程序，接收并顯示DVTS實(shí)時(shí)視頻流；用戶(hù)A按照步驟14完成各種測(cè)量方法，若其中的任何一項(xiàng)測(cè)量性能滿(mǎn)足要求，就可以成功啟動(dòng)用戶(hù)A與用戶(hù)B之間的DVTS應(yīng)用；若性能不能滿(mǎn)足要求，則執(zhí)行下一步驟；步驟15用戶(hù)A按以下步驟進(jìn)行逐點(diǎn)故障診斷步驟15.1用戶(hù)A通過(guò)測(cè)量主機(jī)MCA與除MSB外的第M個(gè)最靠近用戶(hù)B的測(cè)量服務(wù)器MSM進(jìn)行如步驟14中所述的雙向性能測(cè)量，若性能滿(mǎn)足要求，便判斷故障發(fā)生在測(cè)量服務(wù)器MSN到用戶(hù)B之間的網(wǎng)絡(luò)段；步驟15.2若性能不滿(mǎn)足要求，用戶(hù)采用由步驟2中所述方法，檢查由用戶(hù)A到測(cè)量服務(wù)器MSM-1這一網(wǎng)絡(luò)段雙向傳輸性能，若性能滿(mǎn)足要求，則判斷故障發(fā)生在部署測(cè)量服務(wù)器MSM-1的自治域與部署測(cè)量服務(wù)器MS的自治域及部署MSB子網(wǎng)之間；步驟15.3以步驟15.1，15.2類(lèi)推，直到完成用戶(hù)A與MS1及MSA測(cè)量，發(fā)現(xiàn)故障所在的網(wǎng)絡(luò)段為止；步驟15.4與離用戶(hù)A最近的故障所在的自治域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理員聯(lián)系，協(xié)調(diào)解決網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸問(wèn)題；步驟15.5從離用戶(hù)A最近的故障點(diǎn)開(kāi)始，由A向B，逐點(diǎn)與各自治域網(wǎng)絡(luò)管理員協(xié)調(diào)，解決故障點(diǎn)，直至所有網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸解決；如果用戶(hù)A到用戶(hù)B的傳輸路徑與用戶(hù)B到用戶(hù)A的傳輸路徑相同，所以，由用戶(hù)A發(fā)起的到用戶(hù)B的雙向測(cè)量完成后(步驟14-15)，也就完成了用戶(hù)A收發(fā)雙向視頻應(yīng)用的傳輸?shù)臏y(cè)量，同時(shí)也完成了用戶(hù)B到用戶(hù)A發(fā)收雙向視頻應(yīng)用的傳輸測(cè)量；步驟16成功啟動(dòng)用戶(hù)A與用戶(hù)B之間的DVTS應(yīng)用；如果用戶(hù)A到用戶(hù)B的傳輸路徑與用戶(hù)B到用戶(hù)A的傳輸路徑不相同，執(zhí)行步驟；步驟17同理，仿照步驟16-18，可完成用戶(hù)B到用戶(hù)A沿?cái)?shù)據(jù)包傳輸路徑上故障段的發(fā)現(xiàn)與解決，從而完成用戶(hù)B到用戶(hù)A發(fā)收雙向視頻應(yīng)用的傳輸測(cè)量。
全文摘要
支持互聯(lián)網(wǎng)高帶寬視頻應(yīng)用的可擴(kuò)展測(cè)量方法屬于網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試方法技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于新增測(cè)試服務(wù)器利用IP地址到自治域號(hào)碼的查詢(xún)方法、自治域號(hào)碼到域名的查找方法和測(cè)試性能排序，可以將各自治域內(nèi)具有最優(yōu)測(cè)試性能的服務(wù)器作為沿傳輸路徑上各自治域提供自動(dòng)測(cè)量的首選服務(wù)器。用戶(hù)通過(guò)域名映射服務(wù)，可以找到各個(gè)自治域中可提供某項(xiàng)測(cè)量服務(wù)的測(cè)量服務(wù)器。用戶(hù)采用服務(wù)器與客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的主動(dòng)模式和反射模式，有效地實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用互通的測(cè)量方法，統(tǒng)一了視頻應(yīng)用用戶(hù)、應(yīng)用系統(tǒng)工程師和網(wǎng)絡(luò)工程師對(duì)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的描述語(yǔ)言。建立全時(shí)自動(dòng)、分布式自主測(cè)量的環(huán)境，為測(cè)量者提供了基于命令行的數(shù)據(jù)報(bào)告及基于視頻/音頻的主觀評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)H04L12/26GK101282248SQ20081009426
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者包叢笑, 星 李, 蔣錦鵬, 燦 趙 申請(qǐng)人:清華大學(xué)