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CN107465564B - Vod服务质量监测系统及方法 - Google Patents

Vod服务质量监测系统及方法 Download PDF

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CN107465564B
CN107465564B CN201610390562.0A CN201610390562A CN107465564B CN 107465564 B CN107465564 B CN 107465564B CN 201610390562 A CN201610390562 A CN 201610390562A CN 107465564 B CN107465564 B CN 107465564B
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Dekscom Technologies Ltd
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Abstract

本发明揭示了一种VOD服务质量监测系统及方法，所述系统包括机顶盒QoS软探针和VOD服务质量监测中心管理平台；所述机顶盒QoS软探针包括网络包捕获和协议解析模块、VOD KPI统计模块、KPI上报通信模块；所述VOD服务质量监测中心管理平台包括机顶盒KPI采集模块、VOD KPI汇总统计模块。本发明提出的VOD服务质量监测系统及方法，可实现对VOD服务器的性能和服务质量监测，提高监测的精确度及效率。本发明系统部署成本低，监测的VOD服务器QoS指标可反映真实用户机顶盒对VOD服务器的访问负载量和性能情况；此外，）本方案无需进行任何配置便可自动发现VOD服务器和实际机顶盒访问的视频URL，因此大大降低了系统管理维护的复杂度和成本。

Description

VOD服务质量监测系统及方法
技术领域
本发明属于视频通信技术领域，涉及一种监测系统，尤其涉及一种VOD服务质量监测系统；同时，本发明还涉及一种VOD服务质量监测方法。
背景技术
近年来，随着国内三网融合政策的全面放开，基于IP的视频业务得以快速发展。在电信的IPTV和广电的互动电视业务中，VOD点播和时移电视业务越来越收到人们的青睐。然而，由于VOD和时移电视业务均采用IP单播技术来实现视频媒体流的传输，当很多用户同时点播同一部热片时，很容易产生较高的突发流量，对VOD服务器和IP网络造成较大的压力，从而引起VOD服务器繁忙、IP网络拥塞和丢包，造成VOD视频质量劣化，出现马赛克、花屏、卡顿、黑屏等现象。
为了保障VOD视频服务质量，就必须能有效地监测VOD服务器的性能状况和服务质量，当VOD服务器出现性能问题时需要及时告警，并应根据VOD服务器的性能和负载情况，合理地进行VOD服务器的负载均衡调度、网络部署位置优化。
RTSP(Real Time Streaming Protocol)，实时流传输协议，是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议,用来控制声音或影像等流媒体数据在IP网络中的传输。RTSP的消息有两大类，一是请求消息(request)，一是回应消息(response)。使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。
在VOD系统中，机顶盒(STB)和VOD服务器之间通过RTSP信令协议来实现视频媒体流的建立、保持和关闭。用户通过遥控器对STB进行各种VOD操作(如播放、暂停、停止、快进、快退等)，相应地STB通过RTSP协议将这些控制命令传送给VOD服务器来实现这些操作。
传统的VOD服务质量监测系统一般采用硬探针模拟机顶盒拨测的方式实现，即通过在网络的不同位置部署硬探针，并模拟机顶盒向VOD服务器发起对特定视频节目URL的RTSP请求，然后测量视频流传输过程中该VOD服务器的各项性能指标，如RTSP请求成功率、RTSP响应时延、RTSP错误码、视频码流速率等。这种VOD视频质量监测方案存在的主要局限性包括：
(1)由于需要在网络中各级VOD服务器节点都部署拨测硬探针才能实现全网VOD服务器的监控，因此通常需要较大的硬探针投资成本。
(2)由于拨测探针一般只能通过设置一组特定的视频URL来实现对VOD内容资源的抽样拨测，因此往往无法实现对VOD主要内容资源的全面监测。
(3)由于VOD内容资源经常发生变化，因此维护人员需要定期更新拨测任务的视频URL，这也给VOD业务质量监测系统的管理和维护带来了较多的工作量。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的监测方式，以便克服现有监测方式存在的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种VOD服务质量监测系统，可实现对VOD服务器的性能和服务质量监测，降低管理维护的复杂度和成本。
此外，本发明还提供一种VOD服务质量监测方法，可实现对VOD服务器的性能和服务质量监测。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种VOD服务质量监测系统，所述系统包括：机顶盒QoS软探针和VOD服务质量监测中心管理平台；
所述机顶盒QoS软探针包括：网络包捕获和协议解析模块、VOD KPI统计模块、KPI上报通信模块；
所述网络包捕获和协议解析模块用以对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
所述VOD KPI统计模块用以对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址；
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息的个数；
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间内无响应,或返回RTSP错误响应码,或未输出视频媒体包这三种情况；
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：描述消息DESCRIBE，申明消息ANNOUNCE，获取参数消息GET_PARAMETER，选项消息OPTIONS，暂停消息PAUSE，播放消息PLAY，录制消息RECORD，建立请求消息SETUP，设置参数消息SET_PARAMETER，拆除连接消息TEARDOWN；
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX；
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该响应命令消息的成功响应的时间差；
所述KPI上报通信模块用以按设定的周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器；机顶盒QoS软探针每次上报KPI参数时会同中心管理服务器按设定端口建立一个TCP连接，然后将VOD KPI参数按XML格式封装到HTTP POST消息中，发送给中心管理服务器，发送完毕后即拆除该TCP连接；VOD KPI参数包括VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；
所述VOD服务质量监测中心管理平台包括：机顶盒KPI采集模块、VOD KPI汇总统计模块；
所述机顶盒KPI采集模块用以同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；其具体流程包括：在设定的端口监听来自QoS软探针的TCP连接请求；当收到软探针的HTTP POST消息后，则对其中的XML数据内容进行解析，并提取出其中包含的VOD KPI参数包括：VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；然后将该机顶盒的VOD KPI参数按记录形式写入数据库；
所述VOD KPI汇总统计模块用以对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
VOD点播成功率C：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和；
RTSP命令成功率D：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和；
平均HTTP响应时延L：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位；
VOD服务器的健康度H：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据该服务器的平均RTSP响应时延L计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50AND L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若L>1050，则G＝0。
一种VOD服务质量监测系统，所述系统包括：机顶盒QoS软探针和VOD服务质量监测中心管理平台；
所述机顶盒QoS软探针包括：网络包捕获和协议解析模块、VOD KPI统计模块、KPI上报通信模块；
所述网络包捕获和协议解析模块用以对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
所述VOD KPI统计模块用以对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出相关KPI参数；
所述KPI上报通信模块用以按设定的周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器；
所述VOD服务质量监测中心管理平台包括：机顶盒KPI采集模块、VOD KPI汇总统计模块；
所述机顶盒KPI采集模块用以同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；
所述VOD KPI汇总统计模块用以对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI。
作为本发明的一种优选方案，所述VOD KPI统计模块用以对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址；
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息的个数；
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间内无响应,或返回RTSP错误响应码,或未输出视频媒体包这三种情况；
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：描述消息DESCRIBE，申明消息ANNOUNCE，获取参数消息GET_PARAMETER，选项消息OPTIONS，暂停消息PAUSE，播放消息PLAY，录制消息RECORD，建立请求消息SETUP，设置参数消息SET_PARAMETER，拆除连接消息TEARDOWN；
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX；
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该响应命令消息的成功响应的时间差。
作为本发明的一种优选方案，机顶盒QoS软探针每次上报KPI参数时会同中心管理服务器按设定端口建立一个TCP连接，然后将VOD KPI参数按XML格式封装到HTTP POST消息中，发送给中心管理服务器，发送完毕后即拆除该TCP连接；VOD KPI参数包括VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延。
作为本发明的一种优选方案，所述机顶盒KPI采集模块采集的具体流程包括：在设定的端口监听来自QoS软探针的TCP连接请求；当收到软探针的HTTP POST消息后，则对其中的XML数据内容进行解析，并提取出其中包含的VOD KPI参数包括：VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；然后将该机顶盒的VOD KPI参数按记录形式写入数据库。
作为本发明的一种优选方案，所述VOD KPI汇总统计模块统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
VOD点播成功率C：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和；
RTSP命令成功率D：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和；
平均HTTP响应时延L：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位；
VOD服务器的健康度H：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据该服务器的平均RTSP响应时延L计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50AND L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若L>1050，则G＝0。
一种VOD服务质量监测方法，所述方法包括：
步骤S1、网络包捕获和协议解析模块对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
步骤S2、VOD KPI统计模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址；
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息的个数；
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间内无响应,或返回RTSP错误响应码,或未输出视频媒体包这三种情况；
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：描述消息DESCRIBE，申明消息ANNOUNCE，获取参数消息GET_PARAMETER，选项消息OPTIONS，暂停消息PAUSE，播放消息PLAY，录制消息RECORD，建立请求消息SETUP，设置参数消息SET_PARAMETER，拆除连接消息TEARDOWN；
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX；
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该响应命令消息的成功响应的时间差；
步骤S3、KPI上报通信模块按设定的周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器；机顶盒QoS软探针每次上报KPI参数时会同中心管理服务器按设定端口建立一个TCP连接，然后将VOD KPI参数按XML格式封装到HTTP POST消息中，发送给中心管理服务器，发送完毕后即拆除该TCP连接；VOD KPI参数包括VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；
步骤S4、机顶盒KPI采集模块同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；其具体流程包括：在设定的端口监听来自QoS软探针的TCP连接请求；当收到软探针的HTTP POST消息后，则对其中的XML数据内容进行解析，并提取出其中包含的VOD KPI参数包括：VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；然后将该机顶盒的VOD KPI参数按记录形式写入数据库；
步骤S5、VOD KPI汇总统计模块对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
VOD点播成功率C：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和；
RTSP命令成功率D：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和；
平均HTTP响应时延L：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位；
VOD服务器的健康度H：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据该服务器的平均RTSP响应时延L计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50AND L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若L>1050，则G＝0。
一种VOD服务质量监测方法，所述方法包括：
步骤S1、网络包捕获和协议解析模块对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
步骤S2、VOD KPI统计模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出相关KPI参数；
步骤S3、KPI上报通信模块按设定的周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器；
步骤S4、机顶盒KPI采集模块同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；
步骤S5、VOD KPI汇总统计模块对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI。
作为本发明的一种优选方案，所述VOD KPI统计模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址；
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息的个数；
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间内无响应,或返回RTSP错误响应码,或未输出视频媒体包这三种情况；
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：描述消息DESCRIBE，申明消息ANNOUNCE，获取参数消息GET_PARAMETER，选项消息OPTIONS，暂停消息PAUSE，播放消息PLAY，录制消息RECORD，建立请求消息SETUP，设置参数消息SET_PARAMETER，拆除连接消息TEARDOWN；
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX；
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该响应命令消息的成功响应的时间差。
作为本发明的一种优选方案，所述VOD KPI汇总统计模块统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
VOD点播成功率C：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和；
RTSP命令成功率D：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和；
平均HTTP响应时延L：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位；
VOD服务器的健康度H：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据该服务器的平均RTSP响应时延L计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50AND L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若L>1050，则G＝0。
本发明的有益效果在于：本发明提出的VOD服务质量监测系统及方法，可实现对VOD服务器的性能和服务质量监测，提高监测的精确度及效率。
本发明提出的VOD服务质量监测方案是在真实用户的机顶盒部署QoS软探针，通过对机顶盒实际访问的VOD服务器进行RTSP QoS指标采集，并将大量机顶盒上报的RTSP QoS指标进行汇总统计，计算出各VOD服务器的性能和服务质量。由此可见，相对于传统的VOD服务质量拨测系统而言，本发明专利提出的VOD服务质量监测方案具有以下优点：
(1)系统部署成本低，本方案是基于纯软件的探针方案，探针部署成本极低，可方便地实现全网IP机顶盒的覆盖。
(2)本方案监测的VOD服务器QoS指标可反映真实用户机顶盒对VOD服务器的访问负载量和性能情况，并自然地实现了对主要VOD服务器资源(即用户真实访问视频内容)的全量监测。
(3)本方案无需进行任何配置便可自动发现VOD服务器和实际机顶盒访问的视频URL，因此大大降低了系统管理维护的复杂度和成本。
附图说明
图1为本发明VOD服务质量监测系统的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种VOD服务质量监测系统，主要包括两大组成部分：机顶盒QoS软探针和VOD服务质量监测中心管理平台。
机顶盒QoS软探针包括三个软件模块：网络包捕获和协议解析模块、VOD KPI统计模块、KPI上报通信模块。
网络包捕获和协议解析模块：该模块对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块。
VOD KPI统计模块：该模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
Figure GDA0002428831460000111
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址。
Figure GDA0002428831460000112
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息的个数。
Figure GDA0002428831460000113
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间(如60秒)内无响应,或返回RTSP错误响应码(包括4XX和5XX),或未输出视频媒体包这三种情况。
Figure GDA0002428831460000114
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：DESCRIBE，ANNOUNCE，GET_PARAMETER，OPTIONS，PAUSE，PLAY，RECORD，SETUP，SET_PARAMETER，TEARDOWN。
Figure GDA0002428831460000115
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX。
Figure GDA0002428831460000116
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该响应命令消息的成功响应的时间差。
KPI上报通信模块：该模块按设定的周期(如每5分钟)，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器。机顶盒QoS软探针每次上报KPI参数时会同中心管理服务器按设定端口(如9001)建立一个TCP连接，然后将VOD KPI参数(包括VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延)，按XML格式封装到HTTP POST消息中，发送给中心管理服务器，发送完毕后即拆除该TCP连接。
VOD服务质量监测中心管理平台包括两个软件模块：机顶盒KPI采集模块、VOD KPI汇总统计模块。
机顶盒KPI采集模块：该模块负责同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数。其具体流程包括：在设定的端口(如9001)监听来自QoS软探针的TCP连接请求；当收到软探针的HTTP POST消息后，则对其中的XML数据内容进行解析，并提取出其中包含的VOD KPI参数包括：VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；然后将该机顶盒的VOD KPI参数按记录形式写入数据库。
VOD KPI汇总统计模块：该模块负责对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
Figure GDA0002428831460000121
VOD点播成功率(C)：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和。
Figure GDA0002428831460000122
RTSP命令成功率(D)：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和。
Figure GDA0002428831460000123
平均HTTP响应时延(L)：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位。
Figure GDA0002428831460000124
VOD服务器的健康度(H)：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据该服务器的平均RTSP响应时延(L)计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50AND L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若
L>1050，则G＝0。
以上介绍了本发明VOD服务质量监测系统的组成，本发明在揭示上述系统的同时，还揭示一种VOD服务质量监测方法，所述方法包括：
【步骤S1】网络包捕获和协议解析模块对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
【步骤S2】VOD KPI统计模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址；
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息的个数；
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间内无响应,或返回RTSP错误响应码,或未输出视频媒体包这三种情况；
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：描述消息DESCRIBE，申明消息ANNOUNCE，获取参数消息GET_PARAMETER，选项消息OPTIONS，暂停消息PAUSE，播放消息PLAY，录制消息RECORD，建立请求消息SETUP，设置参数消息SET_PARAMETER，拆除连接消息TEARDOWN；
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX；
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该响应命令消息的成功响应的时间差；
【步骤S3】KPI上报通信模块按设定的周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器；机顶盒QoS软探针每次上报KPI参数时会同中心管理服务器按设定端口建立一个TCP连接，然后将VOD KPI参数按XML格式封装到HTTP POST消息中，发送给中心管理服务器，发送完毕后即拆除该TCP连接；VOD KPI参数包括VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；
【步骤S4】机顶盒KPI采集模块同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；其具体流程包括：在设定的端口监听来自QoS软探针的TCP连接请求；当收到软探针的HTTP POST消息后，则对其中的XML数据内容进行解析，并提取出其中包含的VOD KPI参数包括：VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；然后将该机顶盒的VOD KPI参数按记录形式写入数据库；
【步骤S5】VOD KPI汇总统计模块对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
VOD点播成功率C：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和；
RTSP命令成功率D：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和；
平均HTTP响应时延L：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位；
VOD服务器的健康度H：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据该服务器的平均RTSP响应时延L计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50AND L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若L>1050，则G＝0。
实施例二
一种VOD服务质量监测系统，所述系统包括：机顶盒QoS软探针和VOD服务质量监测中心管理平台；
所述机顶盒QoS软探针包括：网络包捕获和协议解析模块、VOD KPI统计模块、KPI上报通信模块；
所述网络包捕获和协议解析模块用以对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
所述VOD KPI统计模块用以对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出相关KPI参数；
所述KPI上报通信模块用以按设定的周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器；
所述VOD服务质量监测中心管理平台包括：机顶盒KPI采集模块、VOD KPI汇总统计模块；
所述机顶盒KPI采集模块用以同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；
所述VOD KPI汇总统计模块用以对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI。
本发明还揭示一种VOD服务质量监测方法，所述方法包括：
步骤S1、网络包捕获和协议解析模块对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
步骤S2、VOD KPI统计模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出相关KPI参数；
步骤S3、KPI上报通信模块按设定的周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量中心管理服务器；
步骤S4、机顶盒KPI采集模块同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；
步骤S5、VOD KPI汇总统计模块对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI。
综上所述，本发明提出的VOD服务质量监测系统及方法，可实现对VOD服务器的性能和服务质量监测，提高监测的精确度及效率。
本发明提出的VOD服务质量监测方案是在真实用户的机顶盒部署QoS软探针，通过对机顶盒实际访问的VOD服务器进行RTSP QoS指标采集，并将大量机顶盒上报的RTSP QoS指标进行汇总统计，计算出各VOD服务器的性能和服务质量。由此可见，相对于传统的VOD服务质量拨测系统而言，本发明专利提出的VOD服务质量监测方案具有以下优点：
(1)系统部署成本低，本方案是基于纯软件的探针方案，探针部署成本极低，可方便地实现全网IP机顶盒的覆盖。
(2)本方案监测的VOD服务器QoS指标可反映真实用户机顶盒对VOD服务器的访问负载量和性能情况，并自然地实现了对主要VOD服务器资源(即用户真实访问视频内容)的全量监测。
(3)本方案无需进行任何配置便可自动发现VOD服务器和实际机顶盒访问的视频URL，因此大大降低了系统管理维护的复杂度和成本。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种VOD服务质量监测系统，其特征在于，所述系统包括：机顶盒QoS软探针和VOD服务质量监测中心管理平台；
所述机顶盒QoS软探针包括：网络包捕获和协议解析模块、VOD KPI统计模块、KPI上报通信模块；
所述网络包捕获和协议解析模块用以对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
所述VOD KPI统计模块用以对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出相关KPI参数；
所述KPI上报通信模块用以按设定的采样周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量监测中心管理平台；
所述VOD服务质量监测中心管理平台包括：机顶盒KPI采集模块、VOD KPI汇总统计模块；
所述机顶盒KPI采集模块用以同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；
所述VOD KPI汇总统计模块用以对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI。
2.根据权利要求1所述的VOD服务质量监测系统，其特征在于：
所述VOD KPI统计模块用以对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址；
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述消息或SETUP建立请求消息的个数；
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述消息或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间内无响应,或返回RTSP错误响应码,或未输出视频媒体包这三种情况；
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：描述消息DESCRIBE，申明消息ANNOUNCE，获取参数消息GET_PARAMETER，选项消息OPTIONS，暂停消息PAUSE，播放消息PLAY，录制消息RECORD，建立请求消息SETUP，设置参数消息SET_PARAMETER，拆除连接消息TEARDOWN；
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX；
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该相应命令消息的成功响应的时间差。
3.根据权利要求1所述的VOD服务质量监测系统，其特征在于：
机顶盒QoS软探针每次上报KPI参数时会同VOD服务质量监测中心管理平台按设定端口建立一个TCP连接，然后将VOD KPI参数按XML格式封装到HTTP POST消息中，发送给VOD服务质量监测中心管理平台，发送完毕后即拆除该TCP连接；VOD KPI参数包括VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延。
4.根据权利要求1所述的VOD服务质量监测系统，其特征在于：
所述机顶盒KPI采集模块采集的具体流程包括：在设定的端口监听来自QoS软探针的TCP连接请求；当收到软探针的HTTP POST消息后，则对其中的XML数据内容进行解析，并提取出其中包含的VOD KPI参数包括：VOD服务器的IP地址、VOD点播请求数、VOD成功点播数、RTSP命令消息数、RTSP成功响应数、RTSP响应时延；然后将该机顶盒的VOD KPI参数按记录形式写入数据库。
5.根据权利要求1所述的VOD服务质量监测系统，其特征在于：
所述VOD KPI汇总统计模块统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
VOD点播成功率C：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和；
RTSP命令成功率D：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和；
平均RTSP响应时延L：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位；
VOD服务器的健康度H：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据VOD服务器的平均RTSP响应时延L计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50并且L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若L>1050，则G＝0。
6.一种VOD服务质量监测方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、网络包捕获和协议解析模块对机顶盒网口的IP数据包进行捕获，并根据RTSP协议规范对数据包进行深入的协议解析，对机顶盒访问VOD服务器的协议交互和视频流下载过程进行跟踪分析，并将相关的协议字段信息传送给VOD KPI统计模块；
步骤S2、VOD KPI统计模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出相关KPI参数；
步骤S3、KPI上报通信模块按设定的采样周期，将该采样周期的VOD KPI参数发送给VOD服务质量监测中心管理平台；
步骤S4、机顶盒KPI采集模块同分布在网络不同位置的机顶盒QoS软探针进行协议交互，采集QoS软探针上报的VOD KPI参数；
步骤S5、VOD KPI汇总统计模块对数据库中的所有机顶盒上报的VOD KPI记录进行统计分析，按VOD服务器IP地址进行归类汇总统计，统计各VOD服务器的总体性能KPI。
7.根据权利要求6所述的VOD服务质量监测方法，其特征在于：
所述VOD KPI统计模块对机顶盒访问VOD服务器的协议字段进行统计分析，计算出以下KPI参数：
VOD服务器的IP地址：机顶盒所请求IP视频流的RTSP服务器IP地址；
VOD点播请求数：机顶盒向服务器发送的RTSP DESCRIBE描述消息或SETUP建立请求消息的个数；
VOD成功点播数：服务器对机顶盒发出的RTSP DESCRIBE描述消息或SETUP建立请求消息给予成功响应并输出视频媒体包的次数，其中不成功的VOD点播包括：在设定时间内无响应,或返回RTSP错误响应码,或未输出视频媒体包这三种情况；
RTSP命令消息数：机顶盒向VOD服务器发送的RTSP命令消息的个数，RTSP命令消息包括：描述消息DESCRIBE，申明消息ANNOUNCE，获取参数消息GET_PARAMETER，选项消息OPTIONS，暂停消息PAUSE，播放消息PLAY，录制消息RECORD，建立请求消息SETUP，设置参数消息SET_PARAMETER，拆除连接消息TEARDOWN；
RTSP成功响应数：VOD服务器对机顶盒的以上命令消息给予成功响应消息的个数，成功响应消息的返回码包括1XX，2XX和3XX；
RTSP响应时延：计算从机顶盒发送以上RTSP命令消息到收到VOD服务器对该相应命令消息的成功响应的时间差。
8.根据权利要求6所述的VOD服务质量监测方法，其特征在于：
所述VOD KPI汇总统计模块统计各VOD服务器的总体性能KPI，包括：
VOD点播成功率C：计算公式为A*100/B，其中A为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有VOD成功点播数的总和；B为与该VOD服务器相关的所有VOD点播请求数的总和；
RTSP命令成功率D：计算公式为E*100/F，其中E为所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的所有RTSP命令消息数的总和；F为与该VOD服务器相关的所有RTSP成功响应数的总和；
平均RTSP响应时延L：计算所有机顶盒上报的与该VOD服务器相关的RTSP响应时延的平均值，以毫秒为单位；
VOD服务器的健康度H：该参数取值范围0－100，分值越高代表VOD服务器质量越好；计算公式为H＝0.4*C+0.3*D+0.3*G，其中G是根据VOD服务器的平均RTSP响应时延L计算的时延分值，计算公式如下：若L<＝50,则G＝100；若L>50并且L<＝1050,则G＝100-(L-50)/10；若L>1050，则G＝0。
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