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视频会议问题排查分析方法

2010-11-30
來源:H3C
關鍵詞: IPTV|VoIP 视频会议

視頻會議項目中,廣域網部分都是由運營商來承建。一旦視頻會議中出現因網絡丟包造成的圖像或者聲音效果不理想,運營商方面除了ping包檢查他們線路之外,基本沒有其他解決辦法。并且當此網絡上其他的非實時業務還在比較正常運行的時候,大家很容易將問題歸結到視頻會議系統的設備上。事實上,這類問題的原因一般是出在網絡這一層面。本文以一個典型案例來說明,出現因丟包而導致視頻會議效果不理想時,對這種問題的排查分析方法。
  案例背景
  某煙草公司實施了視頻會議項目。會議主場終端H3C MG6060和H3C
MCU(ME8000)都位于市局,近40個區縣的終端MG6050通過運營商的MSTP網絡與市局相連。如圖1所示。


  圖1 煙草公司視頻會議系統結構圖
  在項目實施初期便發現有3個區縣局點掉包嚴重,使得視訊會議MCU不斷的發送異常報文,導致市局觀看自己的圖像有很嚴重的停頓,區縣觀看市局圖像停頓現象也很嚴重。經察看入會終端的會議狀態統計信息,發現網絡丟包很嚴重。
  項目實施結束后,原先掉包嚴重的3個局點中1個比較正常了,另外2個的問題現象稍有好轉,能看到主流圖像,但是圖像停滯現象明顯。在后續的系統聯調中發現,近1/3局點的圖像有不同程度的停頓和停滯。在市局和這些問題局點進行點對點測試,各個局點都有一些丟包,一般在1%-3%左右,最嚴重的達到6%。
  隨著聯調的進行,丟包局點數目還在不斷增加,幾乎達到3/4。這些丟包局點有一個相同特征:市局到區縣下行不丟包,區縣到市局上行丟包(音頻和視頻包都有被丟棄);。更加值得注意的是,各個局點的丟包程度不固定隨時變化,沒有規律可循,例如上午情況稍好點,下午就變差了。
  在這種情況下,客戶召開視頻會議的效果很不理想,不僅圖像凍結現象嚴重,聲音也是斷斷續續的。

  視頻會議問題排查分析方法
  1. 確認問題現象通過召開不同類型的會議,確認影響視頻會議效果的因素是在視頻會議設備側還是網絡側。操作步驟如下:
  a、 通過MCU召集純轉發會議,廣播主會場,通過WEB登錄到各區縣局點終端上查看會議狀態信息,發現無丟包,圖像解碼流暢,說明MCU到各區縣的下行正常;
  b、 在此會議中切換廣播區縣會場,在主會場終端觀看圖像效果,發現圖像停頓,說明各區縣到市局的上行存在丟包或者MCU轉發丟包;
  c、 結束MCU會議,市局與區縣終端點對點呼叫,通過WEB登錄雙方終端來查看雙方接收丟包情況,發現區縣接收無丟包,而市局有明顯丟包,這樣排除MCU轉發丟包的可能性,確認是由于網絡丟包造成的(終端編碼正常,因此終端發送不存在丟包)。
  通過上述三步測試,確認傳輸網絡存在丟包,且基本只有上行丟包,而下行正常。以下對丟包進行進一步分析:
  Ø 分別統計1.5M、768K、256K帶寬下的點對點呼叫下的丟包情況,發現隨著帶寬的降低,丟包無明顯改善,只是丟包總數逐漸減少,這說明丟包不是由于線路傳輸帶寬不足造成;
  Ø 分別比較H.263和H.264、4CIF和CIF點對點呼叫下的丟包情況,發現基本相同,這說明丟包與視頻協議格式無關;
  Ø 配置終端MTU值(MTU可在800~1500之間調整),再次呼叫進行對比,發現MTU較小時丟包情況無改善,這說明丟包與MTU值無關。
  Ø 通過兩端報文(分別在市局和區縣交換機上抓取區縣終端發送的報文,這樣區縣側抓到的報文是完整的,而在市局側抓到的存在丟包,是否丟包可通過RTP報文的sequence
number是否連續來判斷),發現丟包并不存在規律,丟包的報文大小與時機無規律。
  通過上述分析得出以下結論:報文的丟棄無規律,與視頻會議終端的系統配置無關,丟包由線路傳輸造成。
  2. 排查內網及運營商接口網絡確認問題原因是在網絡側之后,下一步工作就從企業內網開始,往外逐步排查問題。
  判斷內網是否存在丟包的方法是:分別在區縣交換機出口、市局接入路由器入口、市局終端接入交換機入口抓取由區縣發往市局的報文。如圖2所示,具體方法是先不呼叫,在各抓包節點先啟動抓包工具,然后兩點建立呼叫,持續約1分鐘后掛斷呼叫,再通知各抓包節點停止抓包,這樣可以保證各節點在不丟包情況下抓取的報文總數相同。通過分析,相同的呼叫中,區縣出口無丟包;市局入口和終端接入交換機入口的丟包數相同。由此判斷客戶內網無丟包。

  圖2 排查局域網丟包情況時的拓撲結構圖
  另外,煙草內網與運營商網絡之間通過光電轉換器連接,通過查看接入路由器/交換機端口信息,未發現半雙工問題,確認光電轉換器工作正常。
  3. 排查運營商網絡接入層此案例中,運營商的網絡接入情況如圖3所示,于是分別以接入節點1、節點2-1、節點2-2作為抓包節點,通過抓包確認,發現這幾個接入層機房均不存在丟包。測試方法與排查客戶內網方法相同,分別在三個節點處及市局入口抓取從渝中發往市局的報文,發現節點2-1和節點2-2的報文均無丟包,接入節點1入口和市局入口丟包報文情況相同,由此判斷丟包點應該在承載網上。

  圖3 運營商網絡層次結構圖
  4. 排查運營商承載網承載網的核心網拓撲如圖4所示:

  圖4 運營商承載網核心網絡拓撲圖
  首先排查核心交換機和核心路由器,但由于抓包核心網上數據量太大,此前的抓包定位方法不方便使用,因此接入一臺測試終端。先以接在核心交換機上測試為例,首先測試終端與區縣點對點呼叫,結果是雙向無丟包;再使用測試終端與市局點對點呼叫,結果存在單向丟包,這樣就說明問題不在核心交換機上。按照此方法再次測試核心路由器,結果發現測試終端與區縣互通時,區縣終端接收正常(下行正常),而測試終端接收存在持續丟包(上行有丟包)。通過在核心路由器上做進出端口流量統計(通過ACL對源地址和目的地址進行精確匹配)時發現該核心路由器存在轉發丟包,經過查看路由器的配置發現,其網絡擁塞情況下的丟包策略使得其在網絡流量過大時,將MG6060的報文被丟棄。最終通過修改路由器上的擁塞避免配置后雙向通信恢復正常。
  5. 問題解決通過對一個局點的排查分析,找到問題根源并解決。其余局點的問題也進行同樣的處理。至此,該煙草公司視頻會議系統正常運行,圖像凍結、馬賽克現象全部消失,會議效果得到了大幅度提升。
  總結
  據統計,視訊會議系統出現的問題或者故障,60%是由網絡/防火墻造成。只要理清思路,從系統配置開始,再逐步排查局域網、廣域網,最終一定能夠準確得定位問題并找到解決問題的辦法。
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