VoIP流量分析.pdf

1 VoIP 流量分析流量分析 刘文慧 刘芳 北京邮电大学信息处理与智能技术重点实验室 北京 100876 E mail wnhliu 摘摘 要 要 随着 Internet 的发展 VoIP 获得日益广泛的应用 VoIP 的流量特点受到人们的关 注 本文通过观察某地的 VoIP 流量 分析出其流量随时间变化的特点 并通过时间汇聚分 析方式进行验证分析 更进一步地 对 VoIP 流量进行分类分析 分析出不同区域类型和呼 叫类型所占的份额 关键词 关键词 VoIP 流量 特性 分类 中图分类号 中图分类号 TP393 1 引引 言言 随着计算机运算能力的提高和网络带宽的不断增加 传统电信网络和计算机网络逐渐融 合 以分组交换技术为核心的 IP 电话业务已经逐渐成为市场的主流 VoIP 技术使得语音可 以在基于 IP 的网络上传输 VoIP 技术的引入 为传统通信领域带来了巨大的变革 使用电 路交换网络时 长途和国际电话的费用高昂 而使用 VoIP 技术后 由于使用分组交换网络 从而使得话费大幅度降低 VOIP 在资费上的优点吸引了越来越多的消费者和企业放弃电路 交换网络 转而使用分组交换网络 3 随着 VoIP 日益广泛的应用 对 VoIP 流量的监视与分析也日益受人关注 本文对现网 中的 VoIP 流量进行了详细地分析 2 时间特性分析时间特性分析 采集某地网络出口上的 VoIP 流量进行分析 本文侧重于分析 VoIP 的信令数据 分析 数据的时间粒度为 1 天 首先观察一个月的 VoIP 流量的历史数据 分析其规律 然后进行 时间维度的汇聚分析 可以更好地显示出 VoIP 流量的变化情况 2 1 VoIP 历史流量历史流量 图 1 中显示的是 2006 年 12 月 28 日至 2007 年 2 月 1 日之间的 VoIP 历史数据 图 1 中 包含两张图 次数图和时长图 次数图显示出与呼叫相关的次数统计项 包括呼叫次数 呼 入次数 呼出次数 通话次数 呼入通话次数和呼出通话次数 时长图显示出与呼叫相关的 时长统计项 包括通话时长 呼入通话时长和呼出通话时长 图 1 中的次数图中 流量最大的是呼入次数 其次通话次数 呼入次数和呼出次数基本 相同 而呼入通话次数和呼出通话次数是最低的两条曲线 也基本持平 次数图中的六条曲 线都极为相似 说明这些项的相关性很大 在时长图中 流量最大的曲线是通话时长 较小 的曲线分别是呼入通话时长和呼出通话时长 呼入和呼出的通话时长曲线有一定的差异 图 形相似度低于次数图 从图 1 中还可以看出 周末的 VoIP 流量明显高于平时 而在元旦三天休息日中 通话 量更是明显增大 且是在 1 月 1 日达到一个月内的最高点 这一规律 与传统电话的呼叫量 变化基本一致 2 图 1 VoIP 历史流量 2 2 时间维度的汇聚分析时间维度的汇聚分析 截取 2007 年 1 月 8 日至 2007 年 1 月 28 日这三周的数据 进行时间汇聚 进一步分析 其时间特性 由于 1 月 1 日至 1 月 7 日包含元旦假期 其数据具有特殊性 所以未把这一周 的数据列入该项分析中 表 1 中显示的是按周汇聚后的数据 图 2 显示的是按周汇聚后的均值数据图形 次数图 中的数据依次是呼叫次数 呼入次数 呼出次数 通话次数 呼入通话次数和呼出通话次数 时长图数据包括通话时长 呼入通话时长和呼出通话时长 表 1 按周汇聚的均值数据 呼叫 次数 呼入 次数 呼出 次数 通话 次数 呼 入 通 话次数 呼 出 通 话次数 通话 时长 呼 入 通 话时长 呼 出 通 话时长 周一 126973 63360 636121050545191353141593810 286894 306916 周二 123820 62019 618011015515070150849550567 269053 281514 周三 123750 61763 619861021325057751554566977 279634 287343 周四 123573 61371 622011014415011251328568832 282018 286814 周五 122499 61153 61345990594900650052585383 292856 292526 周六 146094 72612 734821172455769059555608978 308725 300253 周日 151575 75298 762771224196011762301625724 309074 316649 3 图 2 按周汇聚的均值数据图 从表 1 和图 2 可以看出 周六和周日的日平均次数和日平均时长都高于周一到周五 而 周一的次数和时长又略高于周二到周五 为了更进一步地比较工作日与休息日的 VoIP 流量的差异 将 2007 年 1 月 8 日至 2007 年 1 月 28 日内的数据按工作日 休息日来进行汇聚平均 这样可以更明显地看出其差异 其 中工作日指的是周一至周五 周六和周日为休息日 其数据结果见表 2 和图 3 表 2 和图 3 中 更加明确地显示出工作日和休息日的呼叫量的差异 表 2 按工作日 休息日汇聚的均值数据 呼叫 次数 呼入 次数 呼出 次数 通话 次数 呼入通 话次数 呼 出 通 话次数 通话 时长 呼 入 通 话时长 呼 出 通 话时长 工作日 124123 61933 621891018475046251385573114282091 291022 休息日 148835 73955 748791198325890360928617351308900 308451 4 图 3 按工作日 休息日汇聚的均值数据图 3 分类分析分类分析 本节对流量进行分类分析 从而明确各类呼叫所占的份额 分类方式包括区域分类 国 际 港澳台 国内 省内 本地等 和呼叫分类 即主被叫的 PC Phone 的属性 由于每周的呼 叫和分类情况类似 所以只选取了 2007 年 1 月 8 日至 2007 年 1 月 14 日一周的数据来进行 分类排名 由于呼叫次数 通话次数和通话时长的大小具有很强的相关性 所以在本节中只 给出通话次数的分类分析图形 3 1 区域分类分析区域分类分析 区域分类在本系统中分为如下项 国际 港澳台 国内 省内 本地 另有一些无法识 别区域的项则划为区域不详 图 4 中显示了区域分类下各类型的流量情况 图 4 区域分类分析图 5 从图 4 中可以看出 国内跨省的呼叫量占有 70 以上的份额 其次国际呼叫也占有相 当的比例 而本地的呼叫所占的份额几近 0 这是因为在传统电话中本地呼叫的费用较低 没有必要使用 VoIP 而对于国际和国内跨省这类在传统电话中收费较高的区域 用户自然 会选择资费低廉的 VoIP 3 2 呼叫分类分析呼叫分类分析 呼叫分类是以主被叫终端类型来定义的 以 主叫类型 被叫类型 的形式来划分 包 括如下类型 PC PC PC Phone 和 Phone Phone 另外还有一些系统无法识别的项 划分到 无有效号码中 图 5 显示了呼叫分类的情况 图 5 呼叫分类分析图 从图 5 中不难看出 在该地的呼叫中 PC PC 的呼叫占了绝大多数 由于主被叫都是 PC 终端的呼叫在整个呼叫过程中都使用 Internet 资源 不涉及到与 PSTN 的交互 在资费上 更加便宜 所以受到有 PC 终端的使用者的喜爱 而 PC 与 Phone 之间的通话由于涉及 Internet 与 PSTN 的交互 在目前的应用中沿尚处于发展阶段 相信随着 VoIP 的发展 PC 终端与话 机终端的呼叫量所占份额会有所增长 4 结束语结束语 作为一种资费低廉的通信方式 VoIP 得到越来越多的应用 从前文的分析中可以看出 VoIP 的流量变化特点与传统电话相似 即节假日的通话量高于平时 休息日的通话量高于 工作日 而从分类排名的角度看 国内长途和国际呼叫明显多于省内等其它区域的呼叫 PC PC 的呼叫量占绝大部分 参考文献参考文献 1 ITU T Recommendation H 323 Draft v5 Packet Based Multimedia Communication Systems S 2003 7 2 IETF SIP Session Initiation Protocol RFC 3261 S 2002 6 3 舒华英 李勇等 VoIP 技术与应用 M 北京 人民邮电出版社 2003 6 Analysis of VoIP Traffic Liu Wen Hui Liu Fang Key Laboratory of Information Processing and Intelligent Technology Beijing University of Posts and Telecommunications Beijing 100876 China Abstract With the development of the internet the VoIP technology is becoming more and more popular The attribute of VoIP traffic is payed attention to Monitoring the VoIP traffic we find out the time feature of VoIP