网络游戏类业务感知质量模型建立方法
【专利摘要】本发明公开了一种网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其步骤如下：（1）在网络中的关键位置捕获流量，识别UDP游戏会话；（2）学习UDP游戏会话的流量特征；（3）单位时间内流量特征分析；（4）定义感知质量评分模型；（5）修正感知质量评分。通过本方法建立的感知质量模型，能够得到较为客观的可量化的网络游戏类业务感知质量分，时效性高，可满足大规模用户的感知质量测试。
【专利说明】
网络游戏类业务感知质量模型建立方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及网络业务感知质量技术领域，确切地说涉及一种基于UDP会话流量特征的网络游戏类业务感知质量模型建立方法。
【背景技术】
[0002]在宽带网络业务市场高速发展的今天，网络的平均速度不断提升，对于用户意味着接受更好的网络业务质量。所以，在提升自身网络运行和服务质量的基础上，提高网络用户的感知度成为影响运营商竞争力越来越重要的因素之一。用户感知度直接影响客户的满意度，提高用户的满意度成为了降低离网率和在未来市场保持持久竞争力的关途径。所以测评用户的感知度可以了解当前用户的满意程度，有助于提升产品质量和服务水平。同时网络运营商也可通过用户的感知度测评信息提前预测可能会发生的用户不满意事件。
其中，游戏业务作为访问使用量最大的互联网应用之一，其同步分享网络资源的用户数目庞大，对网络服务质量的要求则更高。随着用户量的膨胀、同时在线玩家人数的上升和网络质量的下降，玩家用户体验评价不一，游戏期间往往感觉不够流畅、卡顿次数过多、反应时延过长等。出现此类质量问题时，用户往往认为是网速太低导致，进而对宽带网络提供商(ISP)进行投诉。而宽带网络提供商虽然没有直接提供游戏类服务，但仍需要对此类投诉进行处理和排查。因此，为了掌握用户的感知质量，预测投诉并预先排查问题，网络提供商需要对玩家用户使用游戏业务的过程进行监控，推测每个用户在游戏体验过程中的感知质量，从而为投诉预警、故障预先排查提供依据。
[0003]目前，对于网络游戏感知测评的方式主要有如下几种:
一、游戏站点内部监控
目前可从网络游戏运营商对网络游戏运行状态的监控主要方式之一为在游戏站点的内部，比如网络交换机路由器的状态、服务器操作系统状态、游戏程序及网络应用程序状态等方面进行监控收集。网络运营商可通过收集的数据排查不稳定和突变情况，并根据长期收集的数据来检测和更新游戏，避免可能会出现的用户感知质量低的情况。
[0004]二、主动模拟测试
在网络某些位置部署模拟测试设备，针对各大游戏服务器进行自动的模拟拨测。此方法的主要原理为模拟玩家用户行为，以测试设备为虚拟用户，不断拨测各大游戏服务器，体验游戏过程并且给出相应的测评得分。
[0005]如公开号为102711061A，【公开日】为2012年10月3日的中国专利文献公开了一种模拟用户行为的彩信业务用户感知体验QoE的测评方法，是先设置一套包括彩信发送和彩信接收两种用户各自的业务接入，业务保持和业务完整三方面用户感知体验参数的彩信业务QoE测评指标体系，再利用测试终端模拟用户使用彩信业务的发送和接收过程，分别采集与计算彩信业务两种用户感知体验的关键性能指标KPI，进而计算其相应的彩信业务关键质量指标KQI，以及利用心理模型对KQI进行综合运算而获得相应的彩信业务的关键体验指标KEI，然后对这些KEI指标进行综合分析，获得等效于国际标准平均意见分值MOS的5分制彩信业务QoE值。
[0006]三、玩家用户自主评分
很多游戏会针对玩家用户设置报卡和评分模块，在用户体验的过程中向用户推送报卡或评分入口，用户对其体验过程中的流畅度、卡顿次数和时间、时延等问题进行评分。游戏运营商根据收集的真实玩家数据对自己的产品进行优化，同时向网络运营商反应相关问题。
[0007]上述三种方法各有优点，在某种程度上也有效，但依旧存在不足:
(I)游戏站点内部的监控很重要，数据来源可靠且及时，但对于游戏玩家的最终体验而言，游戏站点内部的运行状态是否良好，仅仅是影响玩家是否稳定流畅游戏的一个要素，连接游戏站点和玩家游戏客户端的广域网络的状态对玩家的体验时常有更严重的影响。
[0008](2)主动模拟测试方法部署简单，流动性和随机性符合实际情况。然而其评价结果仅代表拨测设备自身访问游戏部分的质量，无法代表真实用户的感知质量；同时每次拨测只能完成单个用户对单个游戏的单一质量分析，无法模拟大规模用户面向多个游戏的大规模业务行为。
[0009](3)而玩家用户自主评分的方法，是最真实的用户感知测评方式。但网游运营商技术部门只能在收集大量玩家的评分后，再针对某部分网络进行长时间的测试，进而做出判断，并联系相关网络服务商进行协调解决和公告安抚玩家。此种对问题的反应和处理非常滞后，耗时即长。同时，用户的覆盖程度不同会导致数据缺乏一定的客观性，对问题的排查增加了难度。
[0010]因此，对游戏类业务的用户感知质量分析，目前尚未有一个客观可行的量化方法。
【发明内容】
[0011]本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种网络游戏类业务感知质量模型建立方法，通过本方法建立的感知质量模型，能够得到较为客观的可量化的网络游戏类业务感知质量分，时效性高，可满足大规模用户的感知质量测试。
[0012]本发明是通过采用下述技术方案实现的:
一种网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于步骤如下:
(1)在网络中的关键位置捕获流量，识别UDP游戏会话；
(2)学习UDP游戏会话的流量特征；
(3 )单位时间内流量特征分析；
(4)定义感知质量评分模型；
(5)修正感知质量评分。
[0013]所述步骤(1)，更具体的是通过布置固网流量感知探针进行流量捕获，识别出游戏服务器的端口，获取经过游戏服务器IP地址的所有端口收发的UDP游戏会话；
所述步骤(2)，更具体的是通过对UDP游戏会话的流量特征的学习得到大于640字节的数据包在整体数据包中的占比记为A;
所述步骤(3)，更具体的是针对每个UDP游戏会话进行单位时间内(以每五分钟为单位)的持续分析，得到大于640B的数据包在整体数据包中的占比记为B;
所述步骤(4)，更具体的是将A除以B再乘以100，就是该UDP游戏会话在所述单位时间内的感知质量评分，满分为10 ；
所述步骤(5)，更具体的是，对步骤(4)中的感知质量评分进行修正，若结果大于100，则修正为等于100。
[0014]所述步骤(I)中，针对所述捕获流量进行筛选后认定为UDP游戏会话的流量。
[0015]所述筛选和认定的方法具体是:
如果某个服务器IP的同一 UDP端口在与多个其他服务器IP的不同UDP端口进行通信，则认为这个服务器IP的端口是一个游戏服务端口，若通过此服务器端口的所有上下行流量满足以下四个条件，即可认定通过此服务器端口的所有收发流量均为UDP游戏会话的流量:
①会话双方均向对方发送UDP报文；
②以一分钟内为单位，统计双方互相发送UDP报文的频率，上行和下行频率均在1pps-1OOpps之间；
③以一分钟为单位，统计双方发送的报文平均长度，上行和下行的平均长度均在60-800字节之间；
④连续5分钟观察4个指标:上行pps，下行pps，上行平均报文长，下行平均报文长度，这4个指标的最大值和最小值之间的偏差不超过20%。
[0016]所述步骤(2)更具体的是:所需的流量特征为大于640字节的数据包在整体数据包中的占比；学习的指标为经过此端口的所有UDP游戏会话流量中大于640字节的数据包在整体数据包中的占比记为A，学习的过程为简单的数据统计，学习时间为24小时。
[0017]所述步骤(3)更具体的是:在步骤(2)掌握所需基本流量特征的基础上，针对每个由四元组(双方IP地址，双方UDP端口)唯一标识的UDP游戏会话，为与此端口保持连接会话的每个玩家的IP端口进行单位时间内流量特征的持续分析(以每五分钟为单位)，分析在该时间段内来往于游戏服务器和玩家端口的游戏会话中大于640字节的数据包在整体数据包中的占比计为B。
[0018]所述的网络关键位置，是指主干链路或骨干设备互联端口。
[0019]与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下:
1、本发明中，步骤(I)中采集数据为游戏会话中占据主导因素的流量特征，包含情景满足正常需求，覆盖范围广，数据的可用性高。
[0020]2、本发明中，步骤(1)-(5)形成的技术方案建立的模型，与现有技术相比，可满足大规模用户的感知质量测试，不再是面向单一少量的群体;同时，避免了因为用户群体的样本不具代表和说明性导致的感知质量偏差，此方法提供的可量化的模型是客观且广泛的；最后，其时效性高，即体验即收集，对于感知质量评分的获取不会出现长期等待的情况，大大提升了投诉预警、故障预先排查的时效。
【附图说明】
[0021]下面将结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明，其中:
图1为游戏类客户感知质量模型的流程图，
图2为游戏会话特征条件框图，包含四个游戏会话特征条件。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，其步骤如下:
(1)在网络中的关键位置捕获流量，识别UDP游戏会话；
(2)学习UDP游戏会话的流量特征；
(3 )单位时间内流量特征分析；
(4)定义感知质量评分模型；
(5)修正感知质量评分。
[0023]实施例2
作为本发明的另一较佳实施方式，在实施例1的基础上，
所述步骤(I)，更具体的是通过布置固网流量感知探针进行流量捕获，识别出游戏服务器的端口，获取经过游戏服务器IP地址的所有端口收发的UDP游戏会话；
所述步骤(2)，更具体的是通过对UDP游戏会话的流量特征的学习得到大于640字节的数据包在整体数据包中的占比记为A;
所述步骤(3)，更具体的是针对每个UDP游戏会话进行单位时间内(以每五分钟为单位)的持续分析，得到大于640B的数据包在整体数据包中的占比记为B;
所述步骤(4)，更具体的是将A除以B再乘以100，就是该UDP游戏会话在所述单位时间内的感知质量评分，满分为100 ；
所述步骤(5)，更具体的是，对步骤(4)中的感知质量评分进行修正，若结果大于100，则修正为等于100。
[0024]实施例3
本发明的最佳实施方式包含:通过布置固网的流量感知探针，对游戏体验的流量进行全量采集和分析，提取模型需求的流量特征进行模型量化分析。其中，网游游戏的特征是:玩家PC机与游戏服务器之间会长时间维持一个交互式UDP数据流，为了保证游戏场景运动、角色状态和装备等信息的更新，这类数据流一般为基于单个UDP会话四元组(双方IP和UDP端口共同确定唯一会话)的交互式数据，即:在一个UDP会话内，玩家PC和服务器之间互相发送实时信息。
[0025]本发明的最佳方案为:
(I)在网络中的关键位置捕获流量，识别UDP游戏会话:
本步骤需要在网络关键位置(例如:主干链路或骨干设备互联端口)部署流量采集设备，关于流量采集的基本方法、采集设备的部署、流量的捕获和基本处理过程，目前均为业界已知技术，本发明不做赘述。
[0026]然后对于捕获的流量进行筛选，如果某个IP的同一UDP端口在与多个其他IP的不同UDP端口进行通信，那么我们认为这个服务器IP的端口可能是一个游戏服务端口。若通过此服务器端口的所有上下行流量满足以下四个条件，即可认定通过此端口的所有收发流量均为UDP游戏会话的流量:
①会话双方均向对方发送UDP报文；
②以一分钟内为单位，统计双方互相发送UDP报文的频率，上行和下行频率均在1pps-1OOpps之间；
③以一分钟为单位，统计双方发送的报文平均长度，上行和下行的平均长度均在60-800字节之间；
④连续5分钟观察4个指标:上行pps，下行pps，上行平均报文长，下行平均报文长度，这4个指标应保持基本稳定，最大值和最小值之间的偏差不超过20%。
[0027](2)学习UDP游戏会话的流量特征:
由(I)中捕获并识别的UDP游戏会话的流量，需要对其流量特征关键数据进行学习，本发明所需的流量特征为大于640字节的数据包在整体数据包中的占比。此步骤学习的指标为经过此端口的所有UDP游戏会话流量中大于640字节的数据包在整体数据包中的占比(记为A)，学习的过程为简单的数据统计，学习时间为24小时。
[0028](3)单位时间内流量特征分析:
在(2)掌握所需基本流量特征的基础上，针对每个由四元组(双方IP地址，双方UDP端口)唯一标识的UDP游戏会话，为与此端口保持连接会话的每个玩家的IP端口进行单位时间内流量特征的持续分析(以每五分钟为单位)，分析在该时间段内来往于游戏服务器和玩家端口的游戏会话中大于640字节的数据包在整体数据包中的占比(计为B)。
[0029](4)定义感知质量评分模型:
这五分钟内该UDP游戏会话的感知质量评分为R=100*A/B，满分为100。
[0030](5)修正感知质量评分:
对(4)中的感知质量评分进行修正，若R大于100，则修正R=10。
[0031]经过上述5个步骤，完成了对用游戏过程中感知质量评分R计算。该质量分代表用户的感知质量，R值越高，用户感知质量越高，满分为100分。
【主权项】
1.一种网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于步骤如下: (I)在网络中的关键位置捕获流量，识别UDP游戏会话； (2 )学习UDP游戏会话的流量特征； (3 )单位时间内流量特征分析； (4)定义感知质量评分模型； (5)修正感知质量评分。2.根据权利要求1所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(I)，更具体的是通过布置固网流量感知探针进行流量捕获，识别出游戏服务器的端口，获取经过游戏服务器IP地址的所有端口收发的UDP游戏会话。3.根据权利要求2所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(2)，更具体的是通过对UDP游戏会话的流量特征的学习得到大于640字节的数据包在整体数据包中的占比记为A。4.根据权利要求3所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(3)，更具体的是针对每个UDP游戏会话进行单位时间内的持续分析，得到大于640B的数据包在整体数据包中的占比记为B。5.根据权利要求4所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(4)，更具体的是将A除以B再乘以100，就是该UDP游戏会话在所述单位时间内的感知质量评分，满分为100。6.根据权利要求5所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(5)，更具体的是，对步骤(4)中的感知质量评分进行修正，若结果大于100，则修正为等于100。7.根据权利要求2所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(I)中，针对所述捕获流量进行筛选后认定为UDP游戏会话的流量，所述筛选和认定的方法具体是: 如果某个服务器IP的同一 UDP端口在与多个其他服务器IP的不同UDP端口进行通信，则认为这个服务器IP的端口是一个游戏服务端口，若通过此服务器端口的所有上下行流量满足以下四个条件，即可认定通过此服务器端口的所有收发流量均为UDP游戏会话的流量: ①会话双方均向对方发送UDP报文； ②以一分钟内为单位，统计双方互相发送UDP报文的频率，上行和下行频率均在1pps-1OOpps之间； ③以一分钟为单位，统计双方发送的报文平均长度，上行和下行的平均长度均在60-800字节之间； ④连续5分钟观察4个指标:上行pps，下行pps，上行平均报文长，下行平均报文长度，这4个指标的最大值和最小值之间的偏差不超过20%。8.根据权利要求3所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(2)更具体的是:所需的流量特征为大于640字节的数据包在整体数据包中的占比；学习的指标为经过此端口的所有UDP游戏会话流量中大于640字节的数据包在整体数据包中的占比记为A，学习的过程为数据统计，学习时间为24小时。9.根据权利要求4所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述步骤(3)更具体的是:在步骤(2)掌握所需基本流量特征的基础上，针对每个UDP游戏会话，为与此端口保持连接会话的每个玩家的IP端口进行单位时间内流量特征的持续分析，分析在该时间段内来往于游戏服务器和玩家端口的游戏会话中大于640字节的数据包在整体数据包中的占比计为B。10.根据权利要求1所述的网络游戏类业务感知质量模型建立方法，其特征在于:所述的网络关键位置，是指主干链路或骨干设备互联端口。
【文档编号】H04L12/24GK105915374SQ201610220187
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】黄鹂声, 卜国卿, 丘晓彤, 吴世洲
【申请人】电子科技大学