CN102546263A

CN102546263A - 在iptv网络中视频服务器和ip网络的故障隔离方法及系统

Info

Publication number: CN102546263A
Application number: CN2012100398325A
Authority: CN
Inventors: 吴雪波
Original assignee: DEKSCOM TECHNOLOGIES Ltd
Current assignee: DEKSCOM TECHNOLOGIES Ltd
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明揭示了一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法及系统，所述方法包括如下步骤：通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；按照IPTV协议栈对视频媒体流数据进行逐层处理，并分别统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rt，以及RTP层丢包数Nr和丢包率Rr；而后通过对MPEG-TS层丢包参数和RTP层丢包参数进行关联分析，来判断媒体流丢包引起的IPTV业务质量问题是由于视频服务器故障还是IP网络故障所造成的。本发明可以有效确定网络故障的来源，提高故障检测的效率。

Description

在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法及系统

技术领域

本发明属于通信测试技术领域，涉及一种IPTV网络故障隔离方法，尤其涉及一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法；同时，本发明还涉及一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离系统。

背景技术

近年来，随着IP网络和应用的迅速发展以及通信市场竞争的日益加剧，全球的各大电信和广电运营商正掀起一股股“三网融合”业务发展的热潮。一方面，电信运营商通过IPTV技术进入数字电视领域；另一方面，有线电视运营商也加快了数字电视网络的双向改造以及干线节目信号IP化的传送，以便提供VOD点播和时移电视业务。

正是由于电信和广电在“三网融合”领域竞争的加剧，运营商越来越重视IPTV网络的业务质量保障，他们十分迫切地需要能主动发现IPTV业务质量问题并快速定位和隔离故障源的系统和工具，以便提升用户体验质量、降低故障修复时间。而另一方面，由于IPTV业务发展初期的用户规模和营业收入都还比较小，运营商必须严格控制IPTV网络的运营成本，用尽可能低的成本来部署IPTV业务质量监测和故障诊断系统。

IPTV网络结构比较复杂，视频媒体流从IPTV平台的视频服务器发起后，需要经过IP核心网、宽带接入网和用户家庭网络等众多环节才能最终到达机顶盒，而这些网络设备和节点都有能对视频媒体流的传输造成损伤，并影响终端用户对IPTV业务的体验质量。因此，为了诊断IPTV业务质量问题，网络维护人员往往需要在各个不同的网络节点部署多个监测设备(探针)，才能确定引起视频媒体流损伤的具体位置。一般地，运营商至少需要在IPTV平台出口处部署一组固定探针，来监测视频服务器输出媒体流的健康状况，然后根据需要在网络的其它关键节点灵活地安装移动探针来进行故障排查。由于以上这种故障诊断方法需要部署两台以上的IPTV监测探针才能判断业务质量问题是由于视频服务器还是IP网络中间节点所造成的，它在一定程度上增加了网络维护人员进行IPTV故障排查的设备成本，以及安装复杂度和成本。

图1是一个典型的IPTV媒体流协议栈示意图。目前在IPTV网络中最常用的视频媒体流传输协议栈为H.264/MPEG-TS/RTP/UDP/IP/Ethernet。

根据以上协议栈，不同的IPTV网络设备会对不同协议层次的数据进行相应的处理。视频服务器负责将从不同渠道获得的MPEG-TS视频媒体流数据封装到RTP数据包中，然后发送到IP网络中。在IETF RFC2250标准中定义了MPEG-TS视频码流封装到RTP/UDP/IP数据包中的规范，并规定一个IP包中最多能封装7个MPEG-TS包，如图2所示。

当视频服务器发生故障(如CPU负载过重或软件错误)时，它有可能会在将MPEG-TS数据流封装到RTP包过程中，丢弃其中部分MPEG-TS包。IP网络的中间设备(如路由器和交换机)只对RTP以下的协议层数据(包括IP层和以太网层)进行处理，而不会对RTP上层的MPEG-TS数据包进行分解和再处理。因此，当这些中间节点发生拥塞或故障时，会将整个IP包(或RTP包)丢弃，即会丢弃包含在RTP包中的所有MPEG-TS包，而不会只丢弃其中部分MPEG-TS包。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法，可判断媒体流丢包引起的IPTV业务质量问题是由于视频服务器故障还是IP网络故障所造成的。

此外，本发明还提供一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离系统，可判断媒体流丢包引起的IPTV业务质量问题是由于视频服务器故障还是IP网络故障所造成的。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

步骤S2：按照IPTV协议栈对视频媒体流数据进行逐层处理，并分别统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rt，以及RTP层丢包数Nr和丢包率Rr；

步骤S3：在若干个采样周期内，若Nt＞T1且Nr＝0，则判断视频服务器存在丢包或编码错误，而IP网络不存在丢包，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T1为设定的MPEG-TS媒体丢包数告警门限；若Nt＞T1且Nr＝0不成立，转向步骤S4；

步骤S4：若Nt＞0且Nr＞0且(Rt-Rr)/Max(Rt，Rr)＜＝T2，则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络丢包或拥塞所造成的，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T2为设定的Rt和Rr近似度门限值(例如：0.01)。

一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离系统，所述系统包括：

视频媒体流数据采集设备，用以在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

数据统计模块，用以按照IPTV协议栈对视频媒体流数据进行逐层处理，并分别统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rt，以及RTP层丢包数Nr和丢包率Rr；

故障判断模块，在若干个采样周期内，若Nt＞T1且Nr＝0，所述故障判断模块则判断视频服务器存在丢包或编码错误，而IP网络不存在丢包，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T1为设定的MPEG-TS媒体丢包数告警门限；若Nt＞T1且Nr＝0不成立，则判断“Nt＞0且Nr＞0且(Rt-Rr)/Max(Rt，Rr)＜＝T2”是否成立，若成立，所述故障判断模块则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络丢包或拥塞所造成的，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T2为设定的Rt和Rr近似度门限值(例如：0.01)。

作为本发明的一种优选方案，所述数据统计模块包括：MPEG-TS层统计单元，用以统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rt，RTP层统计单元，用以统计RTP层丢包数Nr和丢包率Rr。

本发明的有益效果在于：本发明提出的在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法及系统，仅使用单个仪表(或探针)对网络中间点数据进行采集，通过对MPEG-TS层丢包参数和RTP层丢包参数进行关联分析，来判断媒体流丢包引起的IPTV业务质量问题是由于视频服务器故障还是IP网络故障所造成的。本发明可以有效确定网络故障的来源，提高故障检测的效率。

附图说明

图1为典型的IPTV媒体流协议栈示意图。

图2为IP包封装7个MPEG-TS包的示意图。

图3为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图3，本发明揭示了一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法，所述方法包括如下步骤：

【步骤S1】通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

【步骤S2】按照IPTV协议栈对视频媒体流数据进行逐层处理，并分别统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rt，以及RTP层丢包数Nr和丢包率Rr；

【步骤S3】在若干个采样周期内，若Nt＞T1且Nr＝0，则判断视频服务器存在丢包或编码错误，而IP网络不存在丢包，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T1为设定的MPEG-TS媒体丢包数告警门限；若Nt＞T1且Nr＝0不成立，转向步骤S4；

【步骤S4】若Nt＞0且Nr＞0且(Rt-Rr)/Max(Rt，Rr)＜＝T2，则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络丢包或拥塞所造成的，并在用户界面上产生相应的专家系统提示，其中T2为设定的Rt和Rr近似度门限值(例如：T2＝0.01)。

以上介绍了本发明故障隔离方法的流程，本发明在揭示上述故障隔离方法的同时，还揭示一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离系统；所述系统包括：视频媒体流数据采集设备、数据统计模块、故障判断模块。

视频媒体流数据采集设备用以在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获。视频媒体流数据采集设备可以是单个采集仪表或探针。

数据统计模块用以按照IPTV协议栈对视频媒体流数据进行逐层处理，并分别统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rr，以及RTP层丢包数Nr和丢包率Rr。所述数据统计模块包括：MPEG-TS层统计单元、RTP层统计单元；MPEG-TS层统计单元用以统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rt，RTP层统计单元，用以统计RTP层丢包数Nr和丢包率Rr。

在若干个采样周期内，若Nt＞T1且Nr＝0，所述故障判断模块则判断视频服务器存在丢包或编码错误，而IP网络不存在丢包，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T1为设定的MPEG-TS媒体丢包数告警门限；若Nt＞T1且Nr＝0不成立，则判断“Nt＞0且Nr＞0且(Rr-Rr)/Max(Rt，Rr)＜＝T2”是否成立，若成立，所述故障判断模块则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络丢包或拥塞所造成的，并在用户界面上产生相应的专家系统提示，其中T2为设定的Rt和Rr近似度门限值(例如：T2＝0.01)。

综上所述，本发明提出的在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法及系统，仅使用单个仪表(或探针)对网络中间点数据进行采集，通过对MPEG-TS层丢包参数和RTP层丢包参数进行关联分析，来判断媒体流丢包引起的IPTV业务质量问题是由于视频服务器故障还是IP网络故障所造成的。本发明可以有效确定网络故障的来源，提高故障检测的效率。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims

1.一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S4：若Nt＞0且Nr＞0且(Rt-Rr)/Max(Rt，Rr)＜＝T2，则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络丢包或拥塞所造成的，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T2为设定的Rt和Rr近似度门限值。

2.根据权利要求1所述的在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离方法，其特征在于：

T2为0.01。

3.一种在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离系统，其特征在于，所述系统包括：

故障判断模块，在若干个采样周期内，若Nt＞T1且Nr＝0，所述故障判断模块则判断视频服务器存在丢包或编码错误，而IP网络不存在丢包，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T1为设定的MPEG-TS媒体丢包数告警门限；若Nt＞T1且Nr＝0不成立，则判断“Nt＞0且Nr＞0且(Rt-Rr)/Max(Rt，Rr)＜＝T2”是否成立，若成立，所述故障判断模块则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络丢包或拥塞所造成的，并在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T2为设定的Rt和Rr近似度门限值。

4.根据权利要求3所述的在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离系统，其特征在于：

所述数据统计模块包括：

MPEG-TS层统计单元，用以统计MPEG-TS层媒体丢包数Nt和丢包率Rt，

RTP层统计单元，用以统计RTP层丢包数Nr和丢包率Rr。

5.根据权利要求3所述的在IPTV网络中视频服务器和IP网络的故障隔离系统，其特征在于：

T2为0.01。