CN101175196A - 基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试系统和方法，其中上述测试系统包括仪表控制台，与仪表控制台连接的仪表以及测试套件，测试套件包括位于仪表控制台和仪表中的TCP套接字通信层模块，用来创建和关闭TCP套接字，传送配置文件和测试结果文件；位于仪表控制台中的用户界面，完成关键性参数的配置和结果的输出显示；位于仪表中的报文接收模块，接收全部协议报文；接收报文处理模块，对接收到的报文进行判断；报文发送模块，发送协议报文；计算分析模块。计算相关性能指标；结果输出模块，将结果保存到指定文件，并输出到用户界面。本发明可灵活有效的测试基于IPv6组播协议的电视点播业务系统的功能和其他相关性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种电视节目点播系统的测试系统与方法，特别是涉及一种基于Internet控制信息协议第六版(Internet Control Message ProtocolVersion 6，以下简称IPv6)技术的电视节目点播系统测试系统和方法。
背景技术
“中国高性能宽带信息网”(3TNet)是国家863计划通信主题下的一个重大专项。该专项中国内科研单位自主研制T比特级光传输系统、T比特级自动交换传送网络、T比特级双协议栈路由器(ACR)等核心节点设备，研究开发相应的网络应用支撑环境，并于2006年利用自主研发的通信设备建成了3TNET长三角示范网络，该网络从宽带流媒体和互动式多媒体底层业务入手，发展新型的视频、音频实时服务，面向多种增值业务，支持基于IPv6技术的DTV(digital TV)、HDTV(High-Definition TV)和互动式多媒体等典型应用，推进示范区域信息一体化进程，这对我国信息领域的发展具有十分重要的意义。
3TNet网络上采用基于IPv6的组播技术对实时多媒体业务数据(例如电视节目数据流)进行传输，减少了网络的拥塞和服务器负担，降低了占用带宽，减轻了服务器负担，改善了传输视频质量。具体的方法是：通过为不同电视频道节目源分配不同的IPv6组播地址，通过运行组播路由协议、组播组管理协议的网络设备，来实现对不同组播流的管理。用户切换电视频道是通过软终端或机顶盒向网络系统发送REPORT、DONE等IPv6协议报文来实现的。
目前，现有测试仪表还不能够灵活、有效地实现对基于IPv6技术的电视点播系统进行测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于IPv6技术的电视节目点播系统测试系统和方法，能够灵活的按照需求，对网络进行电视节目点播的全面的测试，并给出测试结果，从而验证厂家设备的相关功能、协议的实现以及业务流程的一致性，为该网络的验收提供验收依据，保证该项目严格按要求实施，使相关系统稳定运行。
本发明的另一目的是采用了业内广泛采用的仪表做为平台，充分利用该平台所提供的较为强大的硬件资源，提供一种简便易行的支持对基于IPv6组播技术的电视节目点播系统进行测试的实现系统。
鉴于上述目的，本发明提供了一种基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试系统，包括仪表控制台，与仪表控制台连接的仪表以及测试套件，上述测试套件包括位于仪表控制台和仪表中的传输控制协议(Transmission Control Protocol，以下简称TCP)套接字通信层模块，位于仪表控制台中的用户界面，位于仪表中的报文接收模块，接收报文处理模块，报文发送模块，计算分析模块和结果输出模块，其中
TCP套接字通信层模块用来创建和关闭上述仪表控制台、仪表以及被测设备之间的TCP套接字，传送配置文件和测试结果文件；
报文接收模块与网络数据链路层接口连接，用来接收全部协议报文，有选择的接收组播流量；
接收报文处理模块与报文接收模块连接，用来判断接收到的报文是否与规定的一致，以及测试流程是否与相关技术要求一致，并在认证阶段对相关字段进行加密计算；
计算分析模块与接收报文处理模块连接，根据上述接收报文处理模块的判断结果，计算被测网络系统用户点播的相关性能指标；
报文发送模块与接收报文处理模块、网络数据链路层接口和计算分析模块分别连接，根据对接收报文的处理、分析以及相关协议的流程，发送协议报文；
结果输出模块与计算分析模块和接收报文处理模块分别连接，将上述计算分析模块的结果以流的形式实时保存到指定的文件中，并在测试结束后将其输出到用户界面；
用户界面与结果输出模块连接，用来完成关键性参数的配置和结果的输出显示。
上述关键性参数至少包括所设置的模拟用户数量、发送各种数据包的时间间隔、固定的频道切换时间间隔、需要点播的测试频道数量、各频道对应的IPv6组播地址以及所模拟用户的上线用户名、密码。
上述被测网络系统用户点播的相关性能包括所模拟的所有用户的认证时间，以及其中某个指定用户的频道切换成功次数、频道切换时间、接收到的组播流带宽。
本发明还提供了一种基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试方法，其特征是包括以下步骤：
步骤1：提供一种如权利要求1所述的测试系统；
步骤2：在仪表控制台上运行控制程序，生成用户参数配置文件，并通过TCP套接字通信层模块创建仪表控制台、仪表以及被测设备之间的TCP套接字；
步骤3：通过上述TCP套接字将上述配置文件传送到执行测试的仪表中，并根据上述用户参数控制测试程序的执行；
步骤4：在仪表的端口上模拟被测网络系统用户点播的一种或多种操作；
步骤5：计算分析模块统计被测网络系统用户点播的相关性能，并将测试结果传送给结果输出模块；
步骤6：结果输出模块将上述测试结果存贮在指定文件中；
步骤7：测试结束后，结果输出模块通过TCP套接字将上述测试结果输出到仪表控制台；
步骤8：TCP套接字通信层模块关闭TCP套接字。
在上述步骤4中，上述被测网络系统用户点播操作至少包括网络用户上线、用户认证、用户点播和用户频道切换，其中
用户上线是向被测网络系统发送上线触发包，通知被测网络系统用户上线；
用户认证是根据相关业务实现的流程，按照RFC文档规定的包格式，报文发送模块首先向被测网络系统发送接入请求数据包，将收到的“challenge”消息送入接收报文处理模块，以对其中的nonce字段以及密码进行加密，然后报文发送模块发送CHAP数据包，最后通过处理接入应答报文判断是否被允许接入网络；
用户点播是报文发送模块向被测网络系统发送点播特定频道的请求消息报文；
用户频道切换是根据配置的固定时间间隔，报文发送模块向被测网络系统发送频道切换频道的请求包，模拟用户离开、加入频道。
在上述步骤5中，被测网络系统用户点播的相关性能包括所模拟的所有用户的认证时间，以及其中某个指定用户的频道切换成功次数、频道切换时间、接收到的组播流带宽。
本发明的有益效果是，利用本发明可以灵活有效的测试基于IPv6组播协议的电视点播业务系统的功能实现和其他相关性能，为通信网络上相关业务的评估提供验收依据，对保证网络建设和业务提供质量具有重要意义。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试系统结构示意图。
图2是本发明的测试套件的测试环境示意图。
图3是本发明一较佳实施例的基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试系统和方法作进一步的详细说明。
本发明的实现符合RFC2463、RFC2710、RFC2460、RFC2461、RFC2463RFC2865，RFC2866，RFC3162等相关国际标准及国内相关标准。在具体实现中构造了所需的相关IPv6报文的数据结构，达到与RFC国际规定相一致。
本发明主要基于Linux操作系统平台，利用了成熟稳定的第三方程序开发包，例如libnet和libpcap，构造了测试中所需的诸多发送IPv6协议报文的函数，采用了面向对象方法和多进程技术，各个进程之间的通信采用来共享内存的方式实现。
本发明是基于Spirent公司SmartBit系列仪表上开发的测试套件，该仪表普遍的应用在通信行业，因此该测试套件应用前景广泛，同时该测试套件还可运行在硬件配置较好的安装有Linux操作系统的PC上。
本发明的实现系统如图1所示，包括仪表控制台11，其可以是基于支持IP4协议栈并安装有windows操作系统的计算机；仪表12，其可以一定配置的Linux主机；和运行在上述设备上的测试套件，该测试套件至少包括：
用户界面111：通过仪表控制台11提供友好的用户界面，完成关键性参数的配置，如设置所模拟用户数量、发送各种数据包的时间间隔、固定的频道切换时间间隔、需要点播的测试频道数量、各频道对应的IPv6组播地址以及所模拟用户的上线用户名、密码；
TCP套接字通信层模块112：用以创建和关闭仪表控制台11与仪表12之间TCP连接的套接字，用于传送配置文件以及测试结果文件；
报文接收模块121：利用libpcap程序包中相关函数通过网络数据链路层接口126接收全部协议报文，有选择的接收组播流量；
接收报文处理模块122：判断接收报文是否与相关RFC文档中规定的一致，并判断测试流程是否与相关技术要求一致，同时在认证阶段执行对相关字段的MD5加密计算；
报文发送模块123：根据对接收报文的处理、分析以及相关协议的流程，利用libnet程序包中相关函数以及构造的有关发送IPv6协议报文的函数发送协议报文；
计算分析模块124：根据接收报文处理模块122的判断结果和处理后得到的原始数据，计算出被测网络系统用户点播的相关性能指标：
输出模块125：将计算分析模块的结果以流的形式实时保存到指定的文件中，测试结束后解析成可阅读的格式输出到用户界面111。
上述测试系统根据测试的要求灵活配置相关的关键性参数后，上述测试套件即可在如图2所示的测试环境下主要实现以下测试：
1、电视点播系统的功能测试：
模拟用户上线：端口向系统发送上线触发包，通知系统用户上线；
模拟用户认证：PC202根据ACR201技术要求，按照规定的包格式，首先通过EMD1和EMD2向系统发送接入请求数据包，对收到系统响应报文的“challenge”消息中的nonce字段，进行MD5加密后，发送CHAP数据包，最后通过处理接入应答报文决定是否被允许接入网络；
模拟用户点播：端口向ACR201发送点播特定频道的请求；
模拟用户频道切换：根据配置的固定时间间隔，发送频道切换频道的请求包，模拟用户离开、加入频道。
2.电视点播系统的相关性能指标测试：
统计所模拟的所有用户的认证时间；
统计所模拟的某指定用户频道切换成功次数；
统计所模拟的某指定用户的频道切换时间；
统计所模拟的某指定用户所接收到的组播流流量带宽。
3.此外还可通过对比接收的总流量、分析电视节目点播系统中相关组播设备的统计信息等方法，对以下项目进行测试：
组播设备对点播、切换请求包的处理能力；
组播设备对组播流的复制性能力；
认证服务器的处理能力。
本发明一较佳实施例的基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试方法如图3所示，
步骤301：在支持IPv4协议栈的windows操作系统内，安装仪表控制端程序，在基于linux操作系统的仪表或主机上安装测试套件，进行关键性参数配置，包括所模拟用户数量、发送各种数据包的时间间隔、固定的频道切换时间间隔、需要点播的测试频道数量、各频道对应的IPv6组播地址以及所模拟用户的上线用户名、密码等，并在仪表控制台生成配置文件；
步骤302：在TCP套接字通信层创建一个TCP套接字，如果创建成功，则执行步骤303，否则转到结束本次测试，执行步骤316；
步骤303：利用建立的TCP套接字，将配置文件传送到仪表中指定的目录；
步骤304：通过仪表控制台，在仪表上运行程序，首先按照配置的用户数，向系统发送上线触发包，通知系统，用户上线；
步骤305：向系统发送接入请求数据包；
步骤306：解析接收到的报文，判断是否收到系统响应报文，如果是，执行步骤307，否则转到结束本次测试，执行步骤316；
步骤307：根据收到的系统响应报文中的nonce字段以及设置的密码，进行MD5加密算法，并按照RFC文档中规定的字段要求，发送CHAPresponse报文的CHAP数据包；
步骤308：通过处理接入应答报文决定是否被允许接入网络，若至少一个用户认证成功，则计算成功认证时间，并记录输出到指定文件，执行
步骤309，否则转到结束本次测试，执行步骤316；
步骤309：按照配置文件中设定的参数，端口向系统发送申请加入所特定电视频道的report报文；
步骤310：系统接收报文，判断是否是步骤10中申请加入的组播流，如果是，则执行步骤311；否则结束本次测试，执行步骤316；
步骤311：按照配置文件中设置的参数，以设定的时间间隔，在指定的频道范围内进行切换；
步骤312：每次切换后，通过接收的报文，判断是否正确切换，如果是，则执行步骤313；如果否，则执行步骤314；
步骤313：记录切换成功时刻，计算切换时延，将结果输出到指定文件，执行步骤315；
步骤314：在指定文件中注明切换失败，执行步骤315；
步骤315：判断是否达到指定的切换次数，如果是，则执行步骤316；如果否，则重新执行步骤311；
步骤316：测试完毕，自动将保存的测试结果文件通过TCP套接字传送到仪表控制台的指定位置；
步骤317：TCP套接字通信层模块关闭TCP套接字，结束本次测试。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换的，均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。
Claims (6)
1.一种基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试系统，其特征是包括仪表控制台，与仪表控制台连接的仪表以及测试套件，上述测试套件包括位于仪表控制台和仪表中的TCP套接字通信层模块，位于仪表控制台中的用户界面，位于仪表中的报文接收模块，接收报文处理模块，报文发送模块，计算分析模块和结果输出模块，其中
TCP套接字通信层模块用来创建和关闭上述仪表控制台、仪表以及被测设备之间的TCP套接字，传送配置文件和测试结果文件；
报文接收模块与网络数据链路层接口连接，用来接收全部协议报文，有选择的接收组播流量；
接收报文处理模块与报文接收模块连接，用来判断接收到的报文是否与规定的一致，以及测试流程是否与相关技术要求一致，并在认证阶段对相关字段进行加密计算；
计算分析模块与接收报文处理模块连接，根据上述接收报文处理模块的判断结果，计算被测网络系统用户点播的相关性能指标；
报文发送模块与接收报文处理模块、网络数据链路层接口和计算分析模块分别连接，根据对接收报文的处理、分析以及相关协议的流程，发送协议报文；
结果输出模块与计算分析模块连接，将上述计算分析模块的结果以流的形式实时保存到指定的文件中，并在测试结束后将其输出到用户界面；
用户界面与结果输出模块连接，用来完成关键性参数的配置和结果的输出显示。
2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征是上述关键性参数至少包括所设置的模拟用户数量、发送各种数据包的时间间隔、固定的频道切换时间间隔、需要点播的测试频道数量、各频道对应的IPv6组播地址以及所模拟用户的上线用户名、密码。
3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征是上述被测网络系统用户点播的相关性能包括所模拟的所有用户的认证时间，以及其中某个指定用户的频道切换成功次数、频道切换时间、接收到的组播流带宽。
4.一种基于IPv6技术的电视节目点播系统的测试方法，其特征是包括以下步骤：
步骤1：提供一种如权利要求1所述的测试系统；
步骤2：在仪表控制台上运行控制程序，生成用户参数配置文件，并通过TCP套接字通信层模块创建仪表控制台、仪表以及被测设备之间的TCP套接字；
步骤3：通过上述TCP套接字将上述配置文件传送到执行测试的仪表中，并根据上述用户参数控制测试程序的执行；
步骤4：在仪表的端口上模拟被测网络系统用户点播的一种或多种操作；
步骤5：计算分析模块统计被测网络系统用户点播的相关性能，并将测试结果传送给结果输出模块；
步骤6：结果输出模块将上述测试结果存贮在指定文件中；
步骤7：测试结束后，结果输出模块通过TCP套接字将上述测试结果输出到仪表控制台；
步骤8：TCP套接字通信层模块关闭TCP套接字。
5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征是在上述步骤4中，上述被测网络系统用户点播操作至少包括网络用户上线、用户认证、用户点播和用户频道切换，其中
用户上线是向被测网络系统发送上线触发包，通知被测网络系统用户上线；
用户认证是根据相关业务实现的流程，按照RFC文档规定的包格式，报文发送模块首先向被测网络系统发送接入请求数据包，将收到的“challenge”消息送入接收报文处理模块，以对其中的nonce字段以及密码进行加密，然后报文发送模块发送CHAP数据包，最后通过处理接入应答报文判断是否被允许接入网络；
用户点播是报文发送模块向被测网络系统发送点播特定频道的请求消息报文；
用户频道切换是根据配置的固定时间间隔，报文发送模块向被测网络系统发送频道切换频道的请求包。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是在上述步骤5中，被测网络系统用户点播的相关性能包括所模拟的所有用户的认证时间，以及其中某个指定用户的频道切换成功次数、频道切换时间、接收到的组播流带宽。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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Owner name: INDUSTRY AND INFORMATION DEPARTMENT TELECOMMUNICAT Free format text: FORMER NAME: MINISTRY OF INFORMATION INDUSTRY INSTITUTE OF TELECOMMUNICATIONS TRANSMISSION |
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Address after: 100045 Beijing city Xicheng District Yuetan Nan Street 11 Patentee after: Research Institute of Telecommunications Transmission, Ministry of Industry and Information Technology Address before: 100045 Beijing city Xicheng District Yuetan Nan Street 11 Patentee before: Telecommunication Transmission Inst., Ministry of Information Industry |
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Effective date of registration: 20220104 Address after: 100191 No. 40, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road Patentee after: CHINA ACADEMY OF INFORMATION AND COMMUNICATIONS Address before: 100045 Beijing city Xicheng District Yuetan Nan Street 11 Patentee before: The Research Institute of Telecommunications Transmission MIIT |
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| TR01 | Transfer of patent right |