组播通道的性能检测方法、装置和系统与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种组播通道的性能检测方法、装置和系统。

背景技术：

目前网络上的IPTV业务采用的是点对多点的组播技术，组播系统由视频组播业务系统、IP（Internet Protocol，因特网协议）城域网、接入网络和家庭网络四部分组成。

视频组播业务系统实现视频用户管理、CA(Certificate Authority，可信第三方)/DRM（Digital Rights Management，数字权限管理）、视频编码功能，将视频业务流发送到IP城域网；

IP城域网通过IP组播功能将视频业务流送到宽带接入网；

宽带接入网实现视频组加入或离开的控制功能，并将用户需要的视频流（组播报文）发送给用户。

组播报文转发可以有二层转发和三层转发。二层转发是根据组播报文中的VLAN（Virtual Local Access Network，虚拟局域网）ID以及目的MAC（Media Access Control，媒体访问控制）地址查找对应的转发表，根据转发表中的端口进行转发。三层转发是根据组播报文中的VLAN ID以及目的IP查找对应的转发表，根据转发表中对应的端口进行转发。

组播路径中的丢包、抖动等因素对视频业务的用户体验非常关键，如何对网络的视频传输质量进行监控以及对故障进行定位，是运营商非常关注的问题。

技术实现要素：

本发明一个实施例提供一种组播通道的性能检测系统，包括第一组播设备和第二组播设备，所述第一组播设备和所述第二组播设备之间的组播路径上有多条组播通道，所述多条组播通道用于传输不同目的地址信息的组播报文；

所述第一组播设备，用于构造检测报文，所述检测报文携带所述第一组播设备通过所述多条组播通道中的一条待检测的组播通道发送的报文的计数值、或者携带有所述第一组播设备发送所述检测报文的时间信息；所述检测报文的目的地址信息与所述待检测的组播通道所传输的组播报文的目的地址信息相同；根据所述检测报文的目的地址信息发送所述检测报文；

所述第二组播设备，用于接收所述检测报文，在所述检测报文中携带有计数值时提取所述检测报文中的计数值，根据所述提取的计数值以及从所述待检测的组播通道接收的报文的计数值计算所述待检测的组播通道的丢包率；或者在所述检测报文中携带有时间信息时提取所述检测报文中的时间信息，根据提取的时间信息以及本地接收到所述检测报文的时间信息计算所述待检测的组播通道的时延。

其中，所述目的地址信息可以为因特网协议IP地址和虚拟局域网标识VLAN ID的组合、或者为媒体访问控制MAC地址和VLAN ID的组合。

进一步的，所述检测报文为操作、管理和维护OAM报文，所述第一组播设备还用于采用用户数据报协议UDP对所述OAM报文进行封装。

进一步的，所述检测报文还携带有专用用户数据报协议UDP端口信息，所述第二组播设备还用于检测接收到的报文中是否携带有设定的专用UDP端口信息或者约定的标识符，如果有，则判定接收的报文为检测报文。

本发明一个实施例提供一种组播通道的性能检测方法，第一组播设备和第二组播设备之间的组播路径上有多条组播通道，所述多条组播通道用于传输不同目的地址信息的组播报文，所述方法包括：

所述第一组播设备构造检测报文，所述检测报文携带所述第一组播设备通过所述多条组播通道中的一条待检测的组播通道发送的报文的计数值，所述检测报文的目的地址信息与所述待检测的组播通道所传输的组播报文的目的地址信息相同；

所述第一组播设备根据所述目的地址信息发送所述检测报文，以使得所述第二组播设备接收所述检测报文，提取所述检测报文中的计数值，根据所述提取的计数值以及从所述待检测的组播通道接收的报文的计数值计算所述待检测的组播通道的丢包率；

或者

所述第一组播设备构造检测报文，所述检测报文携带有所述第一组播设备发送所述检测报文的时间信息，所述检测报文的目的地址信息与所述待检测的组播通道所传输的组播报文的目的地址信息相同；

所述第一组播设备根据所述目的地址信息发送所述检测报文，以使得所述第二组播设备接收所述检测报文，提取所述检测报文中的时间信息，根据提取的时间信息以及本地接收到所述检测报文的时间信息计算所述待检测的组播通道的时延。

其中，所述目的地址信息为因特网协议IP地址和虚拟局域网标识VLAN ID的组合、或者为媒体访问控制MAC地址和VLAN ID的组合。

进一步的，所述检测报文还携带有专用用户数据报协议UDP端口信息，所述UDP端口信息用于对所述检测报文进行标识。

本发明一个实施例提供一种组播设备，包括：

组播路径接口，用于连接第二组播设备，所述组播路径接口和所述第二组播设备之间的组播路径上有多条组播通道，所述多条组播通道用于传输不同目的地址信息的组播报文；

处理器，用于构造检测报文，所述检测报文携带当前组播设备通过所述多条组播通道中的一条待检测的组播通道发送的报文的计数值、或者携带有所述当前组播设备发送所述检测报文的时间信息；所述检测报文的目的地址信息与所述待检测的组播通道所传输的组播报文的目的地址信息相同；

数据发送器，用于按照所述目的地址信息发送所述检测报文。

进一步的，所述检测报文为操作、管理和维护OAM报文，所述处理器还用于将所述OAM报文封装成用户数据报协议UDP报文。

其中，所述组播设备为组播服务器、数字用户线接入复用器DSLAM、光线路终端OLT、多业务接入节点MSAN或者路由器。

本实施例提供的组播设备可以对具体的组播通道的性能进行检测，通过运用本实施例提供的组播设备，可以快速对具体的组播通道的故障进行定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对描述实施例时所使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面附图中描述的仅仅是本发明的一部分实施例，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和描述得到其他的附图或实施例，而本发明旨在涵盖所有这些衍生的附图或实施例。

图1为本发明实施例提供的组播通道的性能检测系统的结构简化图；

图2为本发明实施例一提供的组播通道的性能检测方法的流程图；

图3为本发明实施例一提供的检测报文的发送过程的示意图；

图4为本发明实施例一提供的UDP报文的帧结构的示意图；

图5为本发明实施例二提供的组播通道的性能检测方法的流程图；

图6为本发明实施例三提供的组播设备的一种结构的示意图；

图7为本发明实施例三提供的组播设备的一种结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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。

图1为本发明实施例提供的系统架构的示意图，作为举例，图1中的系统包括路由设备10、路由设备20、接入设备30以及其他设备组成。本发明实施例不对路由设备10、路由设备20以及接入设备30所处位置的具体组播设备形态做限定。

路由设备10和路由设备20之间的组播路径上设置有至少两条组播通道，每个组播通道用于传输不同目的地址的组播报文。组播路径可以是物理通道，组播通道可以组播路径上的逻辑通道。如果是二层网络，组播通道传输的组播报文的目的地址可以是MAC地址和VLAN ID的组合；如果是三层网络，组播通道传输的组播报文的目的地址可以是IP和VLAN ID的组合。

组播设备，如路由设备20或者接入设备30等可以对组播报文进行复制，通过不同的组播通道往下行方向发送。

图1中，需要对组播设备和组播设备之间的每一个组播通道的性能进行检测，比如路由设备10和路由设备20之间的每一个组播通道或者路由设备20和接入设备30之间的每一个组播通道等，以获得对应组播通道的丢包率、时延、抖动等性能参数。

现有的检测方式只能是由组播流源端在要发送的组播报文中添加RTP（Real-Time Transport Protocol，实时传输协议）封装来携带组播报文的发送序列号或者时戳值，中间设备对组播报文进行复制，按照组播转发表对组播报文进行转发，这样现有方式只能检测组播流源端到各个复制点的丢包率或者时延等性能参数，不能检测中间复制点到复制点的性能参数。

实施例一

为解决上述问题，本实施例提供一种组播通道的性能检测方法，所提供的性能检测方法可以对第一组播设备和第二组播设备之间的组播通道的丢包率进行检测。所提供的方法如图2所示，可以包括如下步骤：

步骤200、第一组播设备构造检测报文，检测报文携带第一组播设备通过至少两条组播通道中的一条待检测的组播通道发送的报文的计数值。

第一组播设备和第二组播设备之间的组播路径上有至少两条组播通道，每条组播通道用于传输不同的目的地址的组播报文，如果第一组播设备和第二组播设备之间的组播报文可以利用二层网络转发，则每条组播通道传输的组播报文的目的地址可以用MAC和VLAN ID的组合来标识，如果第一组播设备和第二组播设备之间的组播报文需要三层网络转发，则每条组播通道传输的组播报文的目的地址可以用IP和VLAN ID的组合来标识。

第一组播设备构造的检测报文的目的地址信息与待检测的组播通道传输的组播报文的目的地址信息相同，从而可以达到对指定的组播通道进行检测的目的。

参见图1，以第一组播设备为路由设备10、第二组播设备为路由设备20举例。路由设备10和路由设备20之间有3条组播通道，如果需要对第2条组播通道的丢包率进行检测，则路由设备10构造的检测报文的目的地址信息需要与第2条组播通道传输的组播报文的目的地址信息相同。

第一组播设备可以将计数值携带在检测报文的净荷中。作为举例，构造的检测报文可以是管理报文或者其他非组播协议报文，管理报文可以是OAM（Operation，Administration and Maintenance，操作、管理和维护）报文或者OMCI（Optical Network Terminal Management and Control Interface，光网络终端管理控制接口）等，也可以是其他自定义的管理报文等，计数值可以携带在管理报文的净荷中。

第一组播设备还可以将检测报文采用UDP（User Datagram Protocol，用户数据包协议）对检测报文进行封装，封装后的UDP的净荷为检测报文的净荷，以检测报文为OAM报文作为举例，封装后的UDP报文可以如图4所示，包括以太网头、IP头、UDP头以及净荷。以太网头包括目的MAC地址（DMAC）、源MAC地址（SMAC）、虚拟局域网标识（VLAN tag）以及以太网类型（Ethtype）等。IP头包括源IP和目的IP等。UDP头包括源端口（源Port）、目的端口（目的Port）以及UDP等。封装后的UDP报文的净荷可以是OAM报文的净荷。

为了能让接收端识别出检测报文，可以在检测报文中添加专用的UDP端口号，这样可以区别于普通的组播流，接收端根据检测报文中的UDP端口识别出是检测报文，当然，也可以在净荷中添加约定的标识符，接收端也可以根据检测报文净荷中的标识符识别出检测报文。

第一组播设备按照检测报文的目的地址信息转发检测报文，组播路径上设置了检测点的设备会接收到该检测报文。

检测报文的发送过程具体可以参见图3，路由设备10通过第2条组播通道发送组播报文，按照设定的周期通过第2条组播通道发送OAM报文，OAM报文的净荷中携带发送OAM报文时所发送的组播报文的计数值，如图3中，OAM报文1携带Tx1，OAM报文2携带Tx2，Tx1表示发送OAM报文1时所统计的组播报文的发送数量，Tx2表示发送OAM报文2时所统计的组播报文的发送数量。

步骤220、第二组播设备接收检测报文，提取检测报文中的计数值，根据从待检测的组播通道接收的报文的计数值计算待检测的组播通道的丢包率。

如果第二组播设备上设置了检测点，则第二组播设备会收到检测报文，提取检测报文中的计数值，根据从待检测的组播通道接收的报文的计数值计算待检测的组播通道的丢包率。

具体的过程参见图3，路由设备20收到OAM报文1，识别出是检测报文后，提取OAM报文1中的Tx1，路由设备20收到OAM报文1时所接收的组播报文的计数值为Rx1。接收到OAM报文2后，提取OAM报文2中的Tx2，路由设备20收到OAM报文2时所接收的组播报文的计数值为Rx2。

路由设备20根据公式：丢包=(Rx2–Rx1)–(Tx2–Tx1)计算第2条组播通道的丢包数量，从而可以计算第2条组播通道的丢包率。

具体的识别检测报文的过程可以是路由设备20根据检测报文中的UDP端口号来判断，如果是设定的专用UDP端口号，则是检测报文；也可以是根据检测报文中的净荷来判断，比如设定的位置是否插入有数字等，或者根据净荷中是否有设定的标识信息等。

第二组播设备还可以根据是否在设定的时间收到检测报文来对待检测的组播通道的连通性进行检测，比如第二组播设备在3.5个周期内没有收到检测报文，则认为待检测的组播通道发生了故障。

本实施例提供的组播通道的性能检测方法，可以适应于二层网络和三层网络，可以检测组播路径上的任意段的丢包率以及连通性，由于检测报文和组播通道的目的地址信息一致，从而可以对具体的组播通道的性能进行检测。

实施例二

本实施例提供一种组播通道的性能检测方法，所提供的性能检测方法可以对第一组播设备和第二组播设备之间的组播通道的时延或抖动等性能进行检测，如图5所示，所提供的方法包括步骤：

步骤500，第一组播设备构造检测报文，检测报文携带第一组播设备发送检测报文的时间信息，按照检测报文的目的地址信息将检测报文发送出去。

第一组播设备和第二组播设备之间的组播路径上有至少两条逻辑的组播通道，每条组播通道用于传输不同目的地址的组播报文，如果第一组播设备和第二组播设备之间的组播流可以利用二层网络转发，则每条组播通道所传输的组播报文的目的地址可以用MAC和VLAN ID的组合来标识，如果第一组播设备和第二组播设备之间的组播流需要三层网络转发，则每条组播通道所传输的组播报文的目的地址可以用IP和VLAN ID的组合来标识。

第一组播设备构造的检测报文的目的地址信息与待检测的组播通道所传输的组播报文的目的地址信息相同，从而可以达到对指定的组播通道进行检测的目的。

第一组播设备可以将时间信息携带在检测报文的净荷中，作为举例，构造的检测报文可以是管理报文或者其他非组播协议报文，管理报文可以是OAM报文、OMCI报文或者其他管理报文等，时间信息可以携带在管理报文的净荷中。

第一组播设备还可以将检测报文采用UDP对检测报文进行封装，封装后的UDP的净荷为检测报文的净荷，以检测报文为OAM报文作为举例，封装后的UDP报文可以如图4所示。

为了能让接收端识别出检测报文，可以在检测报文中添加专用的UDP端口号，这样可以区别于普通的组播报文，接收端根据检测报文中的UDP端口识别出是检测报文；也可以在检测报文的净荷中添加约定的标识符，接收端根据该约定的标识符识别出是检测报文。

第一组播设备按照检测报文的目的地址信息转发检测报文，组播路径上设置了检测点的设备会接收到该检测报文。

步骤510，第二组播设备接收检测报文，根据本地接收到检测报文的时间信息计算待检测的组播通道的时延或者抖动。

如果第二组播设备上设置了检测点，则第二组播设备会收到检测报文，提取检测报文中的时间信息，根据本地时间信息计算待检测的组播通道的延时或抖动。

第二组播设备需要识别出检测报文，可以是判定报文中的UDP端口号是否是约定的专用UDP端口号，如果是，则是检测报文；第二组播设备还可以判断报文的净荷中是否有约定的标识符，如果有，则判定是检测报文。

第二组播设备提取检测报文中的时间信息，假如是TxTimeStamp，第二组播设备进一步获取本地接收到检测报文的时间信息，假如是RxTimeStamp。

则第二组播设备按照公式：

时延=RxTimeStamp-TxTimeStamp计算待检测的组播通道的时延。

本实施例提供的组播通道的性能检测方法，可以适应于二层网络和三层网络，可以检测组播路径上的任意段的时延和抖动，由于检测报文和组播通道的目的地址信息一致，从而可以对具体的组播通道的性能进行检测。

实施例三

相应的，本实施例还提供一种组播设备，如图6所示，组播设备60（可以是，但不限于图1中的路由设备10、路由设备20或者接入设备30等）包括：

组播路径接口66，用于连接第二组播设备，组播路径接口66可以是三模自适应的接口，三模包括GPON（Gigabit-capable Passive Optical Network，千兆比特无源光网络）、EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)以及GE（Gigabit Ethernet，千兆以太网）。

组播路径接口66和第二组播设备的组播路径上有至少两条组播通道，这至少两条组播通道可以是组播路径上的逻辑通道，比如分别是组播通道1，组播通道2，……，组播通道n，每条组播通道用于传输不同的目的地址的组播报文。具体的，如果当前组播设备60和第二组播设备组成二层网络，则组播通道所传输的组播报文的目的地址可以是MAC和VLAN ID的组合来标识，如果当前组播设备60和第二组播设备组成三层网络，则组播通道所传输的组播报文的目的地址可以用IP和VLAN ID的组合来标识。

如果需要对其中一条组播通道的性能进行检测，则该组播通道为待检测的组播通道。

处理器62，用于构造检测报文，所构造的检测报文携带当前组播设备通过待检测的组播通道发送的报文的计数值、或者携带发送检测报文的时间信息。为了能对特定的组播通道的性能进行检测，构造的检测报文的目的地址信息需要与待检测的组播通道所传输的组播报文的目的地址信息相同。

处理器62构造的检测报文可以是管理报文或者其他非组播协议报文，管理报文可以是OAM报文、或者OMCI报文或者其他管理报文等，当然，本实施例并不限定检测报文的具体协议。计数值或者时间信息可以携带在检测报文的净荷中。

在另一个实施例中，处理器62可以采用UDP协议对检测报文进行封装，封装后的UDP报文的净荷可以是检测报文的净荷。

为了使得接收端容易识别检测报文，处理器62还可以在UDP报文中携带专用的UDP端口号，该专用的UDP端口号可以与待检测的组播通道所传输的组播流的UDP端口号不同，接收端可以根据这个端口号来识别检测报文。当然了，处理器62也可以在净荷中设置一个约定的标识符，接收端根据净荷中的这个标识符来识别检测报文。

数据发送器64，用于按照检测报文的目的地址信息将检测报文从所述组播路径接口发送出去。

本实施例提供的组播设备60还可以包括存储器68、电源、电源接口等。

其中，存储器68，用于存储待检测的组播通道所发送的报文的计数值或者时间信息等。

电源用于给组播设备60提供电源，电源接口可以给电源提供交流电或者直流电。

本实施例提供的组播设备可以适应于二层网络和三层网络，可以检测组播路径上的任意段的丢包率以及连通性，由于检测报文和组播通道的目的地址信息一致，从而可以对具体的组播通道的性能进行检测，通过运用本实施例提供的组播设备，可以快速对具体的组播通道的故障进行定位。

本实施例还提供一种组播设备，如图7所示，组播设备70（可以是，但不限于图1中的路由设备10、路由设备20或者接入设备30等）包括：

数据接收器72，用于接收报文，报文可以是组播报文，也可以是检测报文等。

处理器74，用于在识别出数据接收器72接收的报文是检测报文时，提取检测报文中的计数值，利用从对应的组播通道接收的报文的计数值计算待检测的组播通道的丢包率、获取在检测报文中携带有时间信息时，提取检测报文中的时间信息，利用本地接收到检测报文的时间信息计算待检测的组播通道的时延和抖动。

具体的，处理器74可以包括定帧模块741和CPU（Central Processing Unit，中央处理器）743：

定帧模块741，用于对接收的报文进行识别，在识别出报文是检测报文时，提取检测报文中的计数值、或者提取出检测报文中的时间信息。

定帧模块741还可以提取检测报文的目的地址信息，根据目的地址信息识别出是哪一条组播通道。

具体的识别检测报文的过程可以是由定帧模块741根据检测报文中的标识信息识别是检测报文还是普通的组播报文，具体可以是判断报文中的UDP端口号是否是设定的专用UDP端口号，或者是判断报文的净荷中是否有约定的标识符等。

定帧模块741可以根据检测报文的目的地址信息，识别是从哪条组播通道发送来的，具体可以是从目的地址信息与组播通道标识的对应关系中得到目的地址信息对应的组播通道，本实施例中的组播通道的标识信息可以是组播通道的标签，如ID、通道号或者其他可以标识组播通道的信息等。

定帧模块741还用于对每个组播通道收到的报文进行计数，将计数值保存在存储器76中。

CPU743，用于根据检测报文中的计数值，以及待检测的组播通道收到的报文的计数值计算待检测的组播通道的丢包率、或者根据检测报文中的时间信息，以及从待检测的组播通道接收到检测报文的时间计算待检测的组播通道的时延和抖动，具体的计算过程前面实施例已经描述，在此不再阐述。

CPU743还用于在设定的时间内没有收到检测报文，判定待检测的组播通道存在故障等。

组播设备70还可以包括数据发送器78等，数据发送器78用于对数据接收器72收到的报文进行转发。

作为举例，本实施例提供的组播设备可以是DSLAM（Digital Subscriber Line Access Multiplexer，数字用户线接入复用器）、OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、MSAN（Multiservice Access Node，多业务接入节点）或者路由器等。

本实施例提供的组播设备可以对具体的组播通道的性能进行检测，通过运用本实施例提供的组播设备，可以快速对具体的组播通道的故障进行定位。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取器（Random Access Memory，RAM）、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的数据处理方法、设备和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。