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安捷伦科技提高IPTV 体验质量带来的乐趣
 
慧聪网   2006年2月16日14时26分   信息来源:通信产业报    

  视频点播系统的性能是视频源最大的挑战。RSTP(实时流协议)是最常用的VoD协议。了解RTSP服务器在最大负载情况下的工作情况非常重要。它是否会崩溃?它是否会从现有的数据流中丢失数据包?它对新数据流请求的反应是否开始变得更迟缓?RTP(实时传输协议)数据包的延迟或抖动是否增加?VoD性能验证的测试方案非常简单。 测试仪模拟大量用户,并测量其对视频服务器的影响,以便描述服务器可扩展性和用户容量的特征。

  可扩展性和用户容量是相关联的。可扩展性测量的是随着用户增加系统的运行情况,容量测量的是在指定性能范围内,能支持的最大用户数量。另一个重要的测量是新RTSP会话的最大速度。之所以重要是因为当某些事件发生时(例如广播电视节目的结束、服务中断,或者出现一则广告等等),服务提供商会在短时间内收到大量的请求。

  RTSP服务器由Agilent Network Tester应用性能测试仪通过模拟多个RTSP客户机来进行测试。每个客户机被配置为请求从RTSP服务器传输一个数据流文件,并在文件传输完成后重复这一请求。客户机的数量缓慢地逐渐增加以测试RTSP服务器的最大性能,同时测量吞吐量和数据包丢失。

  随着客户机数量的增加,服务器的响应时间变慢。真实用户会以为这是选择电影和看电影开始播放之间增加的时间。在略高于200Mb/s的总吞吐量水平上,RTSP服务器开始“丢弃”信息包:表现为RTP媒体数据流中出现间隙,并由测试仪按数据包丢失进行测量。因此,200Mb/s是最大无数据包丢失吞吐量。随着负载进一步增加,吞吐量最大可增加到475Mb/s左右,但是在此速度上,媒体数据流中出现相当大的间隙。最终,服务器不堪负重,吞吐量下降至仅有120Mb/s,同时持续的大规模数据包丢失将使得媒体数据流无法观看。

  这证明了单独测量服务器最大吞吐量是不够的。测试仪必须在同一时间对每个数据流的完整性进行检验。

  频道切换测试挑战

  如何快速准确地切换频道是IPTVQoE的重要部分。通常,可接受的频道切换延迟时间被认为是端到端1秒左右。频道切换时间在100-200毫秒之间,对于观众来说只是一个瞬间。造成频道切换延迟的根源包括网络设备(例如B-RAS、DSLAM、集成交换机等)以及STB(机顶盒)。

  STB是IPTV的用户端设备,在用户切换频道时由于指令处理、缓冲器延迟、MPEG解码器延迟和视频缓冲器延迟会增加几百毫秒的延迟。幸运的是,每个STB只为一个家庭服务(因此没有可扩展性问题),而且主要的STB功能都由硬件进行处理。因此,STB性能相对比较稳定,可持久保持。

  IGMP(互联网群组管理协议)或MLD(组播监听发现协议)离开/加入延迟是频道切换延迟的主要原因。为了确保频道切换总延迟在1秒钟之内,每个网络元器件的目标组播离开/加入延迟必须保持在10到200毫秒之间。

  为了这次测试,安捷伦在用户端和网络端均使用Agilent N2X测试仪的千兆位以太网接口。测试结果显示了切换时间(IGMP离开/加入)的巨大变化,即当用户数量从150个增加到1000个时,最大频道切换时间从1.5秒骤升至70秒。

  从技术角度来说,结果虽出乎意料但还是情有可原,因为被测设备显然是使用自己的CPU来处理IGMP控制面板信息的。当1000个离开/加入信息同时到达被测设备时,CPU超负载工作,需要很长时间才能处理所有的IGMP信息。然而,对于用户来说,切换一个频道需要等待70秒之久显然不是什么美好的体验。

  提高可靠性

  只要采用适当的技术,即可提高IPTV系统的可靠性。可靠性测试方法可以帮助CSP和设备制造商来验证上述技术的功能、性能和稳定性,以及测量IPTV设备和系统的故障切换能力。

  HA路由协议:在提高IPTV的可靠性方面,HA路由是一项全新和最基本的技术。测量IPTV服务中HA协议的功能、性能和互操作性至关重要。

  硬件冗余和热插拔:这些测试对电信领域而言并不新鲜。按照常规,必须对这些技术的可用性和效率进行验证。

  VoD服务器:测试VoD服务器需要较长的时间,并且还需不断增加负载,以测量在增加大量用户之后给可靠性带来哪些影响。

  安全保障

  安全问题不会困扰有线电视用户,但是它可能会给通过公共IP网络运行的应用和服务造成巨大障碍。因为每时每刻都有成千上万的黑客试图摧毁互联网上的一切。

  安全测试包括许多种测试方案和测试情况。以下是两种选定的安全测试,它们与IPTV QoE紧密相关。

  1.测试DHCP选件82的用户身份验证

  选件82通过用户在DSL网络中的位置来验证其身份。重要的是,必须通过模拟真实环境来验证功能和性能。在下面的测试方案中,DSLAM充当DHCP中继代理并将DSL线路识别信息加入到来自客户机的DHCP请求中。测试仪模拟数万个DSL客户机,以通过包括选件82的DHCP来测试地址分配和身份验证。它将测量DHCP的最大会话容量、会话设置速度和设置延迟,以及验证通过B-RAS上的流量建立的会话。此测试还支持通过已建立的DHCP会话来测量IP流量的吞吐量、延迟和丢失。测试方案如表1所示。

  2.对应用感知型防火墙和视频源的保护器进行测试

  必须验证应用感知型防火墙的功能和性能。因为安全性和性能之间存在折衷,所以必须谨慎地在保护但不限制视频源上找到最佳平衡点。

  在此测试方案中,测试仪模拟视频用户和VoD服务器,并生成双向视频流量用于对防火墙进行极限测试。同时它还从用户端生成恶意的DoS代码,从而评估被测防火墙的行为和性能。

  该测试使用表2所示的测试配置。被测设备是一个具有应用智能的防火墙。

  从表3的测试结果中我们发现,防火墙的RTSP ALG(应用层网关)作为VoD服务器保护的一项关键功能,当模拟用户启用它之后,体验到的整体性能显著下降。

  体验质量(QoE)对IPTV服务获得成功至关重要,它包括许多因素。其中任何一个因素的失败都会降低用户满意度。然而,主观的QoE因素并不容易测量。

  CSP和设备厂商需要面向网络基础设施设备和视频源的全新评估方法,以保证和改善IPTVQoE。通过了解改善每个QoE因素所面临的困难,将有助于他们采用新的测试方法来验证关键网络元器件和端对端服务的性能、可扩展性和功能性。

  Agilent N2X为服务提供商和设备制造商提供了一款强大的解决方案,可精确测量IPTV基础设施设备的可扩展性和容量,并测试实际负载情况下最终用户的体验质量(QoE)。

  Agilent的网络测试仪是测试三重播放网络中使用的安全、带宽管理和内容网络设备以及系统性能的最全面产品。

 
 
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