专利名称：一种分布式iptv业务传输质量的监测方法
技术领域：
本发明涉及IPTV业务质量监测技术，特别是涉及一种分布式IPTV业务 传输质量的监测方法。
背景技术：
在IPTV客户量不断增加，IPTV业务流不断增加的情况下，为保证网络的 正常运行，给用户良好的体验，需要为网络运营商以及终端用户提供电信运营 级的监管服务。
目前的网络监测系统大多只能简单监测链路带宽，可以在上面看到某些端 口号数据占用多少带宽，但是它没有办法针对业务流进行统计和分析。其采用 的监测方案主要是园区集中式监测系统方案。园区集中式监测系统方案是指通 过网管中心收集各个网络设备端口的流量信息进行统计。其优点是结构简单， 投资成本相对较低。缺点是直接对数据流进行监测，容易对网络质量产生影响； 不适合对大规模及高速接入网实时监测与管理，容易导致网络管理的盲点；不 适合对复杂网络进行监测；不便于统一管理，无法实时了解整个网络的状况； 需管理员逐个园区管理，维护成本高；网络规模越来越大以后，数据的统一与 一致性管理问题将会暴露出来。可见，传统的监测系统成本虽低，但投资将无 法得到保证。
综上所述，传统监测系统存在的主要问题如下
1、 无法在不对网络运行产生影响状况下，对网络进行监测；
2、 无法对大流量网络以及网络承载业务流进行实时监测；
3、 无法适应网络结构复杂、网络规模扩大的需求；
4、 管理复杂，维护成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提
4供一种
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 一种分布式IPTV业务传输 质量的监测方法，其特征在于，包括以下步骤
(1) 设置中心服务器；
(2) 在网络监测点布置IPTV业务质量监测仪，在其接入端对网络数据进 行旁路；
(3) 中心服务器与IPTV业务质量监测仪连接建立，并备份IPTV业务质 量监测仪的基本信息；
(4) 中心服务器对IPTV业务质量监测仪的工作参数进行配置；
(5) IPTV业务质量监测仪进入信息监测模式，将监测到的质量信息进行 上报，并对该信息进行本地保存；
(6) 中心服务器实时显示接收到的质量信息，便于管理员查看当前网络 状态，同时对质量信息进行统一备份；
(7) 当IPTV业务质量监测仪满足工作模式切换条件时，进入故障诊断工 作模式，IPTV业务质量监测仪采集本地的IPTV业务流信息，进行初步的统计 分析后，将IPTV业务流统一上传至中心服务器；
(8) 中心服务器对上传的IPTV业务流信息进行分析后，对故障进行定位， 下发故障诊断策略；
(9) IPTV业务质量监测仪根据诊断策略进行故障排査，故障排除后，向 中央服务器发送故障排除信息；
(10) 中央服务器对故障排除信息进行确认；
(11) IPTV业务质量监测仪收到确认信息后，重新切换到信息监测工作模式。
所述的基本信息包括IPTV业务质量监测仪的IP地址、监测仪编号信息。 所述的工作参数包括信息上报周期、时钟周期、待监测的IPTV业务流、 各个业务流的报警门限阈值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
1.能适合对大规模接入网IPTV业务流进行监测与管理，保证监测的实时 性、全面性、有效性；2. 能对不同IPTV业务流制订不同的监测指标，实现有针对性、人性化的
3. 维护容易，管理员在中央服务器端可实现对全网实时监测，了解整个 网络所承载的IPTV业务流质量状况；
4. 与其他运营子系统接口容易实现；
5. 系统可扩展性强，能适应不断发展的宽带接入网规模，保护投资；
6. 系统可伸縮性强，当系统扩充时，不会影响宽带业务运营的进行；
7. 用户数据集中存放在中心机房服务器，保证数据的统一维护；
8. 由于中央服务器与IPTV业务质量监测仪均有各自的数据库，只需实现 关键数据的互为备份与一致即可，在保证系统可靠同时能减少了各分系统的数 据维护量。
图1为本发明的流程图2为本发明的IPTV业务质量监测仪的旁路示意图； 图3为本发明的实施例的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图l、 2，所示， 一种分布式IPTV业务传输质量的监测方法，包括以下 步骤
(1) 设置中心服务器；
(2) 在网络监测点布置IPTV业务质量监测仪，在其接入端对网络数据进 行旁路；
(3) 中心服务器与IPTV业务质量监测仪连接建立，并备份IPTV业务质 量监测仪的基本信息；
(4) 中心服务器对IPTV业务质量监测仪的工作参数迸行配置；
(5) IPTV业务质量监测仪进入信息监测模式，将监测到的质量信息进行 上报，并对该信息进行本地保存；(6) 中心服务器实时显示接收到的质量信息，便于管理员査看当前网络 状态，同时对质量信息进行统一备份；
(7) 当IPTV业务质量监测仪满足工作模式切换条件时，进入故障诊断工 作模式，IPTV业务质量监测仪采集本地的IPTV业务流信息，进行初步的统计 分析后，将IPTV业务流统一上传至中心服务器；
(8) 中心服务器对上传的IPTV业务流信息进行分析后，对故障进行定位， 下发故障诊断策略；
(9) IPTV业务质量监测仪根据诊断策略进行故障排査，故障排除后，向 中央服务器发送故障排除信息。
(10) 中央服务器对故障排除信息进行确认。
(11) IPTV业务质量监测仪收到确认信息后，重新切换到信息监测工作模式。
所述的基本信息包括IPTV业务质量监测仪的IP地址、监测仪编号信息； 所述的工作参数包括信息上报周期、时钟周期、待监测的IPTV业务流、各个 业务流的报警门限阈值。
本发明采用一个中央服务器和多个IPTV业务质量监测仪设备，IPTV业务 质量监测仪设备布控于网络重要结点，通过网络与中央服务器相连接，IPTV 业务质量监测仪将监测到的IPTV业务质量信息上报给中央服务器，中央服务 器对IPTV业务质量监测仪进行配置、管理。针对传统技术存在的缺陷，本发 明提出相应的解决方案
1、 在IPTV业务质量监测仪接入端对网络数据进行旁路，旁路设备(TAP) 支持监测仪对应接口类型，以在线速率全面访问网络，达到对网络无干扰、无 延时监测。其旁路设备连线图如图2所示，业务质量监测仪通过光电装换器与 旁路设备(TAP)相连接。
2、 采用千兆级的网络抓包硬件，以及高性能的分析处理环境，以达到对 监测的实时性的要求。
3、 可以通过增加监测点个数，改变监测点位置的方法，达到适应网络拓 展、适应网络情况复杂的要求，对网络各个结点全面监测的目的。
4、 管理员在中央服务器端对IPTV业务质量监测仪进行统一管理，降低维护成本。
IPTV业务质量监测仪在网络中处于对等的地位，可通过中心服务器实现信 息交互，协作监测。中央服务器与IPTV业务质量监测仪之间的通信釆用信息 安全保证系统确保信息传输的安全性。IPTV业务质量监测仪具有两种主要的工 作模式信息监测模式和故障诊断模式。当网络运营情况正常，IPTV业务质量 监测仪通常运行在信息监测模式下，上报统计信息，对网络性能和IPTV业务 质量进行监测；当IPTV业务质量出现异常，IPTV业务质量监测仪切换到故障 诊断模式下，上报故障IPTV业务流，帮助用户定位并分析网络故障。IPTV业 务质量监测仪由信息监测模式切换到故障诊断模式的触发条件有1、监测系 统管理员手工触发；2、 IPTV业务质量监测仪监测到IPTV业务质量指标超过 预定的报警阀值；3、 IPTV业务质量监测仪检测到网络中监测系统的各个组成 部分的交互出现异常。为了确保各分布式监测点协同一致的工作，监测系统通 过NTP时钟服务器及相应协议，同步各个监测点的计算时钟，确保一致性。
实施例
高性能宽带信息专项(3Tnet专项)是国务院2001年8号文批准的国家重 大科技工程项目。3TNet于2005年10月15日试运营，系统运行状况自2005 年ll月14日开始记录。3TNet网络流媒体业务主要包括VOD(网络视频点播)、 IPTV (基于IP网络的电视)、VoIP (IP电话)、上网业务。从整体效果来看， 网络可靠性尚需提高，服务质量尚需改善，随着客户量不断增加，业务流不断 增加，网络面临更大考验。因此，需要一个监测系统为网络可靠运行提供保障。 图3为本实施例采用本发明的3TNet流媒体业务监测系统的示意图。 在对3Tnet进行IPTV业务质量监测过程中，需要对不同网段的消息(信 令)、视频流与音频流进行分析，因此就必须设置不同网段的监测点。在实际 的IPTV业务质量监测规划中，监测点主要分成3Tnet终端接入点与3Tnet接入 网接入点这两种类型。3Tnet终端接入点对应于10/100M电口， 3Tnet接入网接 入点对应于1G或10G单模光口，所以系统采用支持该接口的TAP来旁路数据 流量。TAP型号为DATACOM 10/100 1X1 Copper Tap。通过对数据包大小为 64 1518字节的情况进行旁路测试，我们得出结论TAP旁路实现了无需断开 链路，即可动态插入网络进行监测和分析的设备；不会干扰帧到达的时间，也不会造成错误帧统计不全，提供全面的网络透视；不可见、无干扰地访问网络； 以在线速率全面地访问网络流量；提供"端口镜象"用于网络分析的功能。
3TNet监测系统采用Linux软件系统平台，Intel E1000-7.2.7网卡实现千兆 级的网络实时抓包，通过对旁路数据包进行捕获、解包分析，得到需要的网络 质量信息以及网络承载的业务状态信息。
IPTV业务质量监测仪与中央服务器之间的通信采用IPFIX协议，实现了基 于语义的协议分析，满足监测系统传输信息多样性的要求。中央服务器与IPTV 业务质量监测仪之间的通信采用国际最新的信息安全保证标准一ISO1540S (Common Criteria,通用准则)指导系统，以确保信息传输的安全性。
如图l所示，本实施例3TNet监测系统的具体监测步骤如下
(1) 在网络中心设置中心服务器，确定中心服务器的IP地址；
(2) 在网络重要结点布置IPTV业务质量监测仪，IPTV业务质量监测仪 在网络上获取自身IP地址后，通过协议向中心服务器发送建立连接请求；
(3) 中心服务器对IPTV业务质量监测仪发送连接确认信息，连接建立； 中央服务器端数据库对建立连接的IPTV业务质量监测仪的IP地址、监测仪编
号信息等基本信息备份；
(4) 中央服务器根据IPTV业务质量监测的具体需要，对IPTV业务质量 监测仪进行配置；配置内容包括IPTV业务质量监测仪的信息上报周期，时钟 周期，要进行监测的IPTV业务流，各个业务流的报警门限阈值等。
(5) IPTV业务质量监测仪进入信息监测工作模式，对网络带宽、时延、 丢包、乱序等网络状态信息以及所要监测的IPTV业务流信息进行统计、分析， 从而计算出当前IPTV业务传输质量指标，如抖动丢帧、压縮率、IR (IPTV 业务综合评定指标)等，其中IR是一种由网络质量对视频影响参数得出的视 频质量综合评定指标，其取值范围为0 5，依次代表了由差到好的视频质量优 劣程度。IPTV业务质量监测仪对网络质量统计信息、IPTV业务质量信息进行 上报，对信息进行本地保存；
(6) 中央服务器接收IPTV业务质量信息。对接收到的信息数据实时显示， 便于管理员查看当前网络状态，同时对数据进行统一备份；
(7) 当IPTV业务质量监测仪满足工作模式切换条件时，进入故障诊断工作模式，IPTV业务质量监测仪采集本地的IPTV业务流信息，进行初步的统计 分析后，将IPTV业务流统一上传至中心监测服务器，在中心监测服务器端对 故障IPTV业务流在全网的状况进行统计与分析；
(8) 中央服务器对上报的IPTV业务流信息进行分析后，对故障进行定位，
下发故障诊断策略；
(9) IPTV业务质量监测仪根据诊断策略进行故障排查，或等待管理员人 工解除故障，故障排除后，向中央服务器发送故障排除信息；
(10) 中央服务器对故障排除信息进行确认；
(11) IPTV业务质量监测仪收到确认信息后，重新切换到信息监测工作模式。
步骤(1) (3)是IPTV业务质量监测仪发现过程，如果需要在网络上 安插新的IPTV业务质量监测仪，重复此操作即可，操作流程简单，能够适应 网络规模扩大，同时能根据具体需要进行具体监测。
步骤(4)的配置可以实现根据具体监测需求，实现对不同网络性能、IPTV 业务流指标的监测，实现监测的人性化、合理化。
步骤(5) (6)是对网络正常状态下，对网络、业务流质量信息的监测， 管理员可根据所有监测点的监测信息了解当前网络的整体状况。
步骤(7) (10)是对网络故障的诊断，中央服务器可根据需要对报警 IPTV业务质量监测仪下发诊断指令，也可以对与报警监测仪临近的IPTV业务 质量监测仪下发诊断指令，实现IPTV业务质量监测仪的协同故障诊断。
权利要求
1. 一种分布式IPTV业务传输质量的监测方法，其特征在于，包括以下步骤(1)设置中心服务器；(2)在网络监测点布置IPTV业务质量监测仪，在其接入端对网络数据进行旁路；(3)中心服务器与IPTV业务质量监测仪连接建立，并备份IPTV业务质量监测仪的基本信息；(4)中心服务器对IPTV业务质量监测仪的工作参数进行配置；(5)IPTV业务质量监测仪进入信息监测模式，将监测到的质量信息进行上报，并对该信息进行本地保存；(6)中心服务器实时显示接收到的质量信息，便于管理员查看当前网络状态，同时对质量信息进行统一备份；(7)当IPTV业务质量监测仪满足工作模式切换条件时，进入故障诊断工作模式，IPTV业务质量监测仪采集本地的IPTV业务流信息，进行初步的统计分析后，将IPTV业务流统一上传至中心服务器；(8)中心服务器对上传的IPTV业务流信息进行分析后，对故障进行定位，下发故障诊断策略；(9)IPTV业务质量监测仪根据诊断策略进行故障排查，故障排除后，向中央服务器发送故障排除信息。(10)中央服务器对故障排除信息进行确认。(11)IPTV业务质量监测仪收到确认信息后，重新切换到信息监测工作模式。
2. 根据权利要求1所述的一种分布式IPTV业务传输质量的监测方法，其 特征在于，所述的基本信息包括IPTV业务质量监测仪的IP地址、监测仪编号〈曰息o
3. 根据权利要求1或2所述的一种分布式IPTV业务传输质量的监测方法， 其特征在于，所述的工作参数包括信息上报周期、时钟周期、待监测的IPTV业务流、各个业务流的报警门限阈值。
全文摘要
本发明涉及一种分布式IPTV业务传输质量的监测方法，用于对大型IP网络所承载的IPTV业务流质量以及网络对IPTV业务流的影响进行监测。本发明采用一个中央服务器和多个IPTV业务质量监测仪设备，在IPTV业务质量监测仪接入端对网络数据做旁路，在保证网络正常运行的情况下对网络数据进行抓包分析；通过对大量信息处理，分析、挖掘出对IPTV业务质量有重要参考意义的数据；中央服务器与IPTV业务质量监测仪之间通过可实现语义分析的网络协议进行通信，采用信息安全保证系统确保信息传输的安全性；通过对监测数据的分析，智能识别出网络故障发生点及网络性能的瓶颈点，并提供相应的解决方案。
文档编号H04L12/26GK101483559SQ20081003234
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者冯国华, 李孝华 申请人:上海未来宽带技术及应用工程研究中心有限公司