IT工程師數位筆記本

　　對一個實時的網絡語音視頻系統而言，網絡的品質對該系統的用戶的體驗具有決定性的作用，所以，在正式部署系統之前，進行較全面的網絡測試和網絡調優工作是非常必要的。這將是一個復雜的系統工程，如果有專業的團隊來做這件事情是最好的。然而，一般的公司都是由開發人員或實施人員來做這些事情。比如需要進行如下分析：目標用戶主要分布在哪些城市？在哪個地方或哪些地方（分布式方案）部署服務器對整體目標用戶而言綜合效果最為理想？如何部署？帶寬需要多大？是否需要支持雙線或多線（電信、聯通、移動、鐵通等）？等等。

　　本文不打算全面系統地介紹這些內容，而是只把其中最重要的部分拿出來，沒有專業網絡調優團隊的中小公司可以按照下面給出的信息，進行一些必要的測試和分析。在做完這些后，對網絡的基本情況就大致心中有數了。

一. 帶寬占用大小  

      在語音視頻聊天系統或視頻會議系統中，語音、視頻、電子白板、遠程桌面等功能對網絡帶寬的要求分別如何了？

　　我們先假設一種常見的場景：假設N個在線用戶同時進行1對1的多媒體溝通（即分為N/2組），在不考慮P2P通道的情況下，帶寬的大致占用如下表所示（以OMCS語音視頻框架為例，與QQ流量要求接近）：

       對于視頻和遠程桌面而言 --

       幀      頻： 8~10 fps 。

       普通質量：對應EncodeQuality取值為 8 左右。

       高 質  量：對應EncodeQuality取值為 3 左右。

說明：

1.流量對稱

    對服務器而言，上行、下行的流量是對稱的；對客戶端而言，進、出的流量幾乎也是對稱的。上表中列出的只是單向的流量。

2.正比推算

     以視頻為例，如果視頻的尺寸不是320x240，那么可以按比例推算帶寬的占用。假設視頻大小為640x480，那么，帶寬的占用將增加4倍（(640x480)/(320x240)）。

3.考慮P2P

      如果啟用了P2P通道，那么，服務端帶寬占用會減小，但客戶端帶寬占用保持不變。假設P2P的成功率為70%，則服務端的帶寬占用將減少至原來的30%。

4.視頻會議

      上面的數據是基于1對1的多媒體溝通，如果是類似視頻會議的場景，則溝通就是多對多的，這時，帶寬的占用就會增加，服務器的上下行的流量也不再對稱。

      比如，有M個用戶在一個視頻會議室聊天，每個用戶的視頻都要廣播給其它的(M-1)個用戶，而且，每個用戶都要接收其它(M-1)個用戶的視頻數據，所以帶寬的占用就會增加很多。  

二.服務器共享帶寬與獨享帶寬

      語音視頻數據都是實時采集、實時播放的數據，除了對服務器帶寬的速度有要求外，更要求服務器帶寬通信質量的穩定性，即網絡延時小、網絡抖動小。很容易理解，如果網絡抖動較大，聽到的聲音就是斷斷續續的（OMCS內置了抖動緩沖區JitterBuffer，但也只能在一定程度內減輕這個問題）。

      所以，服務器的帶寬要求必須是獨享帶寬，共享帶寬無法滿足實時語音視頻的要求。對實時語音視頻而言，100M的共享帶寬，還不如5M的獨享。這也就是為什么通常租服務器時，IDC會免費送你100M的共享帶寬，而租5M的獨享帶寬，卻一年要花幾千塊錢。

      另外，要注意：

（1）IDC服務器帶寬的單位是bits/s，而我們通常說的網速的單位是bytes/s。它們之間是8倍的關系 -- 比如，服務器的帶寬是1M的，說明下載的速度最多可以達到120kB/s左右。

（2）IDC服務器帶寬指上行和下行的總和。比如，服務器的帶寬是1M，說明在同一時刻，下載的速度和上傳的速度加起來不會超過120kB/s。 

三.帶寬計算示例 

1.即時通訊：我有1000個客戶端同時在線，同時進行視訊的人數為100，請問服務端大概需要租多少帶寬？ 

解：假設攝像頭視頻尺寸為640*480，音、視頻為普通質量，P2P成功率為75%。 

則 640*480尺寸的視頻一路帶寬占用是：20*（(640x480)/(320x240)）= 80KB/s 

一路音頻由表中數據得知為5KB/s 

故總共需要 100*（80+5）*8/1000*25% =17Mbit/s 服務器帶寬。 

2.視頻教學：我有100個客戶端，其中1個人是老師，老師將自己的桌面和聲音廣播給99個學生，這種情況需要多少服務器帶寬？ 

解：假設老師桌面分辨率為1024*768，音頻為高質量 

則一路音、視頻所占帶寬為100 + 8 = 108KB/s 

故總共需要 100*108*8/1000 = 86.4Mbit/s服務器帶寬 

3.視頻會議：我有10個人進行視頻會議，每個人將自己的視頻廣播給其他的9個人，服務端需要多少帶寬？ 

解：假設攝像頭視頻尺寸為320*240，視頻質量為高質量。 

則每個人上行1路下行9路，10個人則上行10路下行90路。下行合起來是100路，即10*10路。 

則總共需要 100*35*8/1000 = 28Mbit/s服務器帶寬

四.網絡品質測試與監控

1.客戶端網絡抖動

      在服務器的帶寬質量得到保證后，參與語音視頻會話的各個客戶端，如果希望都能達到比較流暢的體驗，則需要達到以下亮點：

（1）客戶端到服務器的ping延時低于100ms。

（2）ping的最大抖動范圍不超過20ms。 

      其中，網絡抖動對流暢性的影響更大。在測試時，建議將到服務器的ping打開，如此可以觀察ping對語音視頻流暢性的影響。 

      注：ping命令加上 -t 就可以連續不斷地 ping。如 ping 192.168.0.123 -t

2.觀察網絡流量

      測試時，推薦在各個客戶端機器上安裝 NetLimiter 網絡監控軟件，可以實時查看客戶端和服務器之間的上下行流量、以及客戶端與客戶端之間的P2P通道上的網絡流量。

      通過將網絡流量監控與ping結合起來，就能很容易地測試網絡的實時狀態。 

3.測試客戶端與服務器之間的網絡速度

      通過windows自帶的遠程桌面的拷貝文件功能，結合上面的NetLimiter監控，我們可以很容易地測試出客戶端電腦與服務器之間的網絡速度。

（1）在客戶端電腦上，使用windows自帶的遠程桌面功能（如win7下，開始菜單->所有程序->附件->遠程桌面連接），連接到目標服務器上。

（2）上行拷貝：從當前電腦拷貝一個50M以上的文件到服務器上。

（3）下行拷貝：從服務器上拷貝一個50M以上的文件到當前電腦。

（4）在拷貝正在進行過程中，打開NetLimiter的界面，持續觀察客戶端與服務器之間傳遞的網絡速度。

（5）測試時，建議持續觀察5分鐘以上，觀察時請特別注意：（1）上下行速度分別是多少？（2）速度是否穩定？

（6）如果是類似視頻會議這樣的系統，假設需求一般是4個人在同一個會議室，那么，可選擇4個代表性（所在的地理區域具有代表性）的用戶，然后在這4個人的電腦上同時進行這一測試，分別記錄這4個測試結果。

（7）進行此測試時，可以同時觀察到服務器的持續的ping值。 

         然后逐一分析每一個結果看其是否能滿足OMCS的帶寬要求。                    

         NetLimiter 截圖如下所示：