CN101083560A - 网络服务质量的测量方法、系统及媒体网关控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网络服务质量的测量方法，用于包括媒体网关控制器和媒体网关的网络系统，包括的步骤有：媒体网关控制器构造媒体网关控制协议报文，该报文携带有审计数值命令；媒体网关控制器向媒体网关下发所述媒体网关控制协议报文；媒体网关根据所接收的媒体网关控制协议报文携带的审计数值命令，向媒体网关控制器返回媒体网关控制协议报文应答消息；媒体网关控制器根据所述媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。本发明还相应地提供一种网络服务质量的测量及媒体网关控制器。本发明在无需改动现有网络设备的基础上，实现了对通信设备之间的网络服务质量方便、快速的测量，其大大减小了技术实现的复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种网络服务质量(Quality ofService，QoS)的测量方法、系统及媒体网关控制器。
背景技术
随着IP技术的成熟和市场的发展，网络的全网际协议(Internet Protocol，IP)化是未来通信网络发展的必然趋势，在IP网络上所承载的内容也越来越丰富多样，语音、视频传输媒介也逐步由传统的电路交换网络向分组交换网络迁移。作为下一代网络(Next Generation Network，NGN)控制核心的软交换，结合了传统电话网络可靠性和IP技术的灵活性、有效性等优点，是传统的电路交换网向分组交换网络过渡的重要网络技术，其核心思想在于通过业务与呼叫控制分离，实现相对独立的业务体系。软交换技术将传统的网关分解为媒体网关控制器(Media Gateway Controller，MGC)和媒体网关(Media Gateway，MGW)，以使业务和网络规模具有良好的可扩展性。其中，MGW主要用于不同网络的媒体格式的适配转换。MGC亦称为软交换设备(Soft Switch)或呼叫控制服务器(Call Server)，用于完成所有控制功能，如呼叫控制、接入控制和媒体控制等。
在基于IP的网络上传输如语音、视频等数据时，对网络服务质量QoS要求比普通的互联网访问更为严格。其网络传输路径上的时延、抖动、丢包率等网络质量指标对此类业务影响很大。需要测量网络上的网络质量指标，了解网络质量指标值，以依据该网络质量指标判断网络QoS，从而采取对应的措施保证网络QoS。
MGW和MGC随着IP电信网络的发展，其使用极为普遍，数量也比较多。测量这两种设备间网络QoS的最好的办法是既能不改动网络上现有设备又可以提供网络QoS信息。但现有的网络QoS测量技术一般都需要修改设备间的接口来测量网络的QoS，这增加了设备复杂度。而目前尚未存在既能不改动网络上现有设备又可以提供网络QoS信息的网络QoS测量技术。可知现有网络QoS测量技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的第一目的在于提供一种网络服务质量的测量方法，其能在不改动现有网络设备的基础上测量设备间的网络服务质量。
本发明的第二目的在于提供一种网络服务质量的测量系统，其能在不改动现有网络设备的基础上测量设备间的网络服务质量。
本发明的第三目的在于提供一种媒体网关控制器，其能在不改动现有网络设备的基础上测量设备间的网络服务质量。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种网络服务质量的测量方法，用于包括媒体网关控制器和媒体网关的网络系统，所述方法包括如下步骤：
A、媒体网关控制器构造媒体网关控制协议报文，该报文携带有审计数值命令；
B、媒体网关控制器向媒体网关下发所述媒体网关控制协议报文；
C、媒体网关根据所接收的媒体网关控制协议报文携带的审计数值命令，向媒体网关控制器返回媒体网关控制协议报文应答消息；
D、媒体网关控制器根据所述媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。
根据本发明的测量方法，所述网络质量指标包括有时延网络质量指标、时延抖动网络质量指标以及丢包率网络质量指标。
根据本发明的测量方法，所述步骤B中进一步包括，媒体网关控制器记录媒体网关控制协议报文的事务标识以及媒体网关控制协议报文的发送时间。
根据本发明的测量方法，所述步骤D进一步包括：
D1、媒体网关控制器记录媒体网关控制协议报文应答消息的接收时间；
D2、媒体网关控制器根据媒体网关控制协议报文的事务标识寻找到媒体网关控制协议报文的发送时间；
D3、媒体网关控制器根据所述媒体网关控制协议报文的发送时间和媒体网关控制协议报文应答消息的接收时间之间的差值，计算时延网络质量指标。
根据本发明的测量方法，所述步骤D3之后进一步包括：
D4、媒体网关控制器反复执行步骤D1～D3，计算若干时延网络质量指标；
D5、媒体网关控制器根据若干时延网络质量指标，计算时延抖动网络质量指标。
根据本发明的测量方法，所述步骤B进一步包括：媒体网关控制器累计发送媒体网关控制协议报文的数量。
根据本发明的测量方法，所述步骤D还包括：
D1’、媒体网关控制器累计接收媒体网关控制协议报文应答消息的数量；
D2’、媒体网关控制器根据发送媒体网关控制协议报文数量和接收媒体网关控制协议报文应答消息数量，计算丢包率网络质量指标。
根据本发明的测量方法，所述测量方法基于H.248/MEEGACO协议。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种网络服务质量的测量系统，包括：
媒体网关控制器，用于构造携带有审计数值命令的媒体网关控制协议报文，再将该媒体网关控制协议报文下发给媒体网关，并根据媒体网关返回的媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标；
媒体网关，用于根据所接收的媒体网关控制协议报文携带的审计数值命令，向媒体网关控制器返回媒体网关控制协议报文应答消息。
为了实现上述第三目的，本发明提供一种媒体网关控制器，包括：
报文构造模块，用于构造携带有审计数值命令的媒体网关控制协议报文；
报文下发模块，用于将该媒体网关控制协议报文下发给媒体网关；
应答消息接收模块，用于接收媒体网关返回的媒体网关控制协议报文应答消息；
网络质量计算模块，用于根据所述媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。
本发明通过使用媒体网关控制协议的审计数值命令，来测量媒体网关控制器和媒体网关之间的网络质量指标。借此，本发明在无需改动现有网络设备的基础上，实现了对通信设备之间的网络服务质量方便、快速的测量，其大大减小了技术实现的复杂度。
附图说明
图1是本发明提供的网络服务质量的测量系统的结构框架图；
图2是本发明提供的网络服务质量的测量方法的流程图；
图3是本发明第一实施例网络服务质量的测量方法的流程图；
图4是本发明第二实施例网络服务质量的测量方法的流程图；
图5是本发明第三实施例网络服务质量的测量方法的流程图；
图6是本发明第四实施例网络服务质量的测量方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的基本思想是：通过使用媒体网关控制协议(Media GatewayControl，H.248/MEGACO)的审计数值命令(Audit Value)，计算媒体网关控制器和媒体网关之间的网络质量指标。
H.248/MEGACO协议是由互联网工程任务组(Intemet Engineering TaskForce，IETF)和国际电信联盟(International Telecommunication Union，ITU-T)制订的媒体网关控制协议，用于MGC和MGW之间的通信，其提供控制媒体的建立、修改和释放机制，同时也可携带某些随路呼叫信令，支持传统网络终端的呼叫。H.248/MEGACO协议定义的连接模型包括终结点(termination)和上下文(context)。终结点是MGW中的逻辑实体，能发送和接收一种或多种媒体，在任何时候，一个终结点属于且只能属于一个上下文，可以表示时隙、模拟线和实时协议(real time protocol，RTP)流等。上下文是终结点间的联系，它描述终结点之间的拓扑关系及媒体混合/交换的参数。
H.248/Megaco协议中包含如下八条命令：增加命令(Add)、减少命令(Subtract)、移动命令(Move)、修改命令(Modify)、审计数值命令(Audit Value)、审计能力命令(Audit Capabilities)、通知命令(Notify)、服务变化命令(Service Change)，各种命令通过其携带的参数实现各种业务。通过所述八条命令完成对终结点和上下文之间的操作，从而完成整个呼叫的建立和释放过程。其中，Audit Value由MGC下发给MGW，要求MGW返回某终结点的特性、事件、信号及数据的状态，确定某个终结点或整个MGW的特性。
图1示出了本发明提供的网络服务质量的测量系统，该系统基于IP网络，包括至少一个媒体网关控制器MGC10和媒体网关MGW20，其中
媒体网关控制器MGC10，在网络系统中完成所有控制功能，如呼叫控制、接入控制和媒体控制等，用于构造携带有审计数值命令(Audit Value)的媒体网关控制协议报文，再将该媒体网关控制协议报文下发给媒体网关MGW20，并根据媒体网关MGW20返回的媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。所述网络质量指标包括但不限于：时延网络质量指标、时延抖动网络质量指标、丢包率网络质量指标。媒体网关控制器MGC10具体包括有：
报文构造模块11，用于构造携带有Audit Value命令的媒体网关控制协议报文，并将构造好的报文发送给报文下发模块12；
报文下发模块12，分别与报文构造模块11和媒体网关20通讯连接，用于将报文构造模块11构造的所述媒体网关控制协议报文下发给媒体网关20；
应答消息接收模块13，与媒体网关20通讯连接，主要用于接收媒体网关20返回的媒体网关控制协议报文应答消息；
网络质量计算模块14，用于根据应答消息接收模块13接收的所述媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。
媒体网关MGW20，其主要用于不同网络的媒体格式的适配转换，并且与报文下发模块12和应答消息接收模块13通讯连接，用于根据所接收的媒体网关控制协议报文携带的Audit Value命令，向媒体网关控制器MGC10返回媒体网关控制协议报文应答消息。另本发明的媒体网关MGW20无需任何改造。
图2示出了本发明提供的网络服务质量的测量方法流程，该测量方法基于H.248/MEGACO协议，具体包括如下步骤：
步骤S101，MGC构造媒体网关控制协议报文，该报文中携带Audit Value命令。
步骤S102，MGC向MGW下发所述媒体网关控制协议报文。
步骤S103，MGW根据所接收的媒体网关控制协议报文携带的Audit Value命令，向MGC返回媒体网关控制协议报文应答(Reply)消息。
步骤S104，MGC根据所述媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。所述网络质量指标包括但不限于：时延网络质量指标、时延抖动网络质量指标、丢包率网络质量指标。
为了区别普通的MGC，以下将本发明提供的MGC称为主测点MGC。
图3示出了本发明第一实施例网络服务质量的测量方法流程，其用于测量时延网络质量指标，所谓时延一般是指传输的数据从发送端达到接收端所用的时间，具体包括如下步骤：
步骤S201，主测点MGC构造H.248/MEGACO协议报文，该报文携带Audit Value命令。
步骤S202，主测点MGC向对端MGW发送该H.248/MEGACO协议报文。
步骤S203，主测点MGC记录H.248/MEGACO协议报文的事务标识(ID)及H.248/MEGACO协议报文的发送时间。
步骤S204，对端MGW根据所接收的H.248/MEGACO协议报文携带的Audit Value命令返回H.248/MEGACO协议报文Reply消息。
步骤S205，主测点MGC记录H.248/MEGACO协议报文Reply消息的接收时间。
步骤S206，主测点MGC根据H.248/MEGACO协议报文的事务ID寻找到H.248/MEGACO报文的发送时间。
步骤S207，主测点MGC根据所述H.248/MEGACO协议报文的发送时间和H.248/MEGACO协议报文Reply消息的接收时间之间的差值，计算主测点MGC和对端MGW之间的时延网络质量指标。
图4示出了本发明第二实施例网络服务质量的测量方法流程，其用于测量时延抖动网络质量指标，所谓时延抖动一般是指数据流中两个连续的数据包的端到端时延的差值，具体包括如下步骤：
步骤S301，主测点MGC构造H.248/MEGACO协议报文，该报文携带Audit Value命令。
步骤S302，主测点MGC向对端MGW发送该H.248/MEGACO协议报文。
步骤S303，主测点MGC记录H.248/MEGACO协议报文的事务ID及H.248/MEGACO协议报文的发送时间。
步骤S304，对端MGW根据所接收的H.248/MEGACO协议报文携带的Audit Value命令，向主测点MGC返回H.248/MEGACO协议报文Reply消息。
步骤S305，主测点MGC记录H.248/MEGACO协议报文Reply消息的接收时间。
步骤S306，主测点MGC根据H.248/MEGACO协议报文的事务ID寻找H.248/MEGACO报文的发送时间。
步骤S307，主测点MGC根据所述H.248/MEGACO协议报文的发送时间和H.248/MEGACO协议报文Reply消息的接收时间的差值，计算时延网络质量指标。
步骤S308，返回步骤S301，反复执行步骤S301～S307，以计算若干时延网络质量指标。
步骤S309，主测点MGC根据若干时延网络质量指标，计算主测点MGC和对端MGW之间的时延抖动网络质量指标。
图5示出了本发明第三实施例网络服务质量的测量方法流程，其用于测量丢包率网络质量指标，具体包括如下步骤：
步骤S401，主测点MGC构造H.248/MEGACO协议报文，该报文携带Audit Value命令。
步骤S402，主测点MGC向对端MGW发送该H.248/MEGACO协议报文。
步骤S403，主测点MGC累计发送H.248/MEGACO协议报文数量。
步骤S404，对端MGW根据所接收的H.248/MEGACO协议报文携带的Audit Value命令返回H.248/MEGACO协议报文Reply消息。
步骤S405，主测点MGC累计接收H.248/MEGACO协议报文Reply消息数量。
步骤S406，主测点MGC根据发送H.248/MEGACO协议报文数量和接收H.248/MEGACO协议报文Reply消息数量，计算主测点MGC和对端MGW之间的丢包率网络质量指标。
作为本发明的第四实施例，上述时延网络质量指标、时延抖动网络质量指标以及丢包率网络质量指标的获取可以同步进行，具体过程如图6所示，包括：
步骤S501，主测点MGC构造H.248/MEGACO协议报文，该报文携带Audit Value命令。
步骤S502，主测点MGC向对端MGW发送该H.248/MEGACO协议报文。
步骤S503，主测点MGC记录H.248/MEGACO协议报文的事务ID及H.248/MEGACO协议报文的发送时间，并且累计发送H.248/MEGACO协议报文数量。
步骤S504，对端MGW根据所接收的H.248/MEGACO协议报文携带的Audit Value命令返回H.248/MEGACO协议报文Reply消息。
步骤S505，主测点MGC记录H.248/MEGACO协议报文Reply消息的接收时间。
步骤S506，主测点MGC根据H.248/MEGACO协议报文的事务ID获取H.248/MEGACO协议报文的发送时间，并且累计H.248/MEGACO协议报文Reply消息接收数量。
步骤S507，主测点MGC根据所述H.248/MEGACO协议报文的发送时间和H.248/MEGACO协议报文Reply消息的接收时间的差值，计算两端的时延网络质量指标。
步骤S508，返回步骤S501，反复执行计算若干时延网络质量指标。
步骤S509，主测点MGC根据若干时延网络质量指标，计算两端的时延抖动网络质量指标。
步骤S510，主测点MGC根据发送H.248/MEGACO协议报文数量和接收H.248/MEGACO协议报文Reply消息数量，计算两端的丢包率网络质量指标。
综述可知，本发明通过使用媒体网关控制协议的审计数值命令，来测量媒体网关控制器和媒体网关之间的网络质量指标。借此，本发明在无需改动现有网络设备的基础上，实现了对通信设备之间的网络服务质量方便、快速的测量，其大大减小了技术实现的复杂度。并且，本发明只需要在媒体网关控制器上实现此功能即可，对媒体网关无要求且适用于所有媒体网关。对运营维护人员而言，可通过本发明及时地了解设备间的网络质量指标，为及时发现、解决问题提供有力的手段。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种网络服务质量的测量方法，用于包括媒体网关控制器和媒体网关的网络系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
A、媒体网关控制器构造媒体网关控制协议报文，该报文携带有审计数值命令；
B、媒体网关控制器向媒体网关下发所述媒体网关控制协议报文；
C、媒体网关根据所接收的媒体网关控制协议报文携带的审计数值命令，向媒体网关控制器返回媒体网关控制协议报文应答消息；
D、媒体网关控制器根据所述媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。
2、根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述网络质量指标包括有时延网络质量指标、时延抖动网络质量指标以及丢包率网络质量指标。
3、根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述步骤B中进一步包括，媒体网关控制器记录媒体网关控制协议报文的事务标识以及媒体网关控制协议报文的发送时间。
4、根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括：
D1、媒体网关控制器记录媒体网关控制协议报文应答消息的接收时间；
D2、媒体网关控制器根据媒体网关控制协议报文的事务标识寻找到媒体网关控制协议报文的发送时间；
D3、媒体网关控制器根据所述媒体网关控制协议报文的发送时间和媒体网关控制协议报文应答消息的接收时间之间的差值，计算时延网络质量指标。
5、根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述步骤D3之后进一步包括：
D4、媒体网关控制器反复执行步骤D1～D3，计算若干时延网络质量指标；
D5、媒体网关控制器根据若干时延网络质量指标，计算时延抖动网络质量指标。
6、根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：媒体网关控制器累计发送媒体网关控制协议报文的数量。
7、根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述步骤D还包括：
D1’、媒体网关控制器累计接收媒体网关控制协议报文应答消息的数量；
D2’、媒体网关控制器根据发送媒体网关控制协议报文数量和接收媒体网关控制协议报文应答消息数量，计算丢包率网络质量指标。
8、根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法基于H.248/MEGACO协议。
9、一种实现如权利要求1～8任一项测量方法的网络系统，其特征在于，包括：
媒体网关控制器，用于构造携带有审计数值命令的媒体网关控制协议报文，再将该媒体网关控制协议报文下发给媒体网关，并根据媒体网关返回的媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标；
媒体网关，用于根据所接收的媒体网关控制协议报文携带的审计数值命令，向媒体网关控制器返回媒体网关控制协议报文应答消息。
10、一种实现如权利要求1～8任一项测量方法的媒体网关控制器，其特征在于，包括：
报文构造模块，用于构造携带有审计数值命令的媒体网关控制协议报文；
报文下发模块，用于将该媒体网关控制协议报文下发给媒体网关；
应答消息接收模块，用于接收媒体网关返回的媒体网关控制协议报文应答消息；
网络质量计算模块，用于根据所述媒体网关控制协议报文应答消息计算网络质量指标。
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