一种组播时延诊断方法及装置

摘要

本发明实施例公开了一种组播时延诊断方法，包括：终端设备向网络节点发送第一域名解析请求；接收网络节点返回的第一组播测试地址；使用第一组播测试地址，向网络节点发送第一组播测试加入请求，并记录发送第一组播测试加入请求的时间点；接收网络节点返回的第一数据报文，并记录接收到第一数据报文的时间点；根据发送第一组播测试加入请求的时间点以及接收到第一数据报文的时间点，计算终端设备加入网络节点的组播测试组所产生的第一时延；根据第一时延，确定组播网络质量。本发明实施例还公开了一种组播时延诊断装置。采用本发明实施例，可以快速确定组播网络质量是否出现问题，提高组播网络质量。

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种组播时延诊断方法及装置。

背景技术

组播传输是组播源把信息同时传递给一组目的地址的网络技术，组播源将数据包发送到特定组播组，只有属于该组播组的地址才能接收到该数据包。网络中无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只传送一个数据包，因此，组播可以大大的节省网络带宽，提高数据传送效率，减少主干网出现拥塞的可能性，组播作为一种与单播和广播并列的通信方式，组播的意义不仅在于此。更重要的是，可以利用网络的组播特性方便地提供一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网的信息服务领域。

IGMP(Internet Group Management Protocol，网际组管理协议)一个组播协议。该协议运行在主机和组播路由器之间，IGMP实现的功能是双向的：一方面，通过IGMP协议，主机通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息；另一方面，路由器通过IGMP协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态(即该网段是否仍有属于某个组播组的成员)，实现所连网络组成员关系的收集与维护。通过IGMP，在路由器中记录的信息是某个组播组是否在本地有组成员，而不是组播组与主机之间的对应关系。其中，在IPv4中，IGMP包括IGMPv1、IGMPv2以及IGMPv3三个版本，IGMPv1中定义了基本的组成员查询和报告过程；IGMPv2在IGMPv1 的基础上添加了组成员快速离开的机制；IGMPv3 增加了成员可以指定接收或指定不接收某些组播源的报文的功能，目前主要使用IGMPv3；在IPv6中，路由器利用MLD(Multicast Listener Discover，组播侦听发现协议)在其直连网段上发现组播侦听者，MLD采用ICMPv6(Internet Control Message Protocol for IPv6，针对IPv6的互联网控制报文协议)报文类型，MLD包括MLDv1和MLDv2两个版本，目前主要使用MLDv2。

在传统的IPTV(Internet Protocol Television，互式网络电视)网络中，家庭网络的STB(Set Top Box，机顶盒)通过有线或无线的方式连接到HG(Home Gateway，家庭网关)，HG是IPTV网络的入口，IPTV网络一般包括组播路由器和组播的媒体服务器，STB通过HG连接到IPTV网络中进行视频语音等组播和点播业务。如图1所示，图1是一种家庭网络通过有线方式连接到HG的示意图，如图2所示，图2是一种家庭网络中通过无线方式连接到HG的示意图，STB在本地网络中发起加入某个组播组请求(Join Request)，HG接收到请求后，确认本地的组播列表中是否已经包含该组播组，如果包含，立即将该组播流转发给STB，否则通过IGMP代理方式对上一级的组播路由器发起加入该组的组播请求，组播路由器收到该组的组播请求后，获取媒体服务器上的组播流数据，并发给HG，HG将组播流数据转发给STB。

在IPTV网络中，当一个节目切换到另外一个节目时，STB会需要离开旧的IGMP/MLD组播组，而加入到新的IGMP/MLD组播组，从而旧的组播流停止，新的组播流启动。但是如果旧的组播流停止，而新的组播流仍处于未开始的状态，这个时候画面就会出现卡顿的状态，此时，用户体验非常不好。现有技术中已经引入单播流来解决正常时延带来的卡顿现象，然而，在实际网络中涉及多种网络，数据包在多种网络之间中转时，均有可能由于网络中的设备故障等原因导致异常时延的产生。需要说明的是，正常时延，是指网络中已知的时延，即，形成时延的原因已知；异常时延，是指网络中未知的时延，即，形成时延的原因未知，需要定位产生时延的位置和原因。异常时延有可能出现在家庭网络，也有可能出现在运营商的公共核心网络，为了解决卡顿的问题，需要确定异常时延是家庭网络产生的还是公共核心网络产生的，故如何快速确定产生异常时延的位置是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种组播时延诊断方法及装置。可以解决在组播业务出现问题时无法快速定位时延产生的位置的问题。

第一方面，本申请的实施例提供一种组播时延诊断方法，包括：

终端设备首先向网络节点发送第一域名解析请求，网络节点接收到第一 域名解析请求，向终端设备返回第一组播测试地址，设备终端接收网络节点返回的第一组播测试地址，使用第一组播测试地址，向网络节点发送第一组播测试加入请求，并记录发送第一组播测试加入请求的时间点，网络节点接收到第一组播测试加入请求之后，向终端设备返回第一数据报文，终端设备接收网络节点返回的第一数据报文，并记录接收到第一数据报文的时间点；最后终端设备根据发送第一组播测试加入请求的时间点以及接收到第一数据报文的时间点，计算终端设备加入网络节点的组播测试组所产生的第一时延，并根据第一时延，确定组播网络质量。通过采用发送特殊的DNS请求和接收UDP报文来测量网络传输时延，从而快速确定终端设备到网络节点之间的组播网络质量是否出现问题，提高组播网络质量。

在另一种可能的设计中，首先终端设备向网络节点发送第二域名解析请求，网络节点接收到第二域名解析请求之后，向终端设备返回第二组播测试地址；终端设备接收网络节点返回的第二组播测试地址，使用第二组播测试地址，向网络节点发送第二组播测试加入请求，并记录发送第二组播测试加入请求的时间点，网络节点接收到第二组播测试加入请求之后，将第二组播测试加入请求转发到组播服务器；组播服务器接收到第二组播测试加入请求，向网络节点发送第二数据报文，网络节点接收到第二数据报文之后，将第二数据报文转发给终端设备，终端设备接收网络节点转发的第二数据报文，并记录接收到第二数据报文的时间点；最后终端设备根据发送第二组播测试加入请求的时间点以及接收到第二数据报文的时间点，计算终端设备加入组播服务器的组播组所产生的第二时延；并根据第一时延和第二时延，确定组播网络质量。从而可以确定是终端设备到网络节点之间存在组播网络质量问题还是网络节点到组播服务器之间存在组播网络质量问题，提高组播网络质量。

在另一种可能的设计中，判断所述第一时延是否大于预设时长；若所述第一时延大于所述预设时长，则发出提示信息，从而提醒用户需要改进终端设备与所述网络节点之间的的组播网络质量。

在又一种可能的设计中，将第二时延减去第一时延，计算得到网络节点与组播服务器之间所产生的第三时延；对第一时延和第三时延进行比较；根据第一时延和第三时延的比较结果，确定组播网络质量。在正常情况下，终 端设备与网络节点之间的第一时延要小于网络节点与组播服务器之间的第三时延，若第一时延不小于第三时延，则确定终端设备与网络节点之间的组播网络质量未达到组播要求，进而提醒用户改进组播网络质量。

在又一种可能的设计中，在接收网络节点返回的第一组播测试地址之后，终端设备使用第一组播测试地址，向网络节点发送组播测试离开请求，从而将终端设备与网络节点的工作状态设置为初始状态，保障终端设备接收到的数据报文是根据本次发送的组播测试加入请求得到的，而不是根据前一次发送的组播测试加入请求得到的；并且在接收网络节点转发的第一数据报文之后，也可以使用第一组播测试地址，向网络节点发送组播测试离开请求，将组播服务器和终端设备的诊断测试状态清空，保障下一次诊断测试能够正常进行。

在又一种可能的设计中，在接收所述网络节点返回的所述第二组播测试地址，终端设备使用所述第二组播测试地址，向所述网络节点发送组播测试离开请求，网络节点将组播测试离开请求转发到组播服务器，从而将终端设备与组播服务器的工作状态设置为初始状态，保障终端设备接收到的数据报文是根据本次发送的组播测试加入请求得到的，而不是根据前一次发送的组播测试加入请求得到的，并且在接收所述网络节点转发的所述第二数据报文之后，也可以使用所述第二组播测试地址，向所述网络节点发送组播测试离开请求，网络节点将组播测试离开请求转发到组播服务器，将组播服务器和终端设备的诊断测试状态清空，保障下一次诊断测试能够正常进行。

第二方面，本申请的实施例提供一种组播时延诊断装置，该装置被配置为实现上述第一方面中终端设备所执行的方法和功能，由硬件/软件实现，其硬件/软件包括与上述功能相应的单元。

第三方面，本发明实施例提供一种组播时延诊断装置，包括：处理器、网络接口、存储器和通信总线，其中，所述通信总线用于实现所述处理器、网络接口和存储器之间连接通信，处理器执行所述存储器中存储的程序用于实现上述第一方面提供的终端设备的方法中的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种家庭网络连接到HG的示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种家庭网络连接到HG的示意图；

图3(A)是本发明实施例提供的一种组播系统的结构示意图；

图3(B)是本发明实施例提供的另一种组播系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提出的一种组播时延诊断方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种数据报文的格式的结构示意图；

图6是本发明实施例提出的另一种组播时延诊断方法的流程示意图；

图7是本发明实施例提出的另一种组播时延诊断装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。

请参考图4，图4是本发明实施例提出的一种组播时延诊断方法的流程示意图。如图4所示，本发明实施例中的方法包括：

S401，终端设备向网络节点发送第一域名解析请求，所述第一域名解析请求用于请求所述网络节点返回第一组播测试地址。

具体实现中，所述第一域名解析请求携带有特殊的第一资源定位符地址URL，如igmptest.ip，该第一资源定位符地址URL为终端设备和网络节点预先配置的地址，该第一资源定位符地址URL用于指示网络节点返回加入所述网络节点的组播组的组播测试地址，所述网络节点接收到第一域名解析请求之后，返回IPv4地址和IPv6地址的组播测试地址，IPv4地址和IPv6地址为在网络节点中预先配置的组播测试地址，如：IPv4地址为224.0.0.111；IPv6地址为FF02::111。

S402，所述终端设备接收所述网络节点返回的第一组播测试地址。

可选的，在接收到所述网络节点返回的第一组播测试地址之后，所述终端设备使用所述第一组播测试地址，向所述网络节点发送组播测试离开请求。

具体实现中，若所述终端设备接收到的组播测试地址包括IPv4地址和IPv6地址，说明网络节点同时具备IPv4和IPv6的诊断测试能力，终端设备可以根据自身对两种协议(IPv4和IPv6)的支持情况，选择IPv4地址或IPv6地址向所述网络节点发送第一组播测试离开请求，如果终端设备支持IPv4，则可以根据IPv4地址，向所述网络节点发送第一组播测试离开请求；如果终端设备支持IPv6，则可以根据IPv6地址，向所述网络节点发送第一组播测试离开请求，如果终端设备同时支持IPv4和IPv6，选择IPv4地址或IPv6地址向所述网络节点发送第一组播测试离开请求，从而将终端设备与网络节点的工作状态设置为初始状态，保障终端设备接收到的数据报文是根据本次发送的组播测试加入请求得到的，而不是根据前一次发送的组播测试加入请求得到的。

S403，所述终端设备使用所述第一组播测试地址，向所述网络节点发送第一组播测试加入请求，并记录发送所述第一组播测试加入请求的时间点。

具体实现中，终端设备可以根据自身对两种协议(IPv4和IPv6)的支持情况，选择IPv4地址或IPv6地址向所述网络节点发送第一组播测试加入请求，网络节点接收到第一组播测试加入请求之后，返回一个UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)数据报文，该数据报文携带有终端设备的IPv4地址或IPv4地址，如图5所示，图5是发明实施例提供的一种数据报文的格式，其中，该数据报文从上到下依次用于填充报文头部，IPv4地址、IPv6地址以及保留位。如果终端设备根据IPv4地址向网络节点发送第一组播测试加入请求，则网络节点返回一个携带有终端设备的IPv4地址的第一数据报文，如果终端设备根据IPv6地址向网络节点发送第一组播测试加入请求，则网络节点返回一个携带有终端设备的IPv6地址的第一数据报文。

S404，所述终端设备接收所述网络节点返回的所述第一数据报文，并记录接收到所述第一数据报文的时间点。

可选的，在接收网络节点返回的数据报文之后，终端设备可以使用所述 第一组播测试地址，向网络节点发送组播测试离开请求，将网络节点和终端设备的诊断测试状态清空，从而保障下一次诊断测试能够正常进行。

需要说明的是，终端设备也可以在S403之前先使用所述第一组播测试地址，向网络节点发送组播测试离开请求，这样可以获得当前网络中的准确的组播时延。因为，有可能上一次进行组播测试的时候，组播测试离开请求没有成功执行，在当前组播测试的时候先发送组播测试离开请求，然后再发送组播测试加入请求，这样可以将诊断测试状态先清空，然后才进行本次的诊断测试，从而得到准确的组播时延。

S405，所述终端设备根据发送所述第一组播测试加入请求的时间点以及接收到所述第一数据报文的时间点，计算所述终端设备加入所述网络节点的组播组所产生的第一时延。

具体实现中，如图3(A)所示，由于终端设备与网络节点之间存在一定的传输距离，从发送所述第一组播测试加入请求到接收到所述第一数据报文必然产生时延，因此将接收到所述第一数据报文的时间点减去发送所述第一组播测试加入请求的时间点，可以计算得到所述终端设备加入所述网络节点的组播组所产生的第一时延。

S406，所述终端设备根据所述第一时延，确定组播网络质量。

具体实现中，可以判断所述第一时延是否大于预设时长；若所述第一时延大于所述预设时长，则发出提示信息，所述提示信息用于提醒用户改进所述终端设备与所述网络节点之间的的组播网络质量。

在本发明实施例中，终端设备通过向网络节点发送特殊的DNS请求，获取用于加入所述网络节点的组播组的组播测试地址，并且记录发送所述第一组播测试加入请求的时间点以及接收到所述第一数据报文的时间点，计算得到所述终端设备加入所述网络节点的组播组所产生的第一时延，确定终端设备与网络节点之间是否出现组播网络质量问题，从而快速定位出现问题的网络，提高组播网络质量。

请参考图6，图6是本发明实施例提出的另一种组播时延诊断方法的流程示意图。如图6所示，本发明实施例中的方法包括：

S601-S606执行上述实施例中S401-S406相同的步骤，本发明实施例不再赘述。

S607，所述终端设备向所述网络节点发送第二域名解析请求。

具体实现中，所述第二域名解析请求携带有特殊的第二资源定位符地址URL，如igmpserver1test.ip，该第二资源定位符地址URL为终端设备和网络节点预先配置的地址，该第一资源定位符地址URL用于指示网络节点返回加入组播服务器的组播组的组播测试地址。

S608，所述网络节点向所述终端设备发送第二组播测试地址。

具体实现中，网络节点接收到第二域名解析请求之后，返回终端设备加入组播服务器的组播组的组播测试地址(IPv4地址和IPv6地址)，该IPv4地址和IPv6地址为网络节点和组播服务器预先配置的地址，仅唯一存在于当前诊断测试过程，如：IPv4地址为225.0.0.1；IPv6地址为FF02:01::1。

S609，所述终端设备使用所述第二组播测试地址，向网络节点发送组播测试离开请求。需要说明的是，在这里，步骤S609为可选步骤，其原因和在S403之前发送第一组播测试离开请求类似，这里不再赘述。

具体实现中，终端设备接收到IPv4地址和IPv6地址之后，说明网络节点同时具备IPv4和IPv6的诊断测试能力，终端设备可以根据自身对两种协议(IPv4和IPv6)的支持情况，选择IPv4地址或IPv6地址向所述网络节点发送组播测试离开请求，如果终端设备支持IPv4，则可以根据IPv4地址，向所述网络节点发送组播测试离开请求；如果终端设备支持IPv6，则可以根据IPv6地址，向所述网络节点发送组播测试离开请求，如果终端设备同时支持IPv4和IPv6，选择IPv4地址或IPv6地址向所述网络节点发送组播测试离开请求，从而将终端设备与组播服务器的工作状态设置为初始状态，保障终端设备接收到的数据报文是根据本次发送的组播测试加入请求得到的，而不是根据前一次发送的组播测试加入请求得到的。

S610，所述网络节点向所述组播服务器转发组播测试离开请求。

S611，所述终端设备使用所述第二组播测试地址，向所述网络节点发送第二组播测试加入请求，并记录发送所述第二组播测试加入请求的时间点。

具体实现中，终端设备可以根据自身对两种协议(IPv4和IPv6)的支 持情况，选择IPv4地址或IPv6地址向所述网络节点发送第二组播测试加入请求。

S612，所述网络节点将所述第二组播测试加入请求转发到所述组播服务器。

S613，所述组播服务器向所述网络节点发送第二数据报文。

具体实现中，如果终端设备根据IPv4地址向网络节点发送第二组播测试加入请求，则所述组播服务器返回一个携带有终端设备的IPv4地址的第二数据报文，如果终端设备根据IPv6地址向网络节点发送第二组播测试加入请求，则所述组播服务器返回一个携带有终端设备的IPv6地址的第二数据报文。

S614，所述网络节点向所述终端设备转发所述第二数据报文，所述终端设备记录接收到所述第二数据报文的时间点，并根据发送所述第二组播测试加入请求的时间点以及接收到所述第二数据报文的时间点，计算所述终端设备加入所述组播服务器的组播组所产生的第二时延。

具体实现中，如图3(B)所示，由于终端设备与组播服务器之间存在一定的传输距离，从发送所述第二组播测试加入请求到接收到所述第二数据报文必然产生时延，因此将接收到所述第二数据报文的时间点减去发送所述第二组播测试加入请求的时间点，可以计算得到所述终端设备加入所述组播服务器的组播组所产生的第二时延。

S615，所述终端设备使用所述第二组播测试地址，向网络节点发送组播测试离开请求。

S616，所述网络节点向所述组播服务器转发组播测试离开请求，将组播服务器和终端设备的诊断测试状态清空，从而保障下一次诊断测试能够正常进行。

S617，根据所述第一时延以及第二时延，确定组播网络质量。

具体实现中，可以将所述第二时延减去所述第一时延，计算得到所述网络节点与所述组播服务器之间所产生的第三时延；对所述第一时延和所述第三时延进行比较；根据所述第一时延和所述第三时延的比较结果，确定组播网络质量。进一步的，在正常情况下，终端设备与网络节点之间的第一时延 小于组播服务器与网络节点之间的第三时延，若所述第一时延不小于所述第三时延，则确定所述终端设备与所述网络节点之间的组播网络质量未达到组播要求。

例如：正常情况下，在家庭网络中的时延要小于IPTV服务公共网络中的时延，如果家庭网络中的时延比IPTV服务公共网络中的时延大，则确定家庭网络的组播网络质量出现问题，不能满足高质量的组播要求，可以发出提示信息，提醒用户改善家庭网络的组播网络质量，用户可以调整网络节点的接入位置；如果家庭网络没有出现时延问题，但从整个网络(家庭网络和IPTV服务公共网络)的时延超过预设时长，则确定IPTV服务公共网络的组播网络质量出现问题。

在本发明实施例中，通过向网络节点发送特殊的DNS请求获取用于加入组播服务器的组播组的组播测试地址，并且记录发送第二组播测试加入请求的时间点以及接收到组播服务器返回的第二数据报文的时间点，计算所述终端设备加入所述组播服务器的组播组所产生的第二时延，最后根据第一时延和第二时延，从而确定是终端设备到网络节点之间存在组播网络质量问题还是网络节点到组播服务器之间存在组播网络质量问题，提高组播网络质量。

本发明实施例还提供了一种组播时延诊断装置，该装置包括接收模块，处理模块和发送模块，通过接收模块，处理模块和发送模块执行上述实施例的方法和功能，由硬件/软件实现，其硬件/软件包括与上述功能相应的单元。

请继续参考图7，图7是本发明提出的一种组播时延诊断装置的结构示意图。如图所示，该装置可以包括：至少一个处理器701，例如CPU，至少一个网络接口702，至少一个存储器703，至少一个通信总线704。其中，通信总线704用于实现这些组件之间的连接通信。其中，本发明实施例中装置的网络接口702可以是有线发送端口，也可以为无线设备，例如包括天线装置，用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。存储器703可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至 少一个磁盘存储器。存储器703可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器701的存储装置。存储器703中存储一组程序代码，且处理器701执行所述存储器703中存储的上述终端设备所执行的程序。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

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(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的内容下载方法及相关设备、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，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，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。