CN101938483A - 一种直播内容分发方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种直播内容分发***，包括：中心节点和至少一个边缘节点，所述边缘节点直接与所述中心节点相连，或者通过一个或多个边缘节点与所述中心节点相连，其中：所述中心节点与直播源相连，用于获取TS流，将所述TS流发送至所述边缘节点；所述边缘节点用于将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。本发明还提供一种直播内容分发方法。本发明提供了大规模商用时直播内容分发方案。

Description

一种直播内容分发方法和***
技术领域
本发明涉及网络多媒体技术领域，具体涉及一种直播内容分发方法和***。
背景技术
因特网工程任务组织(Internet Engineering Task Force，以下简称IETF)于2009年5月提出HTTP Live Streaming(简称HLS，超文本传输协议直播)草案draft-pantos-http-live-streaming(简称HLS草案)，并于2010年6月最新更新，HLS是一种基于HTTP/1.1(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议，以下简称HTTP)的网络流媒体应用层协议。
根据HLS草案定义，HLS由服务器组件、分发器组件、客户端软件三部分构成。服务器组件负责将输入媒体流封装为适合传输的格式以备传输；分发器组件由标准的Web Server(简称Web服务器)构成，负责接收客户端请求并把封装后的媒体及相关资源传输给客户端；客户端软件负责选择媒体，下载媒体资源，整合媒体资源，以连续媒体流的方式呈现给用户。
上文所述适合传输的格式，是一个用URI标识的多媒体播放列表文件，HLS草案在M3U播放列表格式基础上扩展定义了M3U8播放列表文件，简称M3U8索引，其中顺序包含媒体URI和信息标签，每个媒体URI指向一个媒体文件，该媒体文件是单个连续媒体流的分段，连续媒体流符合MPEG-2Transport Stream或者MPEG-2 audio elementary stream[ISO_13818]标准，简称TS码流，媒体文件简称TS分段。播放媒体流时，客户端软件首先获取M3U8索引，然后获取并播放M3U8索引中的各个TS分段。客户端软件通过重载M3U8索引获取新的TS分段。
HLS通过HTTP下载实现媒体流的传输，媒体传输时没有媒体时间线限制，能够充分利用网络带宽，抗网络不稳定性强；HLS采用标准Web服务器便于运营商在现网部署媒体服务；HLS采用HTTP协议，易于穿越ISP(Internet Services Provider，Internet服务提供者)防火墙，网络适应性。HLS凭借上述优势，在网络多媒体领域逐渐显露超越实时流协议(Real-Time Streaming Protocol，简称RTSP)的趋势。
HLS的大规模商用面临媒体流的分发问题。关于HLS媒体流的分发，业界现有解决方案是针对单节点的，视频信号接入至商用HLS编码器，HLS编码器编码封装成M3U8索引和TS分段，推送给本节点的Web服务器从而实现单节点服务。大规模商用要求采用多个节点的组网架构，一般分为中心节点和n级边缘节点的多级分层结构，也可能各个节点是并列的关系。采用并列结构的情况下，相当于部署多个上述单节点，视频信号需要接入各个节点，增加内容管理的复杂度，而且各节点设置编码器显著增加设备投资，不能为运营商所接受。采用多级分层结构的情况下，在各级节点间中继M3U8索引和TS分段文件，一方面由于分发涉及多个文件难以保持各节点内容的一致性，另一方面增加下级节点的时延。因此，上述两种方式都不能很好的解决HLS大规模商用的媒体流分发问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种直播内容分发方法和***，适应大规模商用的媒体流分发场景。
为了解决上述问题，本发明提供了一种直播内容分发***，包括：中心节点和至少一个边缘节点，所述边缘节点直接与所述中心节点相连，或者通过一个或多个边缘节点与所述中心节点相连，其中：
所述中心节点与直播源相连，用于获取TS流，将所述TS流发送至所述边缘节点；
所述边缘节点用于将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
进一步地，上述***还可具有以下特点，所述中心节点还用于将所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
进一步地，上述***还可具有以下特点，所述中心节点包括中心节点流媒体服务器、中心节点HLS服务器、中心节点Web服务器，其中：
所述中心节点流媒体服务器，用于获取所述TS流，将所述TS流进行处理添加附加信息，将所述TS流及附加信息转发给所述中心节点HLS服务器和边缘节点；
所述中心节点HLS服务器用于将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
所述中心节点Web服务器用于接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
进一步地，上述***还可具有以下特点，所述边缘节点包括边缘节点流媒体服务器、边缘节点HLS服务器和边缘节点WEB服务器，其中：
所述边缘节点流媒体服务器用于从中心节点流媒体服务器中继所述TS流和附加信息，将所述TS流及附加信息转发给所述边缘节点HLS服务器；
所述边缘节点HLS服务器用于将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
所述边缘节点WEB服务器用于接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
进一步地，上述***还可具有以下特点，所述封装包括将所述TS流封装成M3U8索引和TS分段。
本发明还提供一种直播内容分发方法，包括：
中心节点获取TS流，将所述TS流发送至边缘节点；
所述边缘节点将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：所述中心节点将所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述中心节点获取TS流，将所述TS流发送至所述边缘节点包括：
中心节点流媒体服务器获取所述TS流，将所述TS流进行处理添加附加信息，将所述TS流及附加信息转发给所述边缘节点；
所述中心节点将所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供HLS直播服务包括：
中心节点HLS服务器将所述TS流进行处理添加附加信息，将所述TS流及附加信息转发给中心节点HLS服务器；
所述中心节点HLS服务器将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
中心节点Web服务器接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述边缘节点将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供HLS直播服务的步骤包括：
边缘节点流媒体服务器从中心节点流媒体服务器中继TS流和附加信息，将所述TS流及附加信息转发给边缘节点HLS服务器；
边缘节点HLS服务器将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
边缘节点WEB服务器接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述封装包括将所述TS流封装成M3U8索引和TS分段。
本发明提出的直播内容分发方法，解决HLS大规模应用情况下直播内容的分发，能有效降低直播时延，降低运营商硬件设备投资，便于运营商在现有流媒体平台基础上开展HLS业务。
附图说明
图1是本发明应用场景示意图；
图2是本发明实施例HLS码流分发流程示意图；
图3是本发明实施例HLS客户端请求处理流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种直播内容分发方法，即，直播内容的分发采用多级分层结构，中心节点的直播编码器编码输出TS流，TS流通过中继从中心节点传输到边缘节点，中心节点和边缘节点均设置分段器组件，分段器组件负责把TS流进行封装(在HTTP Live Streaming中封装成M3U8索引和TS分段)并存储，推送给本节点Web服务器以备传输，最后由本节点Web服务器向客户端提供直播服务。
本发明提供的直播内容分发***，如图1所示，采用多层分级的网络架构，包括中心节点和至少一个边缘节点，边缘节点可以直接与中心节点相连，或者通过一个或多个边缘节点与中心节点相连，直播源接入中心节点，中心节点与边缘节点上部署流媒体平台，流媒体平台包括流媒体管理配置客户端(图1中未示出)、流媒体服务器、HLS服务器和Web服务器。中心节点处也可以不配置HLS服务器和Web服务器。
其中，中心节点各模块具体功能如下：
中心节点流媒体服务器获取TS流，其中，可以在中心节点设置直播编码器，直播源接入直播编码器，直播编码器编码输出TS流至中心节点流媒体服务器；直播编码器也可独立于中心节点，直播编码器输出TS流至中心节点流媒体服务器；
中心节点流媒体服务器对TS流进行处理添加附加信息，将TS流及附加信息转发给本节点HLS服务器，以及，将所述TS流及附加信息发送给边缘节点；所述处理可包括但不限于：加解扰、I帧解析、PCR(program clock reference，节目时钟参考)解析；
中心节点HLS服务器将TS流进行封装，存储封装后的媒体及相关资源；存储介质为节点共享的存储空间；其中，在HLS中，封装成M3U8索引和TS分段实时存储；在其他应用环境中，封装成相应的格式，比如在HTTP Streaming(也称DASH)中，可按照3GPP TS26.244定义的MDP(Media Segment Profile，即3gm9，媒体分段配置)格式进行封装；
中心节点Web服务器接受本节点客户端请求提供直播服务，具体地，接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。在HLS中，是指将M3U8索引和TS分段发送给客户端。
其中，边缘节点各模块功能如下：
边缘节点流媒体服务器用于：从中心节点流媒体服务器中继TS流及附加信息；把中继的TS流及附加信息转发给边缘节点HLS服务器；
边缘节点HLS服务器把中继的TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；具体封装方法同中心节点HLS服务器，存储介质为节点共享的存储空间；
边缘节点Web服务器接受本节点客户端请求提供HLS直播服务。具体地，边缘节点Web服务器接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
本发明提供一种直播内容分发方法，包括：
中心节点获取TS流，将所述TS流发送至边缘节点；所述中心节点还将所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供HLS直播服务；
边缘节点将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供HLS直播服务。
进一步地，中心节点流媒体服务器获取所述TS流，将所述TS流进行处理添加附加信息，将所述TS流及附加信息转发给所述边缘节点及中心节点HLS服务器；
所述中心节点HLS服务器将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
中心节点Web服务器接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
进一步地，边缘节点流媒体服务器从中心节点流媒体服务器中继所述TS流和附加信息，将所述TS流及附加信息转发给边缘节点HLS服务器；
边缘节点HLS服务器将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
边缘节点WEB服务器接受本节点客户端请求，将存储所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
进一步地，所述封装包括将所述TS流封装成M3U8索引和TS分段。
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
如附图2所示，音视频输入接入中心节点直播编码器进行编码，输出的TS流发送给中心节点流媒体服务器。中心节点流媒体服务器解析视频I帧，把TS包封装为RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)包，RTP包的时戳根据TS包的PCR(Program Clock Reference，节目时钟参考)转换而来，RTP包携带扩展头用来指示是否I帧及其它处理信息。
然后，一方面，中心节点流媒体服务器把打包成RTP的TS流转发给本节点HLS服务器。本节点HLS服务器把TS流切成符合HLS草案的TS分段和M3U8索引，存储于本节点共享存储设备上。另一方面，中心节点流媒体服务器接收边缘节点流媒体服务器的RTSP(实时传输流协议)请求，遵循RTSP标准过程建立中继连接，连接的控制协议采用RTSP，传输协议采用RTP。中心节点流媒体服务器把打包成RTP的TS流转发给边缘节点流媒体服务器。
由于TS流已经过中心节点处理，边缘节点流媒体服务器接收到中继的TS流后直接转发给本节点HLS服务器，后续过程同中心节点HLS过程。
如图3所示，当客户端向边缘节点Web服务器请求直播服务时，边缘节点Web服务器从本节点共享存储设备读取TS分段和M3U8索引返回给客户端，客户端将直播节目呈现给用户。
上述实施例中以HTTP Live Streaming直播内容分发进行说明，本发明也可以适用于HTTP Streaming(或称DASH)的直播内容分发。
本发明提出的直播内容分发方法，解决HLS大规模应用情况下直播内容的分发，能有效降低直播时延，降低运营商硬件设备投资，便于运营商在现有流媒体平台基础上开展HLS业务。
这里需要指出的是，本发明中的具体实施例只是列举了本发明的个别实例，使用本发明的设计思想及其任何等效变换实现的HTTP Live Streaming直播内容分发，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种直播内容分发***，其特征在于，包括：中心节点和至少一个边缘节点，所述边缘节点直接与所述中心节点相连，或者通过一个或多个边缘节点与所述中心节点相连，其中：
所述中心节点与直播源相连，用于获取TS流，将所述TS流发送至所述边缘节点；
所述边缘节点用于将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述中心节点还用于将所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
3.如权利要求2所述的***，其特征在于，
所述中心节点包括中心节点流媒体服务器、中心节点HLS服务器、中心节点Web服务器，其中：
所述中心节点流媒体服务器，用于获取所述TS流，将所述TS流进行处理添加附加信息，将所述TS流及附加信息转发给所述中心节点HLS服务器和边缘节点；
所述中心节点HLS服务器用于将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
所述中心节点Web服务器用于接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述边缘节点包括边缘节点流媒体服务器、边缘节点HLS服务器和边缘节点WEB服务器，其中：
所述边缘节点流媒体服务器用于从中心节点流媒体服务器中继所述TS流和附加信息，将所述TS流及附加信息转发给所述边缘节点HLS服务器；
所述边缘节点HLS服务器用于将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
所述边缘节点WEB服务器用于接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
5.如权利要求3或4所述的***，其特征在于，所述封装包括将所述TS流封装成M3U8索引和TS分段。
6.一种直播内容分发方法，其特征在于，包括：
中心节点获取TS流，将所述TS流发送至边缘节点；
所述边缘节点将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述中心节点将所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供直播服务。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述中心节点获取TS流，将所述TS流发送至所述边缘节点包括：
中心节点流媒体服务器获取所述TS流，将所述TS流进行处理添加附加信息，将所述TS流及附加信息转发给所述边缘节点；
所述中心节点将所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供HLS直播服务包括：
中心节点HLS服务器将所述TS流进行处理添加附加信息，将所述TS流及附加信息转发给中心节点HLS服务器；
所述中心节点HLS服务器将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
中心节点Web服务器接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述边缘节点将从所述中心节点获取的所述TS流进行封装并存储，接受本节点客户端请求提供HLS直播服务的步骤包括：
边缘节点流媒体服务器从中心节点流媒体服务器中继TS流和附加信息，将所述TS流及附加信息转发给边缘节点HLS服务器；
边缘节点HLS服务器将所述TS流进行封装并存储封装后的媒体及相关资源；
边缘节点WEB服务器接受本节点客户端请求，将存储的所述封装后的媒体及相关资源发送给客户端。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述封装包括将所述TS流封装成M3U8索引和TS分段。
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