一种流媒体系统平台及其测试方法技术方案

本发明专利技术涉及网络技术领域，特别涉及一种流媒体系统平台及其测试方法；本发明专利技术包括静态模型和动态模型；静态模型用于模拟流媒体系统的基本框架，所述流媒体系统的基本框架包括用户节点、核心网元节点、路由器节点以及这三类节点之间的通信链路；所述动态模型用于模拟流媒体系统的运作流程；动态模型包括三个子模型，分别为控制模型、协议模型和播放模型；在本发明专利技术中，本发明专利技术面向新型移动业务网络，能够对多业务融合进行仿真，并且支持电信网络中特定QoS指标的仿真，此外，还能够对分布式业务的算法、以及新业务进行仿真。

A Streaming Media System Platform and Its Testing Method

【技术实现步骤摘要】
一种流媒体系统平台及其测试方法
本专利技术涉及网络
，特别涉及一种流媒体系统平台及其测试方法。
技术介绍
随着Internet的普及和各种基于网络的应用日渐成熟、网络本身和用户软硬件的不断升级、以及多媒体技术的不断发展，人们对于网络资源的需求已经不再仅限于文字和图像，音频和视频等多媒体资源已经成为网络中的重要内容，而流媒体技术能很好地支持上述应用。所谓流媒体是指采用流的传输方式，在Internet或Intranet等数据网络上，按时间先后次序传输和播放的连续时基的媒体格式。流媒体系统主要包括三个部分，分别为流媒体服务器系统、流媒体传输网络系统和流媒体客户端系统。由于流媒体数据具有实时性、大数据量、顺序性和持续性的特点，要在目前的网络条件(如Internet和无线通信网络)下实现大规模的流媒体服务，是很有难度的工作。而现有的分布式业务仿真平台只能够根据互联网的某一具体业务进行仿真，而无法对多业务融合进行仿真，同时这些平台不支持电信网络中特定QoS指标的仿真；另外，现有电信业务网络仿真平台对于分布式业务的算法、以及新业务无法进行仿真。
技术实现思路
为了克服上述所述的不足，本专利技术的目的是提供一种流媒体系统平台及其测试方法，仿真平台用于对流媒体系统的整体架构、解决方案以及调度算法进行建模，性能评价方法用于对流媒体系统的性能进行评估，为流媒体系统的部署提供参考依据。根据仿真平台进行建模实现，运行仿真平台，得到性能指标相关数据，并对结果数据进行分析，从而得出流媒体系统部署的相关性能指标变化情况。本专利技术可以在同一平台上实现多业务多策略场景的仿真，此外，未来如需扩展多业务多策略，只需将新业务以及新策略单独实现，添加到平台的输入配置项中即可实现对新业务新策略的仿真。本专利技术解决其技术问题的技术方案是：一种流媒体系统平台，其中：所述流媒体系统平台包括静态模型和动态模型；所述静态模型用于模拟流媒体系统的基本框架，所述流媒体系统的基本框架包括用户节点、核心网元节点、路由器节点以及这三类节点之间的通信链路；所述静态模型包括四个子模型，分别为用户模型、节点模型、拓扑模型和链路模型，这四个子模型分别模拟流媒体系统的基本框架中的所述三类节点以及三类节点之间的通信链路的属性；其中，所述用户模型用于模拟用户的行为；所述节点模型用于模拟流媒体系统中的各个节点的情况；所述拓扑模型用于模拟流媒体系统中的各个节点的层级分布情况；所述链路模型用于模拟流媒体系统中的各个节点之间的通信链路的属性；所述动态模型用于模拟流媒体系统的运作流程；所述动态模型包括三个子模型，分别为控制模型、协议模型和播放模型；所述控制模型用于模拟流媒体系统的运行逻辑；所述协议模型用于模拟流媒体系统的交互框架，即定义运行过程中的通信协议消息；所述播放模型用于模拟流媒体系统运行过程中为用户体现出来的流媒体播放方式。进一步：所述用户模型包括：用户到达模型：根据分段平稳泊松分布分别配置峰值请求用户数量及峰值时间点，然后利用泊松分布概率函数根据所述峰值请求用户数量及峰值时间点计算得到24小时的用户请求量；用户会话时长模型：在用户上线时，分别配置用户平均在线时长和会话时长标准差这两个参数，将这两个参数带入到对数正态分布函数中就能够为每个上线用户产生一个用户会话时长；媒体资源访问模型：在用户上线后，结合当天流媒体系统中已发布的频道数目，根据齐普夫分布为用户配置流媒体系统中的可访问频道总数。更进一步：所述流媒体系统中的各个节点的情况包括：各个节点的计算资源数据，包括CPU资源总量和余量；各个节点的通讯资源数据，包括通信带宽资源总量和余量以及连接数资源总量和余量。更进一步：所述流媒体系统中的各个节点的层级分布情况包括：各个节点的角色划分：所述角色包括核心网元节点、路由器节点和用户节点，核心网元节点是指部署在核心网侧的所有服务器，路由器节点包括核心网路由器和接入网路由器，用户节点指用户终端；各个节点的连接拓扑情况：接入网路由器拓扑能够采用随机拓扑或环形拓扑或网格拓扑或全连接拓扑。更进一步：所述通信链路的属性包括链路延迟数据和链路带宽数据。更进一步：所述运行逻辑是指业务流程及资源调度策略；所述业务流程包括媒体发布流程和用户访问流程；所述资源调度策略定义用户节点之间以及用户节点和核心网元节点之间的数据调度关系，包括：用户节点加入退出时的邻居节点更新策略：当该用户节点的邻居节点的数目少于门限值或者邻居节点服务能力小于阀值或者距上次更新邻居节点的时间超过规定时间时，用户节点即进行邻居节点的更新；播放过程中的用户节点上的数据调度策略：采用纯拉或者推拉结合的数据调度算法；访问量增加时的增加频道副本数量的策略：选择当前较为空闲的核心网元节点，将频道副本发布到该核心网元节点上；访问量减少时的减少频道副本数量的策略：选择当前较为繁忙的核心网元节点，将该核心网元节点上的部分频道副本删除；所述协议消息包括协议各字段的定义、协议消息包的大小和协议消息的交互流程；所述流媒体播放方式包括：所需数据分片到达，开始正常播放；所需数据分片未到达，播放暂停。更进一步：所述方法首先将静态模型中的所有配置作为输入数据写入到仿真工具的数据库和配置文件中，然后流媒体系统平台的程序通过动态模型读取数据库及配置文件中的所述输入数据进行仿真的运行及结果数据的输出，最后利用这些结果数据对流媒体系统平台的性能进行评价；所述流媒体系统平台的程序是利用仿真工具编写的。更进一步：所述方法包括以下步骤：(1)实例化所述静态模型和动态模型，确定流媒体系统的基本框架和运作流程；实例化是指将三类节点的具体配置输入并记录到仿真工具中，其中静态模型中的24小时的用户请求量记录到仿真工具的数据库中，静态模型中的其它配置和动态模型的所有配置都记录到仿真工具的配置文件中；(2)流媒体系统平台的程序通过读取配置文件和数据库中的输入数据，由控制模型控制流媒体系统平台的程序的运行，实现所述流媒体系统平台的仿真运行；在仿真运行过程中，记录仿真结果数据，所述仿真结果数据包括核心网元节点和用户节点上的时间戳以及实时带宽负载；(3)利用步骤(2)得到的仿真结果数据，计算得到用户体验侧评估指标和网络性能侧评估指标，其中所述用户体验侧评估指标包括用户观看频道的启动时延和播放连续度，所述网络性能侧评估指标包括带宽利用率和邻居贡献率；所述启动时延是指从用户节点发出节目播放请求到用户节点开始播放节目的时间间隔，即用户节点开始播放的时间戳与用户节点上线的时间戳之间的差；此指标值越低则启动播放越快，用户等待播放时间越短；所述播放连续度是指流媒体开始播放后，在时间段T中，用户节点上能连续播放流媒体的时间为T’，则播放连续度为T’/T，即连续播放的时间长度占用户播放总时长的百分比；其中，T是从开始播放到当前时间的两个时间戳的差，T’是时间段T内所有连续播放的时间段相加得到的和，每个所述连续播放的时间段是指从播放到暂停的两个时间戳的差；此属性越高则观看越连续；所述带宽利用率是指在一个采样时间段内，核心网元节点所使用的带宽占可用带宽的百分比和用户节点所使用的带宽占可用带宽的百分比，即核心网元节点上和用户节点上的所述实时带宽负载占配置带宽能力的百分比；所述邻居贡献率是指：用户节点提供上传的邻居节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流媒体系统平台，其特征在于：包括静态模型和动态模型；所述静态模型用于模拟流媒体系统的基本框架，所述流媒体系统的基本框架包括用户节点、核心网元节点、路由器节点以及这三类节点之间的通信链路；所述静态模型包括四个子模型，分别为用户模型、节点模型、拓扑模型和链路模型，这四个子模型分别模拟流媒体系统的基本框架中的所述三类节点以及三类节点之间的通信链路的属性；其中，所述用户模型用于模拟用户的行为；所述节点模型用于模拟流媒体系统中的各个节点的情况；所述拓扑模型用于模拟流媒体系统中的各个节点的层级分布情况；所述链路模型用于模拟流媒体系统中的各个节点之间的通信链路的属性；所述动态模型用于模拟流媒体系统的运作流程；所述动态模型包括三个子模型，分别为控制模型、协议模型和播放模型；所述控制模型用于模拟流媒体系统的运行逻辑；所述协议模型用于模拟流媒体系统的交互框架，即定义运行过程中的通信协议消息；所述播放模型用于模拟流媒体系统运行过程中为用户体现出来的流媒体播放方式。

【技术特征摘要】
1.一种流媒体系统平台，其特征在于：包括静态模型和动态模型；所述静态模型用于模拟流媒体系统的基本框架，所述流媒体系统的基本框架包括用户节点、核心网元节点、路由器节点以及这三类节点之间的通信链路；所述静态模型包括四个子模型，分别为用户模型、节点模型、拓扑模型和链路模型，这四个子模型分别模拟流媒体系统的基本框架中的所述三类节点以及三类节点之间的通信链路的属性；其中，所述用户模型用于模拟用户的行为；所述节点模型用于模拟流媒体系统中的各个节点的情况；所述拓扑模型用于模拟流媒体系统中的各个节点的层级分布情况；所述链路模型用于模拟流媒体系统中的各个节点之间的通信链路的属性；所述动态模型用于模拟流媒体系统的运作流程；所述动态模型包括三个子模型，分别为控制模型、协议模型和播放模型；所述控制模型用于模拟流媒体系统的运行逻辑；所述协议模型用于模拟流媒体系统的交互框架，即定义运行过程中的通信协议消息；所述播放模型用于模拟流媒体系统运行过程中为用户体现出来的流媒体播放方式。2.根据权利要求1所述的流媒体系统平台，其特征在于：所述用户模型包括：用户到达模型：根据分段平稳泊松分布分别配置峰值请求用户数量及峰值时间点，然后利用泊松分布概率函数根据所述峰值请求用户数量及峰值时间点计算得到24小时的用户请求量；用户会话时长模型：在用户上线时，分别配置用户平均在线时长和会话时长标准差这两个参数，将这两个参数带入到对数正态分布函数中就能够为每个上线用户产生一个用户会话时长；媒体资源访问模型：在用户上线后，结合当天流媒体系统中已发布的频道数目，根据齐普夫分布为用户配置流媒体系统中的可访问频道总数。3.根据权利要求2所述的流媒体系统平台，其特征在于：所述流媒体系统中的各个节点的情况包括：各个节点的计算资源数据，包括CPU资源总量和余量；各个节点的通讯资源数据，包括通信带宽资源总量和余量以及连接数资源总量和余量。4.根据权利要求3所述的流媒体系统平台，其特征在于：所述流媒体系统中的各个节点的层级分布情况包括：各个节点的角色划分：所述角色包括核心网元节点、路由器节点和用户节点，核心网元节点是指部署在核心网侧的所有服务器，路由器节点包括核心网路由器和接入网路由器，用户节点指用户终端；各个节点的连接拓扑情况：接入网路由器拓扑能够采用随机拓扑或环形拓扑或网格拓扑或全连接拓扑。5.根据权利要求4所述的流媒体系统平台，其特征在于：所述通信链路的属性包括链路延迟数据和链路带宽数据。6.根据权利要求5所述的流媒体系统平台，其特征在于：所述运行逻辑是指业务流程及资源调度策略；所述业务流程包括媒体发布流程和用户访问流程；所述资源调度策略定义用户节点之间以及用户节点和核心网元节点之间的数据调度关系，包括：用户节点加入退出时的邻居节点更新策略：当该用户节点的邻居节点的数目少于门限值或者邻居节点服务能力小于阀值或者距上次更新邻居节点的时间超过规定时间时，用户节点即进行邻居节点的更新；播放过程中的用户节点上的数据调度策略：采用纯拉或者推拉结合的数据调度算法；访问量增加时的增加频道副本数量的策略：选择当前较为空闲的核心网元节点，将频道副本发布到该核心网元节点上；访问量减少时的减少频道副本数量的策略：选择当前较为繁忙的核心网元节点，将该核心网元节点上的部分频道副本删除；所述协议消息包括协议各字段的定义、协议消息包的大小和协议消息的交互流程；所述流媒体播放方式包括：所需数据分片到达，开始正常播放；所需数据分片未到达，播放暂停。7.一种流媒体系统平台的测试方法，其特征在于：所述方法首先将静态模型中的所有配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅新华，
申请(专利权)人：广州市华势信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44