CN111741295B - 一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测系统及其方法，所述监测系统包括监测中心和探测端，其中探测端，用于对各个有效测试路径进行端到端的QoS指标监测，并将监测数据发送给监测中心；所述QoS指标包括丢包、延时和/或抖动；监测中心，用于对监测数据进行接收统计，展现全网性能状态。通过本发明能够对网络运行的可靠性进行实时监测，并且能够反应真实准确的数据。

Description

一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测系统及其方法
技术领域
本发明属于互联网性能监测技术领域，特别涉及一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测系统及其方法。
背景技术
随着Internet和IP网络的迅猛发展，越来越多的应用业务开始通过IP网络来进行视频传输，但是IP网络的服务没有QoS（Quality of Service）的保证，在传输中不可避免的出现由于网络问题而产生的丢包、延时、抖动等现象。而视频实时传输量大，例如现在的视频直播、网络会议、远程监测等对于抖动、丢包和延迟等QoS性能要求极高。
由于上述原因，网络供应商越来越多关注于对所提供的网络服务支路QoS的保证和评价，所以对网络服务质量和管理越来越受到大家的关注。SLA服务登记协议规定了网络供应商在各个网络域内所应该提供的最低、最高和平均状况下的网络性能指标参数，我们可以对网络运行的可靠性、有消息进行实时的监测。现有技术中一般采用发送一组监测IP包的方法，由接收端统计丢包、延时和抖动，但是由于无法实现业务流状态下的测量，无法反应真实准确的数据。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测系统，所述监测系统包括监测中心和探测端，其中探测端，用于对各个有效测试路径进行端到端的QoS指标监测，并将监测数据发送给监测中心；所述QoS指标包括丢包、延时和/或抖动；监测中心，用于对监测数据进行接收统计，展现全网性能状态。
进一步的，所述探测端与测试路径两端业务节点通过tcp/ip连接；
所述探测端，
用于对业务节点发出的业务视频进行连续标记；
用于接收业务节点所接收的标记信息，并将两组标记信息进行对比分析。
进一步的，所述探测端与测试路径两端业务节点通过tcp/ip连接；
所述探测端，用于根据业务视频仿制同质视频监测流，并在所述视频监测流中插入检测信息字段，对所述视频监测流进行标记；
所述同质视频监测流替换业务视频传输给另一个业务节点，另一个业务节点将接收到的所述同质视频检测流传输给所述探测端；
所述探测端对所述同质视频监测流中发出的检测信息字段和接收到的检测信息字段对比分析。
进一步的，在探测端可对音视频监测流进行音视频恢复。
进一步的，所述监测中心可指定目标测试路径，对探测端发出连续监测目标测试路径丢包、延时、抖动的控制信号。
进一步的，所述标记包括顺序标记、时间标记。
进一步的，当所述测试路径之间设有转发节点时，
所述监测系统在转发节点间增加临时探针probe，用于最终确定故障位置。
进一步的，监测模块包括监测中心和下级监测点；其中，
下级监测点，用于转发、发起监测或终结监测数据流；
监测中心，用于对分析结果进行统计，并将分析结果经网络通道回传。
进一步的，探测端对各个有效测试路径进行端到端的丢包、延时、抖动监测，并将监测数据发送给监测中心；
监测中心对监测数据进行接收统计，展现全网性能状态。
进一步的，将视频网络的各个业务节点相互连接形成测试路径，控制各个业务节点之间相互传输检测包，并且所述检测包是音视频监测流。
进一步的，在所述音视频监测流中加入监测标记。
进一步的，所述监测中心对根据全网性能状态，向探测端发出指令，控制探测端指定某一条测试支路进行探测。
进一步的，所述音视频监测流对业务视频流进行伴随监测，所述音视频监测流与所述业务视频流路径相同。
进一步的，探测端对业务视频进行完全仿真，并且在视频数据流中插入检测信息字段，然后将仿真的视频数据流发送给下一个业务节点，探测端从下一个业务节点获取到的视频数据流中提取插入字段，分析获得监测结果。
本发明的优点是能够对网络运行的可靠性进行实时检测，并且能够真实准确的反应相关数据。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的监测框架图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测系统，包括监测中心和探测端。所述监测中心和探测端之间通过tcp/ip（Transmission Control Protocol/Internet Protocol：传输控制协议/网际协议）连接。
具体的，位于视频网络的各个关键业务节点相互之间形成测试路径，所述监测中心可以指定测试路径，对探测端发出连续监测目标测试路径丢包、延时和/或抖动等数据的控制信号。探测端接收到探测信号后，所述探测端对整个网络中的各个有效测试路径进行端到端的丢包、延时和/或抖动等QoS指标进行监测，然后将丢包率、延时程度和抖动系数等监测数据发送给监测中心。监测中心对所述监测数据进行接收并统计，展现全网性能状态。所述统计方式是仿真一个模拟视频网络，将所述监测数据以仿真的形式在所述模拟视频网络中整体体现出来。所述性能状态包括视频网络中各条测试路径的丢包率、延时程度和抖动系数等。
示例性的，如图1所示，所述测试路径包括业务节点A和业务节点B，所述探测端通过tcp/ip连接业务节点A和业务节点B，业务节点A发送业务视频给业务节点B，探测端对业务节点A发出的业务视频进行连续标记，当业务节点B收到带有连续标记的业务视频时，可将接收到的标记信号传送给探测端，探测端对两组标记信息进行对比分析。
示例性的，所述探测端可以根据现有业务视频仿制同质视频监测流，并在所述视频监测流中插入检测信息字段，替换业务视频传输给业务节点B，业务节点B将插入的检测信息字段传输给探测端。
进一步的，所述标记包括顺序标记、时间戳标记。
示例性的，探测端根据业务节点B接收到的相应标记得出丢包比例、时间差、抖动系数等探测数据。
具体的，丢包比例的计算方式为：计数总报文包数量，再统计丢包的数量，两者的比值；时间差的计算方式为：根据音视频流的时间戳进行比较而得；抖动的计算方式为：根据时间差的变化幅度的统计计算值。
探测端将得到的探测数据传输到监测中心，监测中心对整个视频网络进行全局监测，监测中心根据丢包比例、时间差及抖动系数等探测数据准确的判断整个网络中的故障指标。并且根据起始、终结节点来判断故障位置，所述监测中心可指定目标测试路径，并对探测端发出连续监测目标测试路径的丢包、延时和抖动等数据的控制信号。
示例性的，在模拟仿真时，业务节点A发送与实际业务视频相同带宽的视频数据流，并且在数据流中填充自定义特征数序序列，示例性的数序序列为10101010的序列，如业务节点B接收到的数据发生变化，例如变为10101011，同步印证目标时间戳，即可较准确的估算故障节点的位置。通过所述测试系统可实现完全仿真级测量，可仿真与真实承载业务环境下相同数量、业务种类、业务等级的视频流。具体的，所述数量包括业务数量，所述业务中来包括H.264的1080pMP4视频流xN或H.265的4Kpmpeg2xM。业务等级包括tos字节等标记字节。如果以上几项参数与业务视频流相同，即可完全仿真处实际所有业务视频流传输中的质量问题，而且通过全部测试对业务视频流进行全程监测。
进一步的，业务节点B将接收到的音视频监测流中的标记进行标记更新，然后传送给业务节点A，通过业务节点A与业务节点B之间的相互传送，探测端能够对业务节点A和业务节点B之间的上下行通道的测试指标进行测试。
进一步的，当业务节点A和业务节点B之间存在转发节点C时，ACB路由节点之间增加探针probe进行对故障位置的进一步确定。
进一步的，所述音视频监测流符合检测区域/节点间正在承载的业务音视频的特征/结构。能够达到更好的并行传输效果，占用带宽更窄。
进一步的，在探测端可对所述音视频监测流进行恢复。恢复是指将音视频监测流的性能信息在探测端记录下来，类似于计数清零，但音视频监测流不变则继续传递。
进一步的，所述恢复除了统计清零，重新标记信息等操作外，也可以在探测端重新建立新的音视频流连接，因监测使用的音视频流一般为专门录制的标准音视频流，所以可以预先存储在探测端，恢复的时候重新读取该准音视频流。
进一步的，所述监测中心包括中心监测中心和次级监测中心，所述次级监测中心是分层监测为架构体系的中心监测中心以下的监测点，所述次级监测中心在整个被监测网络形成测试路径的支点，负责转发、发起监测或者终结监测数据流的作用。
所述音视频监测流可进行完全仿真级测量，并在数据流中填充自定义特征数据序列，探测端读取业务节点A的视频数据流，并且也读取业务节点B接收到的视频数据流，对二者进行对比验证，即可较准确的判断业务节点A与业务节点B之间是否存在故障节点，通道可用性及性能状态。
优选的，所述视频数据流与业务视频流并行传递，实现持续性监测。
并通过在线仿真相关业务视频流等进行全网自动性能监测和监测的系统，根据监测的数据判断网络中的故障节点，具有模拟仿真的功能。发送端可以发送预定视频数据，接收端接收到该视频数据后，根据接收的视频数据能够确定故障节点，通道可用性及性能状态。
本发明还公开了一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测方法，具体的，通过探测端对视频网络中的各个有效测试路径进行端到端的丢包、延时和抖动监测，并且将监测数据发送给监测中心。然后控制监测中心对监测数据进行接收统计，展现全网性能状态。
视频网络中的各个业务节点相互连接形成测试路径，示例性的，第一个业务节点向第二个业务节点传输业务视频。探测端在业务视频传输的相同路径发送一个检测数据流，进行伴随检测。可按比例获取检测结果，当没有业务数据的时候结果比较准确。示例性的，第一业务节点向第二业务节点传输业务视频时，监测端将业务视频进行仿真，并且在仿真视频中插入检测信息字段，然后传输到第二业务节点，然后探测端从第二业务节点所接收到的仿真视频提取插入字段进行分析，通过上述方法可直接获得建准确结果，一般序列的顺序错误不会影响测试结果，只需要探测端在第二业务节点接收喘口气内重新排序，且ip包本身的蕉叶也可以进行辅助判断。
进一步的，在所述音视频监测流中加入标记，具体的，所述标记包括顺序标记和时间戳标记等。

Claims (10)

1.一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测系统，其特征在于，
所述监测系统包括监测中心和探测端，其中
探测端，用于对各个有效测试路径进行端到端的QoS指标监测，并将监测数据发送给监测中心；所述QoS指标包括丢包、延时和/或抖动；
监测中心，用于对监测数据进行接收统计，展现全网性能状态；
所述探测端用于对业务节点发出的业务视频进行连续标记；用于接收业务节点所接收的标记信息，并将两组标记信息进行对比分析。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，
所述探测端与测试路径两端业务节点通过tcp/ip连接；
所述探测端，用于根据业务视频仿制同质视频监测流，并在所述视频监测流中插入检测信息字段，对所述视频监测流进行标记；
所述同质视频监测流替换业务视频传输给另一个业务节点，另一个业务节点将接收到的所述同质视频检测流传输给所述探测端；
所述探测端对所述同质视频监测流中发出的检测信息字段和接收到的检测信息字段对比分析。
3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，
在探测端还用于对音视频监测流进行音视频恢复。
4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，
所述监测中心还用于指定目标测试路径，对探测端发出连续监测目标测试路径丢包、延时、抖动的控制信号。
5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，
所述标记包括顺序标记、时间标记。
6.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，
当所述测试路径之间设有转发节点时，
所述监测系统在转发节点间增加临时探针probe，用于最终确定故障位置。
7.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，
监测模块包括监测中心和下级监测点；其中，
下级监测点，用于转发、发起监测或终结监测数据流；
监测中心，用于对分析结果进行统计，并将分析结果经网络通道回传。
8.一种连续监测视频网络端到端QoS指标的监测方法，其特征在于，
探测端对各个有效测试路径进行端到端的丢包、延时、抖动监测，并将监测数据发送给监测中心；
监测中心对监测数据进行接收统计，展现全网性能状态；
将视频网络的各个业务节点相互连接形成测试路径，控制各个业务节点之间相互传输检测包，并且所述检测包是音视频监测流；
在所述音视频监测流中加入监测标记；
探测端对业务视频进行完全仿真，并且在视频数据流中插入检测信息字段，然后将仿真的视频数据流发送给下一个业务节点；
探测端从下一个业务节点获取到的视频数据流中提取插入字段，分析获得监测结果。
9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，
所述监测中心对根据全网性能状态，向探测端发出指令，控制探测端指定某一条测试支路进行探测。
10.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，
所述音视频监测流对业务视频流进行伴随监测，所述音视频监测流与所述业务视频流路径相同。
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