CN101282248B - 支持互联网高带宽实时视频应用的可扩展测量方法 - Google Patents

Abstract

支持互联网高带宽视频应用的可扩展测量方法属于网络性能测试方法技术领域，其特征在于：新增测试服务器利用IP地址到自治域号码的查询方法、自治域号码到域名的查找方法和测试性能排序，可以将各自治域内具有最优测试性能的服务器作为沿传输路径上各自治域提供自动测量的首选服务器。用户通过域名映射服务，可以找到各个自治域中可提供某项测量服务的测量服务器。用户采用服务器与客户机系统应用系统结合的主动模式和反射模式，有效地实现了网络与应用互通的测量方法，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。建立全时自动、分布式自主测量的环境，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。

Description

支持互联网高带宽实时视频应用的可扩展测量方法

技术领域

支持互联网高带宽视频应用的可扩展测量方法属于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。高带宽和强实时性的视频传输应用(UDP：20Mbps-1200Mbps)和高速文件传输(TCP：500Mbps-5000Mbps)等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＜3Mbps)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，其端到端性能的保证必须依赖对网络资源进行优化配置，包括路由调整功能等。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。如果不使用有效的网络性能测量工具，进行前期的有效测量和大量的应用测试，找到制约高带宽、高服务质量的传输瓶颈，并根据测量测试结果采取端到端服务质量保证措施优化网络带宽资源，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，存在可配置参数很多，使用复杂；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；不能与真实应用系统实现互通的测量等问题。

同时，端到端网络性能的保证必须以逐跳网络性能保证为前提，所以必须在应用用户对之间端到端传输路径的关键点上部署测量服务器，使用户能够与各服务器进行逐跳性能测量，分段发现并解决故障。大规模测量服务器的部署与管理是解决此类问题的前提与基础。

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)模拟产生与真实视频流数据传输特征相同的随机数据流和应用视频流作为测量“探针”，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，采用专门面向互联网高带宽实时视频应用的网络应用性能测量方法；2)分布式、大规模新增测量服务器的注册、发现及管理，为用户及网络工程师建立大规模分布式全时自动自主测量环境等。

发明内容

本发明的目的是提供支持互联网络高带宽(每路视频流在20Mbps以上)实时视频应用的分布式、可扩展的网络及应用性能测量方法。其解决问题的思路是：

(1)模拟真实视频流量数据

网络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问题的描述语言

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。由于专业的差异，最终应用用户、应用系统工程师和网络管理员采用各自熟悉的测量工具，获得不同的测量报告。由于采用不同的技术语言，带来沟通和理解的困难，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，在各自治域内至少部署一台测量服务器，新增测量服务器向数据库管理服务器自动注册，管理数据库服务器动态维护和管理已注册的测量服务器列表，经过认证的应用用户可以随时与端对端专用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。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，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-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是日本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MS 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可扩展测量方法包含依次实现的以下步骤：

步骤(1)：初始化

用户A和用户B分别在各自主机MC_A、MC_B上安装数字视频传输系统DVTS_A、DVTS_B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MS_A、MS_B；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；

该测量过程包括两种工作模式：主动模式和反射模式；

主动模式：测量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：测量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)，以便该测量服务器把收到的实时DVTS视频流反射回发送主机；测量客户机dvping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，以便与该测量服务器相结合，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：测量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一台测量服务器MS_j，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：MS_A，MS₁，......MS_M-1，MS_M MS_B；

每台测量服务器MS连入互联网，静态配置或动态获得该新增测量服务器的IP地址为x.y.z.w；

在每台测量服务器上安装多种测量工具的服务器端模块及其对应的自动注册功能模块；

在注册管理服务器RS上安装域名系统DNS服务模块，使之具有testtool.foo.bar子域的域名服务的功能，提供形如*.testtool.foo.bar的域名解析服务；

同时，在注册管理服务器上安装与上述多种测量工具服务器端模块对应的客户端模块；

将全球边界网关协议BGP的路由表导入与之相连的BGP路由表查询服务器QS₁，查询服务器QS₁的域名是test1.foo.bar，QS₁注册到其上一级域名服务器，其域名是＊.foo.bar，用以完成用户对(此例中是用户A和用户B)之间传输路径上沿各自治域内边界路由器的IP地址x.y.z.w所构成的w.z.y.x.test1.foo.bar的文本域(TXT)域名解析服务，从而查找到对应的自治域号码as＊＊＊；

在数据库服务器DB上安装SQL数据库系统，以测量服务器IP地址、域名、AS号码、可提供的测量功能、性能指标、注册时间等数据项组成的记录格式保存已注册测量服务器的有关参数；

步骤(2)：新增测量服务器开机运行，以特定形式构成的域名格式向注册管理服务器发送请求认证和注册信息，构成为：注册特定字符.可提供的测量功能.次高级域名.最高级域名，格式为：reg.testtool.foo.bar；

步骤(3)：注册管理服务器分析查询日志，对符合上述域名格式的请求，可初步确定其可能是能提供testtool功能的新增测量服务器，且其IP地址为x.y.z.w，将其IP地址通知数据库服务器DB暂存并纪录该服务器可能提供的测量功能；不符合条件的，将其忽略；

步骤(4)：数据库服务器DB查询在册的注册数据库列表，如果该地址不在列表中，或离上次注册时间24小时以上，执行步骤(5)；如果该地址已在列表中，且离上次注册时间24小时以内，认为其已经完成注册，执行步骤(11)；

步骤(5)：注册管理服务器根据其可能提供的测量功能，调用自己相应的测量功能客户端模块，对具有以上IP地址的测量服务器进行所设定的测量功能认证及性能测试；若同一自治域内有多台测量服务器，注册管理服务器将对多台测量服务器分别进行测量功能认证及性能测试；

步骤(6)：如果具有以上IP地址的测量服务器通过了测量功能认证及性能测试，注册服务器向查询服务器QS₁查询该IP地址对应的自治域号码AS；如果没有通过测试，注册服务器通知数据库服务器将该IP地址删除；

步骤(7)：将查到的以IP地址、AS自治域号码数据项组成的记录存入数据库服务器注册数据库中，并根据同一自治域内多台测量服务器的所设定的同一测量功能的测试性能进行排序，将最优性能者作为该自治域首选测量服务器提供服务；

步骤(8)：将步骤(6)中查询服务器QS₁查到的AS号码，采用自治域AS号码到测量服务器IP地址的查找方法，向注册管理服务器(RS)逐个地发出由所得到的AS号码和注册管理服务器(RS)域名共同构造的新域名as＊＊＊.testtool.foo.bar，同时发出域名解析请求，获得具有该IP地址的测量服务器的域名；

步骤(9)：数据库服务器DB将以(测量服务器IP地址，AS号码，域名，可提供的测量功能，性能指标，注册时间)记录格式保存已注册测量服务器的有关参数，正式写入注册数据库列表，由注册管理数据库为用户提供域名服务；

步骤(10)：数据库服务器DB定期对在册的测量服务器进行轮询，完成测量功能认证和性能测试，通过测试的，保持原来记录；不能通过测试的，删除原来记录，更新注册数据库列表；

步骤(11)：重复步骤(1)-(9)，将多个新增服务器的有关信息存入数据库服务器的注册数据库中；

步骤(12)：用户A在本地主机上使用路由跟踪traceroute网络测量工具获得从用户A到用户B网络传输路径上所经过的各自治域边界路由器相应端口的一系列网络IP地址a.b.c.d；

步骤(13)：根据以上一系列网络IP地址，构造新的域名d.c.b.a.testtool.foo.bar，向注册管理服务器RS发出域名解析请求，得到沿路各自治域内最优测量服务器的IP地址；

步骤(14)：用户A按以下步骤向用户B所在子网内的测量服务器MS_B进行从用户A到用户B的网络双向传输性能测量；

步骤14.1.用户A通过测量主机MC_A向测量服务器MS_B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14.2用户A身份认证通过后，通过登陆测量服务器MS_B的网页选择该服务器与DVTS视频应用系统结合的主动测量模式，MS_B读取存储的DVTS视频文件，将DVTS视频文件发送至用户A；

步骤14.3用户A在MC_A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MS_B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14.4用户A身份认证通过后，通过登陆测量服务器MS_B的网页选择该服务器与测量客户机系统结合的反射测量模式；

步骤14.5用户A在MC_A上启动运行DVTS测量客户端dvping，配置有关参数，向测量服务器MS_B发送模拟真实视频随机数据流；

步骤14.6测量服务器MS_B在收到该随机数据流后，将该数据流发送回用户A；

步骤14.7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MC_A上；

步骤14.8用户A通过登陆测量服务器MS_B的网页选择服务器与DVTS视频应用系统结合的反射测量模式；

步骤14.9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MS_B，MS_B收到该实时视频数据流后将该视频流发送回用户A；

步骤14.10用户A在MC_A上启动DVTS标准接收程序，接收并显示DVTS实时视频流，进行主观测量；

用户A按照步骤14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(15)：用户A按以下步骤进行逐点故障诊断：

步骤15.1用户A通过测量主机MC_A与除MS_B外的第M个最靠近用户B的测量服务器MS_M进行如步骤(14)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MS_M到用户B之间的网络段；

步骤15.2若性能不满足要求，用户采用由步骤(14)中所述方法，检查由用户A到距用户更近的测量服务器MS_M-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MS_M-1的自治域与部署测量服务器MS_M的自治域之间；

步骤15.3以步骤15.1，15.2类推，用户依次完成与离用户距离由远至近的的MS_M-2，MS_M-3，，......MS_A，直到发现故障所在的网段，停止其后的测量；

步骤15.4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15.5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，则由用户A发起的到用户B的双向测量完成后(步骤14-15)，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(16)：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(17)；

步骤(17)：同理，仿照步骤(12)-(16)，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。

附图说明

图1支持高带宽实时视频应用测量服务器、自动注册、查询服务器及管理数据库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域名系统标识方法和分布式查询方法流程框图(IP地址到AS号码查询及AS号码到域名/IP地址查询)；

图4测量服务器工作模式：a：测量服务器与应用系统主动模式，

b：测量服务器与应用系统反射模式，

c：测量服务器与测量客户机反射模式；

图5a：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6分布式测量网页服务方法工作示意图；

图7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：。

●RS：注册管理服务器(registration server)

●QS：查询服务器(query server)

●MS：测量服务器(measurement server)

●DB：数据库服务器(general management server)

●IP：互联网网络地址(Internet Protocol)

●AS：自治域号码(Autonomouse System Number)

●DNS：域名服务器(Domain Name System)

●BGP路由表：外部路由协议路由表(Border gateway Protocol Table)

具体实施方式

本发明方法由三个核心部分有机组成：1)可扩展的分布式互联网络测量服务器自动注册、发现与管理方法；2)支持互联网高带宽实时视频应用的网络及应用测量方法。本发明所述总体方法流程图如图2所示。

一.可扩展的分布式互联网络测量服务器自动注册、发现与管理方法

本发明方法包括：互联网测量服务器自动注册、发现方法和测量服务器列表动态管理方法。涉及的关键技术包括：

1.新增测量服务器向注册管理服务器自动报告技术；

2.新增测量服务器测量功能和性能自动测试技术；

3.新增测量服务器IP地址到聚类组(AS号码)的查找技术；

4.聚类组自治域AS号码到测量服务器IP地址的查找方法；

5.数据库自动更新和维护技术。

互联网测量服务器自动注册方法包括第1，2，3项关键技术；测量服务器列表动态管理方法包括第2，3，4，5项关键技术。

图1所示互联网上跨多个自治域的用户A与用户B之间沿从A到B的传输路径上传输数据(穿越自治域X、Y、Z)，在这些自治域中分别部署了若干测量服务器MS_x1、MS_x2、MS_x3、MS_y1、MS_y2、MS_z1、MS_z2。其中，MS_x1是新增服务器，MS_x2、MS_x3、MS_y1、MS_y2、MS_z1、MS_z2是已注册的测量服务器。注册管理服务器RS，查询服务器QS₁，数据库服务器DB等均连接到互联网上。

互联网上任一台新增服务器的注册及所有已注册服务器的管理过程需依次完成以下步骤：

步骤(1)：初始化：

1)测量服务器连入互联网后，可静态配置或动态获得IP地址，新增测量服务器MS_x1的IP地址为x.y.z.w；

2)在测量服务器上安装多种网络测量工具的服务器模块功能，如：iper，ssmpd，Dvmcast等及对应的自动注册功能模块；

3)在注册管理服务器(RS)上安装域名(DNS)服务模块及多种网络测量工具对应的客户端模块；

4)在查询服务器QS₁上安装域名(DNS)服务模块及可由其路由器导入的BGP路由表；

5)数据库服务器DB上安装SQL数据库系统。

步骤(2)：新增测量服务器开机运行(能提供Iperf测量服务)，以特定格式向注册管理服务器发送特定的信息，构成为：注册特定字符.可提供的测量功能.次高级域名.最高级域名，格式为：reg.iperf.foo.bar；

步骤(3)：注册管理服务器分析查询日志，对符合上述域名格式的请求，可初步确定其可能是能提供iperf功能的新增测量服务器，且其IP地址为x.y.z.w，将其IP地址通知数据库服务器DB暂存并纪录该服务器可能提供的测量功能；不符合条件的，将其忽略；

步骤(4)：数据库服务器DB查询在册的注册数据库列表，如果该地址不在列表中，或离上次注册时间24小时以上，执行步骤5；如果该地址已在列表中，且离上次注册时间24小时以内，认为其已经完成注册，执行步骤11；

步骤(5)：注册管理服务器根据其可能提供的测量功能，调用自己相应的测量功能客户端模块，对具有以上IP地址的测量服务器进行所设定的测量功能认证及性能测试；若同一自治域内有多台测量服器，注册管理服务器将对多台测量服务器分别进行测量功能认证及性能测试；

步骤(6)：如果通过了功能测试，注册服务器向查询服务器QS₁查询该IP地址对应的自治域号码AS＝X；如果没有通过测试，注册服务器通知数据库服务器将该IP地址删除；

步骤(7)：将查到的以IP地址、AS自治域号码数据项组成的记录存入数据库服务器注册数据库中。并根据同一自治域内多台测量服务器的所设定的同一测量功能的测试性能进行排序，将最优性能者作为该自治域首选测量服务器提供服务；

步骤(8)：将步骤(6)中查询服务器(QS₁)查到的AS号码，采用自治域AS号码到测量服务器IP地址的查找方法，向注册管理服务器(RS)逐个地发出由所得到的AS号码和注册管理服务器(RS)域名共同构造的新域名x.iperf.foo.bar，同时发出域名解析请求，获得具有该IP地址的测量服务器的域名；

步骤(9)：数据库服务器DB将以(测量服务器IP地址，AS号码，域名，可提供的测量功能，性能指标，注册时间)记录格式保存已注册测量服务器的有关参数，正式写入注册数据库列表，由注册管理数据库为用户提供域名服务；

步骤(10)：数据库服务器DB定期对在册的测量服务器进行轮询，完成功能和性能测试，通过功能测试的，保持原来记录；不能通过功能测试的，删除原来记录，更新注册数据库列表；

步骤(11)：重复步骤1-9，将多个新增服务器的有关信息存入数据库服务器的注册数据库中。

新增测量服务器在开机运行时，以特定格式向注册管理服务器发送特定的信息，构成为：注册特定字符.可提供的测量功能.次高级域名.最高级域名，格式为：reg.testtool.foo.bar。注册管理服务器分析查询日志，对符合上述域名格式的请求，可初步确定其可能是能提供testtool功能的新增测量服务器，且其IP地址为x.y.z.w，将其IP地址通知数据库服务器DB暂存并纪录该服务器可能提供的测量功能；

为了进一步确认该新增服务器是否就是测量服务器，注册服务器使用该测量服务器所声称能够提供的服务所对应的测量功能客户端模块与潜在的测量服务器上的测量功能服务器模块进行功能和性能测试。通过功能测试和性能测试的测量服务器将被确认，获得的测量性能数据将作为数据库自动更新某个自治域内首选测量服务器的选择依据。

以上方法的核心技术是可扩展的DNS标示和分布式查询技术。基于域名系统DNS的普遍应用已证明了该技术的可扩展性，我们设计的可扩展的互联网测量服务器自动发现与管理方案的特点之一是巧妙地采用已经成熟并被大量使用的基于域名系统的查询技术。这个方案包括两个依次实现的步骤：由查询服务器QS₁完成网络IP地址到自治域号码(AS号码)的域名服务，由查询服务器QS₂完成自治域号码(AS号码)到测量服务器域名/地址(IP地址)的域名服务，其域名表示方法及流程图如图3所示。

网络IP地址到聚类组(AS号码)的查找方法，其核心是基于自治域号码(AS号码)的聚类方案。根据初步得到的测量服务器IP地址及从任何具有全球路由表的运行外部路由协议(BGP协议)的路由器中得到的由网络地址(IP地址)到自治域号码(AS号码)的映射，可以找到该测量服务器所在的自治域号码。假设查询服务QS₁的域名为asn.routeview.org，在该服务器上运行DNS服务，并注册到上一级的DNS服务器，使得由*.asn.routeview.org构成的域名的解析服务由服务器QS₁完成。这样，客户端如果要进行某IP地址(如a.b.c.d)的AS号码的查询，可以根据IP地址构成域名d.c.b.a.ans.routeview.org进行域名解析。QS₁根据BGP路由表把查询结果作为DNS的TXT域的数据(text field)，用DNS的回答包的格式返回相应的网络地址块和自治域号码(AS号码)，例如as100给用户。

将已通过测量功能一致性测试的测量服务器的记录对(AS号码，测量服务器IP地址)写入数据库服务器的注册数据库中。如果同一自治域内有多台测量服务器时，对多台测量服务器的测量功能的性能数据进行比较，按照性能的好坏依次排序。

利用注册管理服务器(RS)本身具有的域名服务功能，根据获得的AS号码(as100)，构成新的域名as100.testtool.foo.bar，RS根据测量服务器注册的域名数据库将查询结果用DNS的回答包的格式返回as100的测量服务器的网络IP地址w.x.y.z给用户，同时获得其域名为as100.testtool.foo.bar，由注册管理数据库为用户提供域名服务。(如图3所示)。

综合以上两步查询，当用户通过traceroute得到一系列网络IP地址如a.b.c.d，可以构造相应的域名d.c.b.a.testtool.foo.bar，向注册管理服务器RS发出域名解析请求，根据注册服务器数据库中的内容，得到沿路各自治域内最优测量服务器的IP地址。

为了保证测量服务器列表的有效性，注册服务器定期对于已注册的测量服务器进行功能和性能测试，并向数据库服务器报告。数据库服务器动态更新测量服务器列表排序，并对于不能提供服务的测试服务器，删除其记录。

二.支持互联网高带宽实时视频应用的网络及应用测量方法

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(1)：初始化：用户A和用户B在主机上安装数字视频传输系统(DVTS_A、DVTS_B)及测量客户机(MC_A、MC_B)系统(dvping)，在用户A、B所属子网内各安装测量服务器(MS_A、MS_B)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)内经“可扩展的分布式互联网络测量服务器自动注册、发现与管理方法”中得到的各自治域内性能最佳的测量服务器(MS_x1、MS_y1、MS_z1)；

步骤(2)：用户A使用测量客户机(MC_A)对用户B子网内的测量服务器(MS_B)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(MC_A)对自治域系统(AS＝Z)的测量服务器(MS_z1)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(MC_A)对自治域系统(AS＝Y)的测量服务器(MS_y1)及自治域系统(AS＝X)的测量服务器(MS_x1)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_x1及用户所在子网内测量服务器MS_A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。

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，

(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，如图4.a所示。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

●-dv fv_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，如图4.b所示。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)

●-asm grp接收任意源组播(ASM)组地址

●-ssm src grp接收特定源组播(SSM)源地址和组地址

●-rp rcv_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5.a所示，模拟随机数据流的报文格式如图5.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；DV DIF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4.c所示，可配置的参数为：

●-p snd_port发送端口(默认为8000)

●-rp rcv_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)

●-asm grp接收任意源组播(ASM)组地址

●-ssm src grp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：

$\mathrm{loss}=\frac{\mathrm{lost}\_\mathrm{packets}}{\max \_\mathrm{seq}-\min \_\mathrm{seq}+1}---\left(1\right)$

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：

          RTT＝RTT×w+(rt-st)×(1-w)    (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：

$\mathrm{throughput}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}8x{B}_i}{\max \_\mathrm{seq}-\min \mathrm{seq}}---\left(3\right)$

其中：max_seq和min_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6所示，以解决远端服务器控制，安全控制和服务器流量检查等功能。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，检查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将检查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。

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。

实验测试的各种服务器部署及网络连接情况如图7所示。测试环境搭建在真实的互联网主干网上，含欧亚网和教育网，分别是自治域系统AS24489和AS4538。欧亚网香港节点前后安装三台测量服务器，原有测试服务器的地址为202.179.243.3及202.112.35.32，新增测量服务器的地址为202.179.244.105，分别位于自治域24489和自治域AS4538。注册服务器、查询服务器及数据库服务器位于教育网内，注册服务器的IP地址是：202.112.35.31。

此例中，假设新增测量服务器上(202.179.244.105)安装了互联网上常用的网络测量工具iperf服务器端软件后，该服务器内安装的由本专利描述的注册模块连续向注册服务器202.112.35.31连续发送6次域名查询请求。表1显示202.112.35.31上相应的DNS查询日志，通过分析查询日志，可初步确定具有IP地址202.179.244.105的服务器可能是新增测量服务器。

31-Mar-2007 20:56:09.188 queries:info:XX+/202.179.244.105/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/A/IN

31-Mar-2007 20:56:10.873 queries:info:XX+/202.179.244.105/reg4.iperf.foo.bar/A/IN

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1注册服务器域名查询日志

注册服务器，启动其上安装的iperf工具客户端软件对具有202.179.244.105地址的服务器进行的功能和性能测试(在此例中为iperfTCP测试)结果如表2所示。

                       表2新增测试服务器功能和性能测试

测试结果表明202.179.244.105通过测试，注册服务器接着利用域名服务(DNS)机制查询服务器QS₁，得到202.179.244.105所对应的自治域号码为24489。然后对数据库服务器提交新增条目

AS＝24489，IP＝202.179.244.105，PERFORMANCE＝77.1Mbps

数据库服务器比较已有记录(同一自治域内，其他已注册服务器，此例中，是具有IP地址为202.170.243.3的服务器)，

AS＝24489，IP＝202.179.243.3，PERFORMANCE＝12.3Mbps

根据性能数据比较结果，动态更新数据库内容，对于自治域AS24489，iperf测试的首选测试服务器为具有IP地址为202.179.244.105的服务器。

最后，将(202.179.244.105，as24489.iperf.test.foo.bar，24489，iperf，070331)记录格式正式存入数据库服务器注册数据库。

使用本发明的技术方案中的网络IP地址到聚类组(AS号码)的查找方法，所获得的沿传输路径上逐跳IP地址映射到相应的自治域号码，其结果如表3所示。

使用本发明的技术方案中的聚类组(AS号码)到测量服务器IP地址的查找方法，根据自治域号码，映射到各自治域内测量服务器的网络IP地址，结果如表3所示。

IP地址             测量双向延时                  反向域名

1  202.179.244.1   0.34ms    0.297ms   0.262ms   202.179.244.1

2  202.179.241.9   40.077ms  49.754ms  40.846ms  bk-so-01-022m.oo.v4.noc.tein2.net

3  202.179.241.26  40.041ms  40.065ms  40.036ms  cn.pr-v4.noc tein.2.net

4  202.112.53.17   39.948ms  39.925ms  39.958ms  202.112.53.17

5  202.112.53.181  40.651ms  40.322ms  40.122ms  202.112.53.181

6  202.112.38.70    40.296ms  40.382ms  40.112ms  qhu1.cernet.net

7  59.66.2.26      43.461ms  43.300ms  44.700ms  th002026.ip.tsinghua.edu.cn

8  59.66.2.73      91.016ms  93.368ms  96.259ms  th002037.ip.tsinghua.edu.cn

9  59.66.2.65      92.665ms  88.312ms  84.965ms  th002065.ip.tsinghua.edu.cn

10 59.66.3.105     81.644ms  86.004ms  89.836ms  th003106.ip.tsinghua.edu.cn

11 59.66.17.2      92.967ms  94.376ms  89.616ms  th017002.ip.tsinghua.edu.cn

12 59.66.17.6      88.794ms  84.868ms  85.803ms  th017006.ip.tsinghua.edu.cn

                         表3

   IP地址          第一次域名映射                      AS号码

1  202.179.244.1   1.244.179.202.asn.routeviews.org    24489

2  202.179.241.9   9.241.179.202.asn.routeviews.org    24489

3  202.179.241.26  26.241.179.202.asn.routeviews.org   24489

4  202.112.53.17   17.53.112.202.asn.routeviews.org    4538

5  202.112.53.181  181.53.112.202.asn.routeviews.org   4538

6  202.112.38.70   70.38.112.202.asn.routeviews.org    4538

7  59.66.2.26      26.2.66.59.asn.routeviews.org       4538

8  59.66.2.73      73.2.66.59.asn.routeviews.org       4538

9  59.66.2.65      65.2.66.59.asn.routeviews.org       4538

10 59.66.3.105     105.3.66.59.asn.routeviews.org      4538

11 59.66.17.2      2.17.66.59.asn.routeviews.org       4538

12 59.66.17.6      6.17.66.59.asn.routeviews.org       4538

                    表4

3  24489  as24489.test2.foo.bar  202.179.242.102

3  24489  as24489.test2.foo.bar  202.179.244.105

8  4538   as4538.test2.foo.bat   202.112.35.31

                   表5

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MC₁上)对测量服务器202.112.35.32进行网络性能测试，结果如表5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。

                     表6网络性能不佳时测量数据

同理，如果用户B希望与用户A之间启动DVTS应用，用户B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7所示。由表可见，测量结果无丢包现象，网络链路从用户A-欧亚网香港节点-欧亚网北京节点-教育网主干-校园网-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。

snd_pkt    rcv_pkt    snd_rate    rcv_rate    loss   rtt

913        913        1Mbps       1Mbps       0％    3.091ms

1824       1824       2Mbps       2Mbps       0％    3.14ms

3646       3646       4Mbps       4Mbps       0％    3.13ms

7290       7290       8Mbps       8Mbps       0％    3.258ms

14577      14577      16Mbps      16Mbps      0％    3.426ms

29152      29152      32Mbps      32Mbps      0％    3.895ms

imini2-nms％

                   表7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10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11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。新增测试服务器利用域名DNS的查询方法自动对注册服务器进行注册，注册服务器初步确认后，对该测量服务器进行功能和性能测试，通过测试后，利用该服务器的IP地址查询其相应的自治域号码。根据测试性能优劣，对同一个自治域内的多台测量服务器进行排序，将具有最优测试性能的服务器作为沿传输路径上各自治域提供自动测量的首选服务器，提供服务。并通过域名DNS服务器提供查询服务，获得测量服务器域名。网络路由跟踪traceroute工具所获得的一系列网络IP地址，逐个通过第一次域名映射服务，可以得到其对应的自治域号码(AS号码)。然后，通过第二次域名映射服务，可以得到每个自治域号码所对应的测量服务器网络IP地址。在此基础上，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。

Claims (1)

1.一种支持互联网高带宽实时视频应用的可扩展测量方法，包含依次实现的以下步骤：

步骤(1)：初始化

用户A和用户B分别在各自测量客户端MC_A、MC_B上安装数字视频传输系统DVTS_A、DVTS_B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的测量服务器MS_A、MS_B；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内分别安装至少一台上述的测量服务器；

该测量过程包括两种工作模式：主动模式和反射模式；

主动模式：测量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、单播目的地址和目标端口号/组播组地址及目标端口号，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：测量服务器端命令行中配置以下参数：IPv4版本或IPv6版本，接收任意源组播的组地址，接收特定源组播的源地址和组地址，接收端口号以及目标端口号，以便该测量服务器把收到的实时DVTS视频流反射回发送主机；测量客户机系统dvping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，以便与该测量服务器相结合，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”，其中5+元组传输特征是：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，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：测量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一台测量服务器MS_j，j＝1、2、3......M；考虑A、B所在子网内的测量服务器，沿A至B方向，分别是：MS_A，MS₁，......MS_M-1，MS_M，MS_B；

每台测量服务器连入互联网，静态配置或动态获得新增测量服务器的IP地址为x.y.z.w；

在每台测量服务器上安装多种测量工具的服务器端模块及其对应的自动注册功能模块；

在注册管理服务器上安装域名服务模块，使之具有testtool.foo.bar子域的域名服务的功能，提供形如*.testtool.foo.bar的域名解析服务；

同时，在注册管理服务器上安装与上述多种测量工具的服务器端模块对应的客户端模块；

将路由器的边界网关协议BGP路由表导入与之相连的查询服务器QS₁，查询服务器QS₁的域名是test1.foo.bar，QS₁注册到其上一级域名服务器，其域名是＊.foo.bar，用以完成用户对A和B之间传输路径上沿各自治域内边界路由器的IP地址e.f.g.h所构成的h.g.f.e.test1.foo.bar的文本域域名解析服务，从而查找到对应的自治域号码as＊＊＊；

在数据库服务器DB上安装SQL数据库系统，以测量服务器IP地址、域名、自治域号码、可提供的测量功能、性能指标、注册时间这些数据项组成的记录格式保存已注册测量服务器的有关参数；

步骤(2)：新增测量服务器开机运行，以特定形式构成的域名格式向注册管理服务器发送请求认证和注册信息，构成为：注册特定字符.可提供的测量功能.次高级域名.最高级域名，格式为：reg.testtool.foo.bar；

步骤(3)：注册管理服务器分析查询日志，对符合上述域名格式的请求，可初步确定其可能是能提供testtool功能的新增测量服务器，且其IP地址为x.y.z.w，将其IP地址通知数据库服务器DB暂存并纪录该服务器可能提供的测量功能；不符合的，将其忽略；

步骤(4)：数据库服务器DB查询在册的注册数据库列表，如果该地址不在列表中，或离上次注册时间24小时以上，执行步骤(5)；如果该地址已在列表中，且离上次注册时间24小时以内，认为其已经完成注册，执行步骤(11)；

步骤(5)：注册管理服务器根据该新增测量服务器可能提供的测量功能，调用自己相应的测量功能客户端模块，对具有以上IP地址的测量服务器进行所设定的功能测试及性能测试；若同一自治域内有多台测量服务器，注册管理服务器将对多台测量服务器分别进行功能测试及性能测试；

步骤(6)：如果通过了功能测试，注册管理服务器向查询服务器QS₁查询该IP地址对应的自治域号码as＊＊＊；如果没有通过功能测试，注册管理服务器通知数据库服务器将该IP地址删除；

步骤(7)：将查到的以IP地址、自治域号码这些数据项组成的记录存入数据库服务器注册数据库中，并根据同一自治域内多台测量服务器的所设定的同一测量功能的测试性能进行排序，将最优性能者作为该自治域首选测量服务器提供服务；

步骤(8)：将步骤(6)中查询服务器QS₁查到的自治域号码，采用自治域号码到测量服务器IP地址的查找方法，向注册管理服务器逐个地发出由所得到的自治域号码和注册管理服务器域名共同构造的新域名as＊＊＊.testtool.foo.bar，同时发出域名解析请求，获得具有该IP地址的测量服务器的域名；

步骤(9)：数据库服务器DB将以(测量服务器IP地址，自治域号码，域名，可提供的测量功能，性能指标，注册时间)记录格式保存已注册测量服务器的有关参数，正式写入注册数据库列表；

步骤(10)：数据库服务器DB定期对在册的测量服务器进行轮询，完成功能测试及性能测试，通过功能测试的，保持原来记录；不能通过功能测试的，删除原来记录，更新注册数据库列表；

步骤(11)：重复步骤(1)-(9)，将多个新增测量服务器的有关信息存入数据库服务器的注册数据库中；

步骤(12)：用户A在本地主机上使用路由跟踪traceroute网络测量工具获得从用户A到用户B网络传输路径上所经过的各自治域边界路由器相应端口的一系列网络IP地址a.b.c.d；

步骤(13)：根据以上一系列网络IP地址，构造新的域名d.c.b.a.testtool.foo.bar，向注册管理服务器发出域名解析请求，得到沿路各自治域内最优测量服务器的IP地址；

步骤(14)：用户A按以下步骤向用户B所在子网内的测量服务器MS_B进行从用户A到用户B的网络双向传输性能测量；

步骤14.1.用户A通过测量客户端MC_A向测量服务器MS_B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14.2用户A身份认证通过后，通过登录测量服务器MS_B的网页选择该测量服务器与DVTS结合的主动测量模式，MS_B读取存储的DVTS视频文件，将DVTS视频文件发送至用户A；

步骤14.3用户A在MC_A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MS_B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14.4用户A身份认证通过后，通过登录测量服务器MS_B的网页选择该测量服务器与测量客户机系统dvping结合的反射测量模式；

步骤14.5用户A在MC_A上启动运行DVTS测量客户机系统dvping，配置有关参数，向测量服务器MS_B发送模拟真实视频随机数据流；

步骤14.6测量服务器MS_B在收到该随机数据流后，将该数据流发送回用户A；

步骤14.7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MC_A上；

步骤14.8用户A通过登录测量服务器MS_B的网页选择该测量服务器与DVTS结合的反射测量模式；

步骤14.9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MS_B，MS_B收到该实时视频数据流后将该视频流发送回用户A；

步骤14.10用户A在MC_A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(14)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(15)：用户A按以下步骤进行逐点故障诊断：

步骤15.1用户A通过测量客户端MC_A与除MS_B外的最靠近用户B的测量服务器MS_M进行如步骤(14)中所述的双向性能测量，若性能满足要求，便判断故障发生在部署了测量服务器MS_M的自治域到用户B之间的网络段；

步骤15.2若性能不满足要求，用户采用由步骤(14)中所述方法，检查由用户A到距用户A更近的测量服务器MS_M-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MS_M-1的自治域到用户B之间的网络段；

步骤15.3以步骤15.1，15.2类推，用户A依次完成与离用户A距离由远至近的MS_M-2，MS_M-3，，......MS_A的测量，直到发现故障所在的网络段为止；

步骤15.4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15.5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，则由用户A发起的到用户B的双向测量完成后，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(16)：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(17)；

步骤(17)：同理，仿照步骤(12)-(16)，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。

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