CN103369403A - 机顶盒点播包分析系统和分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机顶盒点播包分析系统和分析方法，包括机顶盒、信令汇聚交换机、互动电视点播系统和信令分析设备，所述机顶盒与信令汇聚交换机和互动电视点播系统有线连接，所述信令汇聚交换机与信令分析设备和互动电视点播系统有线连接。本发明能快速判断系统应用性能、用户体验并快速定位故障。

Description

机顶盒点播包分析系统和分析方法

技术领域

本发明涉及一种机顶盒点播包分析系统和分析方法，实现从前端系统判断用户点播体验及监控业务应用性能。

背景技术

互动电视业务种类多样，包含点播、回看、游戏、商城、电子营业厅等。随着互动业务飞速发展，互动用户日益增长，系统稳定安全运行的重要性日益突出。传统的监控手段往往局限于对各系统服务器CPU、内存、磁盘利用率等硬件层面的监控，但对于业务级别的监控，尚无较好的手段从前端判断业务性能质量。

传统的系统性能监控和故障定位方法有如下缺陷：

（1）系统监控大多局限于对硬件状态的监控（CPU、内存、磁盘利用率等），无法从用户角度实时监控系统业务性能，特别是系统应用层面的性能，对于用户实际点播和访问的体验质量无法全面了解。

（2）对于用户点播过程中出现的故障排查，前端运维人员无法迅速判断故障范围及故障现象，故障定位不够快速。

原先的系统监控无法较为全面的了解所有用户访问互动电视系统的用户感知。传统运维方法为由运维人员通过信号检测等设备在用户侧（用户家中）对用户点播信令、信号强度等进行检测从而分析用户点播体验，不能从总体的所有用户的角度快速判断前端系统性能。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种机顶盒点播包分析系统和分析方法，从而快速判断系统应用性能、用户体验并快速定位故障。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的第一种技术方案为一种机顶盒点播包分析系统，包括机顶盒、信令汇聚交换机、互动电视点播系统（即“前端系统”）和信令分析设备，所述机顶盒与信令汇聚交换机和互动电视点播系统有线连接，所述信令汇聚交换机与信令分析设备和互动电视点播系统有线连接。

所述信令分析设备可以是深信服公司的APM（应用性能管理）。

进一步的，所述互动电视点播系统包括域名解析和负载均衡交换机、页面服务器和视频点播推流服务器，所述域名解析和负载均衡交换机与信令汇聚交换机和页面服务器有线连接，所述视频点播推流服务器与页面服务器和机顶盒有线连接。更进一步的，所述页面服务器包括电视游戏页面服务器、电视商城页面服务器和点播页面服务器。

本发明采用的第二种技术方案为一种机顶盒点播包分析方法，包括如下步骤：

机顶盒将用户的请求信令发送至信令汇聚交换机；

信令汇聚交换机将用户的请求信令转发给互动电视点播系统和信令分析设备；

互动电视点播系统根据用户的请求信令将相应的反馈信令发送至信令汇聚交换机，由信令汇聚交换机发送至机顶盒呈现给用户，信令汇聚交换机还将接收到的反馈信令发送给信令分析设备；

互动电视点播系统根据用户的请求信令推送相应业务的节目流给机顶盒；

信令分析设备分析接收到的信令。

进一步的，所述信令分析设备对接收到的信令进行应用层面和网络层面的分析。

进一步的，所述信令分析设备通过分析接收到的信令，获取用户访问业务系统时各环节所消耗的平均时间，包括如下步骤：

①通过基于互动电视点播系统的性能信息获取访问页面服务器（简称“服务器”）的变慢比例，若变慢比例大于或接近50%，转步骤②，如果变慢比例远小于50%，则判断当前业务正常；

②判断服务器延时是否大于1s，如果大于或接近1s，则判定为服务器故障；如果服务器响应延迟远小于1s，则转步骤③；

③判断网络延时，如果所有地区网络延时大于或接近1S（延时较大），则为前端机房网络传输系统问题，若不是则转步骤④；

④如果为某一地区网络延时大，则为地区网络传输系统问题，若不是则为用户侧网络问题；

⑤判断是否是所有页面访问出现变慢，如果是，则转步骤③排查网络，否则转步骤⑥；

⑥出现访问慢的页面是否影响所有地区用户，如果是，则为该页面本身设计问题，如果不是则为个别机顶盒终端性能不足所致。

有益效果：本发明能够基于用户角度从网络层面及应用层面较为细致地监控和判断互动电视系统业务性能总体运行情况，并实现故障的快速定位和排查。

附图说明

图1为机顶盒点播包分析系统的结构框图；

图2为互动电视点播系统的结构框图；

图3为互动电视点播系统总体应用性能图；

图4为访问游戏业务的用户统计图（按区域）；

图5为访问游戏业务体验变慢的用户统计图；

图6为游戏业务访问详情图；

图7为游戏业务所有访问变慢的页面图；

图8为登录游戏开始界面出现访问变慢情况的用户图；

图9为所有页面访问情况图；

图10为访问变慢次数较多的页面图；

图11为整个页面的加载过程图；

图12为各个地区网络质量情况图；

图13为判断用户点播体验及监控业务应用性能的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，所有用户的请求信令通过城域网发送至信令汇聚交换机（简称“交换机”），再由信令汇聚交换机转发给互动电视点播系统，互动电视点播系统根据各用户的请求信令将用户所点节目的相关页面通过信令交互的方式发给交换机，再由交换机下发给用户。

互动电视点播系统具体架构如图2所示，域名解析和负载均衡交换机，电视游戏、商城、点播类业务页面服务器和VOD（Video On Demand，视频点播）推流服务器，用户点播信令通过信令汇聚交换机首先到达域名解析和负载均衡交换机，该交换机对用户点播信令进行域名解析判断用户当前使用的具体业务(电视游戏、商城还是点播、回看类业务)，根据业务类型将请求信令派送至相应业务的页面服务器（游戏、商城、点播类），各业务的页面服务器根据域名解析和负载均衡交换机发送过来的用户请求信令将相应的反馈信令（反馈页面）发送至信令汇聚交换机，由信令汇聚交换机发送至机顶盒呈现给用户。另一方面，各业务（游戏、商城、点播类）页面服务器将用户请求中的节目信息发送至VOD推流服务器，由VOD推流服务器根据用户的请求信令推送相应业务的节目流。节目流通过视频链路发送给机顶盒。

用户点播过程中与系统交互的所有信令流量，均由信令汇聚交换机转发，因此将用户的点播交互信令（即请求信令和反馈信令，简称“交互信令”）以镜像流量的方式发给信令分析设备进行分析，信令分析设备的主要功能是通过对机顶盒与互动电视点播系统的交互信令进行应用层面和网络层面的分析，获取相关性能指标（如连接成功率、失败率等网络层指标；页面加载时间等应用层指标），具体包括如下信息：

（1）应用层相关信息：

①基于互动电视点播系统的性能信息，如图3所示，总体呈现系统的服务质量：

访问统计：访问次数、变慢次数、变慢比例；

终端用户：用户数、影响用户、影响比例；

加载时间-平均：页面加载时间、服务器时间；

错误：HTTP错误、TCP错误、5XX错误。

页面详情：可具体查看指定系统页面的访问详情

以上统计信息根据所有用户在统计时间内的访问进行统计，体现用户的真实访问体验。通过这些信息，可清晰的了解到各系统的业务质量，为后续优化提供可靠数据。

若一个系统为多台主机并行承载，可进一步查看该系统的所有访问记录详情。图4显示访问游戏业务的所有地区用户的性能信息，包括用户IP、所属区域、访问次数、变慢次数、变慢比例、页面平均加载时间、服务器平均时间、TCP错误数、HTTP错误数、TCP可用性比例、TCP连接次数、TCP连接失败次数、TCP流量。通过查看系统的所有访问记录，可判断该应用的业务质量，是否整体应用服务问题，还是个别用户、个别区域突发状况导致。

受影响用户（如图5所示）为该系统在访问系统过程中发生访问变慢情况的用户统计，由此可以判断哪些区域、哪些用户在点播业务过程中出现的时延、变慢情况、TCP连接次数较多，通过发现用户在点播过程中体验不佳的问题，及时解决。

通过分析页面详情，可具体查看指定系统页面的访问情况，如图6所示显示了游戏业务所有页面访问详情，包括URL、网页标题、服务器IP、访问次数、变慢次数、页面元素个数、页面平均加载时间。其中页面加载时间为用户端发起请求至页面加载完成所用时间。页面服务器（简称“服务器”）时间为服务器接收到页面请求至回应数据的时间间隔。

通过访问变慢页面分析，查看指定系统的所有访问变慢页面统计，如图7所示为游戏业务所有访问变慢的页面。

通过以上分析，可以发现用户在登陆游戏开始界面过程中反映变慢的比例比较多。

通过对其中指定URL的分析（如图8为登录游戏开始界面出现访问变慢情况的用户），可详细查看该页面在统计时间内的所有访问记录，包括访问时间、浏览器版本、主机IP、终端IP、所属区域、系统名称、请求方式、是否为慢页面、加载时间、请求时间、下载时间、服务器时间、页面大小、页面元素个数等信息。通过查看指定URL记录，可详细查看变慢页面是普遍现象，还是个别区域或个别用户的问题。

其中加载时间定义为用户端发起请求至页面加载完成所用时间；

请求时间定义为终端发起get/post请求至请求到达Web应用系统的时间；

下载时间定义为下载URL页面的时间；

服务器时间定义为服务器接收到页面请求至回应数据的时间。

通过图8可以发现，南京用户10.2.184.215在登陆游戏开始页面过程中，有加载时间较长的现象。

②基于页面的性能信息

基于页面的系统分析，通过分析各业务系统页面的详细状态，如页面加载时间、HTTP4XX错误、5XX错误等信息，判断系统本身是否有因设计等原因导致用户访问不佳的情况。

所有页面访问情况（图9），将呈现在统计时间内所有监控系统的所有页面访问记录，包括URL、标题、系统名称、访问次数、变慢次数、变慢比例、页面加载时间、服务器时间、页面大小、HTTP错误、5XX错误、用户地区等信息。

对于访问变慢次数较多的页面（图10），通过分析加载时间、服务器时间、请求时间、下载时间、页面大小、页面元素等因素，判断导致页面访问慢的根本原因。

通过查看变慢页面的详细情况，可以描绘出整个页面的加载过程，如图11所示为某用户加载页面172.20.225.100/tvroot/httv.jsp详细情况（图中纵坐标为该页面各页面元素），总体页面加载时间较长是由于客户端耗时较长，用户获取页面中的各个元素耗费了大量时间在机顶盒处理上，而网络耗时（从请求时间和连接时间上体现）和服务器时间基本可忽略不计。

（2）网络层相关信息

◆机顶盒和前端系统交互过程中的连接成功数、失败数和会话数；

◆机顶盒和前端系统交互过程中的数据量；

◆机顶盒和前端系统交互过程中的网络时延和重传率；

◆机顶盒和前端系统交互过程中的其他网络异常事件;

通过这些信息可以较为全面地把握各个地区用户网络质量情况，便于运维人员定位网络异常地区。从图12可见扬州地区连接失败率较高，需进一步排查扬州地区网络。

本发明采用通过分析机顶盒点播信令，实现从前端系统判断用户点播体验及监控业务应用性能的方法，包括如下步骤，如图13所示：

通过信令分析设备获取用户访问业务系统时各环节所消耗的平均时间，包含系统服务器耗时、网络耗时、终端耗时等数据。

①通过基于互动电视点播系统的性能信息获取访问页面服务器访问变慢比例，若变慢比例大于或接近50%，转步骤②，如果变慢比例远小于50%，则基本判断当前业务正常

②判断服务器延时是否大于1s，如果大于或接近1s，则判定为服务器故障；如果服务器响应延迟远小于1s，则转步骤③

③判断网络延时，如果所有地区网络延时是否大于或接近1S（延时较大），则为前端机房网络传输系统问题，若不是则转步骤④

④如果为某一地区网络延时大，则为地区网络传输系统问题，若不是则为用户侧网络问题，需运维人员上门检查用户家庭网络

⑤判断是否是所有页面访问出现变慢，如果是，则转步骤③排查网络，否则转步骤⑥

⑥出现访问慢的页面是否影响所有地区用户，如果是，则为该页面本身设计问题，可能的原因为页面元素太多。如果不是则为个别机顶盒终端性能不足所致，建议更换机顶盒。

Claims (6)

1.一种机顶盒点播包分析系统，其特征在于：包括机顶盒、信令汇聚交换机、互动电视点播系统和信令分析设备，所述机顶盒与信令汇聚交换机和互动电视点播系统有线连接，所述信令汇聚交换机与信令分析设备和互动电视点播系统有线连接。

2.根据权利要求1所述机顶盒点播包分析系统，其特征在于：所述互动电视点播系统包括域名解析和负载均衡交换机、页面服务器和视频点播推流服务器，所述域名解析和负载均衡交换机与信令汇聚交换机和页面服务器有线连接，所述视频点播推流服务器与页面服务器和机顶盒有线连接。

3.根据权利要求2所述机顶盒点播包分析系统，其特征在于：所述页面服务器包括电视游戏页面服务器、电视商城页面服务器和点播页面服务器。

4.一种机顶盒点播包分析方法，包括如下步骤：

机顶盒将用户的请求信令发送至信令汇聚交换机；

信令汇聚交换机将用户的请求信令转发给互动电视点播系统和信令分析设备；

互动电视点播系统根据用户的请求信令将相应的反馈信令发送至信令汇聚交换机，由信令汇聚交换机发送至机顶盒呈现给用户，信令汇聚交换机还将接收到的反馈信令发送给信令分析设备；

互动电视点播系统根据用户的请求信令推送相应业务的节目流给机顶盒；

信令分析设备分析接收到的信令。

5.根据权利要求4所述机顶盒点播包分析方法，其特征在于：所述信令分析设备对接收到的信令进行应用层面和网络层面的分析。

6.根据权利要求4所述机顶盒点播包分析方法，其特征在于：所述信令分析设备通过分析接收到的信令，获取用户访问业务系统时各环节所消耗的平均时间，包括如下步骤：

①通过基于互动电视点播系统的性能信息获取访问页面服务器的变慢比例，若变慢比例大于或接近50%，转步骤②，如果变慢比例远小于50%，则判断当前业务正常；

②判断页面服务器延时是否大于1s，如果大于或接近1s，则判定为页面服务器故障；如果页面服务器响应延迟远小于1s，则转步骤③；

③判断网络延时，如果所有地区网络延时大于或接近1S，则为前端机房网络传输系统问题，若不是则转步骤④；

④如果为某一地区网络延时大，则为地区网络传输系统问题，若不是则为用户侧网络问题；

⑤判断是否是所有页面访问出现变慢，如果是，则转步骤③排查网络，否则转步骤⑥；

⑥出现访问慢的页面是否影响所有地区用户，如果是，则为该页面本身设计问题，如果不是则为个别机顶盒终端性能不足所致。

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