CN109450911A - 一种跨网络流媒体数据传输***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于流媒体技术领域，公开了一种跨网络流媒体数据传输***和方法，***包括管理客户端、业务管理服务器、流媒体服务器和网络地址转换服务器；管理客户端采集视频流，向业务管理服务器发送视频播放请求，并按业务管理服务器返回的响应信息从流媒体服务器拉流播放；业务管理服务器解析请求，根据各流媒体服务器负载状况选择流媒体服务器，按请求推送摄像机流媒体数据到选定的流媒体服务器，向客户端返回包括视频拉流地址的响应信息；流媒体服务器提供流媒体服务；网络地址转换服务器将内网地址映射到公网，允许公网用户访问内网资源；基于该***的方法，能够承载大量的并发访问，便捷的查看局域网内部、局域网之间以及局域网与公网之间的视频监控画面。
Description
技术领域
本发明属于流媒体技术领域，更具体地，涉及一种跨网络流媒体数据传输***和方法。
背景技术
流媒体技术是一种将音频、视频等多媒体数据按数据流方式传输的技术，用户可以边下载边播放，无需完全下载数据文件。在安防行业和互联网直播领域，流媒体技术得到了广泛的应用。随着生活水平的提高，人们对安全的关注度也在逐渐提升，对监控的需求越来越多，随之监控网络的规模持续扩大，接入监控网络的设备数量不断增长。当前互联网业务蓬勃发展，视频监控点也不再局限于一个局域网，已逐步扩展到多个局域网或公网中。如何高效的管理当前庞大的跨多个局域网或公网的视频监控网络，成为一个亟待解决的问题。
当前主流设计中，为了及时响应用户请求，引入了负载均衡机制，通过将用户请求转发至负载较小的服务器完成资源调度，但现有技术通过定时获取流媒体服务器运行信息，如CPU、内存等，以获取流媒体服务器动态负载大小，以便应用负载均衡策略，这增加了操作的复杂性。在实时监控领域，对于多个用户查看同一个监控点视频画面的情形，若仍按负载均衡机制调度资源，则需要对该监控点视频资源进行多次拉取，这种在同一时间段内多次拉取摄像机视频资源的情形可能造成监控点摄像机服务能力超载、拒绝服务，同时也造成了带宽资源的大量浪费。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种跨网络流媒体数据传输***和方法，其目的在于结合播放内容应用负载均衡机制和预先设定负载阈值以承载大量的并发访问，提供可靠的服务。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种跨网络流媒体数据传输***，包括管理客户管理端、业务管理服务器、流媒体服务器和网络地址转换服务器；
其中，管理客户管理端用于采集视频流，向业务管理服务器发送视频播放请求，获取响应信息，并按业务管理服务器返回的响应信息从流媒体服务器拉流播放；
业务管理服务器用于解析管理客户端发送的请求，判定流媒体服务器负载状况，并用于根据各流媒体服务器负载状况选择流媒体服务器，按管理客户端的请求推送摄像机流媒体数据到选定的流媒体服务器，向管理客户端返回包括视频拉流地址的响应信息或响应命令；
流媒体服务器用于提供流媒体服务；网络地址转换服务器用于将内网地址映射到公网，允许公网用户访问内网资源。
优选的，管理客户端包括多个摄像机、摄像机管理平台以及视频播放管理客户端；视频播放管理客户端用于显示待播放视频资源，向业务管理服务器发送视频播放请求，按业务管理服务器返回的视频拉流地址从流媒体服务器拉流播放。
为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，基于上述跨网络流媒体数据传输***，提供了一种跨网络流媒体数据传输方法，包括如下步骤：
(1)当与管理客户端关联连接的关联业务管理服务器接收用户通过管理客户端发送的请求查看摄像机实时画面指令，根据指令获取待查看摄像机对应的源业务管理服务器信息，进入步骤(2)；
(2)关联业务管理服务器判断上述源业务管理服务器与本关联业务管理服务器是否为相同的业务管理服务器；若是，则进入步骤(3)；否则，进入步骤(4)；
(3)关联业务管理服务器根据自身缓存数据获取摄像机的视频拉流地址，并向管理客户端返回包含视频拉流地址的响应信息，进入步骤(7)；
(4)关联业务管理服务器判断自身缓存中是否已经存在摄像机的资源信息，若是则获取摄像机的视频拉流地址，并向管理客户端返回包含视频拉流地址的响应信息；若否，关联业务管理服务器向源业务管理服务器转发请求查看摄像机实时画面指令，进入步骤(5)；
(5)源业务管理服务器接收请求查看指令，根据自身缓存数据获取摄像机的视频拉流地址，并向关联业务管理服务器返回包含视频拉流地址的响应信息，进入步骤(6)；
(6)关联业务管理服务器接收响应信息，根据响应信息中的视频拉流地址在本关联业务管理服务器网络中再次获取摄像机的视频拉流地址，并向管理客户端返回包含视频拉流地址的响应信息，进入步骤(7)；
(7)管理客户端接收响应信息，根据响应信息中的视频拉流地址从流媒体服务器拉流播放。
优选地，上述跨网络流媒体数据传输方法，管理客户端关联连接的关联业务管理服务器是可选的，具体可选的关联业务管理服务器通过预先配置设定。
优选地，上述跨网络流媒体数据传输方法，内网中的摄像机与源业务管理服务器的对应关系通过预先配置设定，公网中的摄像机则无特定对应的源业务管理服务器，具体对应的源业务管理服务器通过查询全局缓存或数据库获取。
优选地，上述跨网络流媒体数据传输方法，获取摄像机的视频拉流地址的方法包括：
若业务管理服务器缓存中已存有待查看摄像机的资源信息，并且对当前摄像机视频资源所增加的负荷不超过为该摄像机服务的流媒体服务器的负载阈值，则直接从业务管理服务器的缓存资源中获取摄像机的视频拉流地址；
若业务管理服务器缓存中未存有待查看摄像机的资源信息，或业务管理服务器缓存中已存有待查看摄像机的资源信息，但对当前摄像机视频资源所增加的负荷超过为该摄像机服务的流媒体服务器的负载阈值，则按如下方法处理：
(a)确定摄像机媒体流地址，该地址为摄像机拉流地址或从源业务管理服务器返回的视频拉流地址；
(b)查找业务管理服务器所在网络内负载最小的流媒体服务器；
(c)根据步骤(b)中查找到的流媒体服务器的信息按标准流媒体地址格式生成视频拉流地址；
(d)根据步骤(c)中生成的视频拉流地址，业务管理服务器推送步骤(a)所述地址处的媒体流数据到步骤(b)中查找到的流媒体服务器；
(e)将包含视频拉流地址的摄像机资源信息写入业务管理服务器的缓存中；
(f)返回步骤(b)中生成的摄像机的视频拉流地址。
优选地，上述跨网络流媒体数据传输方法，获取摄像机的视频拉流地址的方法中，确定流媒体服务器负载的方法为：
对不同的直播、点播以及其它播放项设置不同的优先级，各优先级设置相应的权重；服务器负载＝∑直播项*直播优先级权重+∑点播项*点播优先级权重+∑其它项*其它优先级权重。
优选地，上述跨网络流媒体数据传输方法，在不超过流媒体服务器硬件服务能力的前提下按上述流媒体服务器负载确定方法预先设定流媒体服务器负载阈值。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明提供的跨网络流媒体数据传输***和方法，能够有效地管理跨网络的大规模视频监控网络，能够便捷的查看局域网内部、局域网之间以及局域网与公网之间的视频监控画面，可承载大量的并发访问并提供可靠的服务，具有较好的用户体验；
2、本发明提供的跨网络流媒体数据传输***和方法，通过预先判定流媒体服务器负载，将用户请求转发至负载较小的流媒体服务器，降低了服务器的工作负荷，有利于服务器快速响应，高效地完成资源调度；
3、本发明提供的跨网络流媒体数据传输***和方法，根据流媒体服务器服务能力预先设定负载阈值，判定负载大小时，无需与流媒体服务器交互，直接从业务管理服务器获取负载信息，省去大量交互工作，操作更便捷；
4、本发明提供的跨网络流媒体数据传输***和方法，根据视频监控特点，当多个用户查看同一个监控点的视频画面时，有选择的应用负载均衡机制，能够降低对摄像机硬件服务能力的要求，节省成本和带宽资源。
附图说明
图1是本发明实施例提供的跨网络流媒体数据传输***的功能框图。
图2是本发明实施例提供的跨网络流媒体数据传输***的结构图。
图3是本发明流媒体数据传输方法的流程图。
图4是本发明获取视频拉流地址方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1，是实施例提供的跨网络流媒体数据传输***的功能框图，包括与业务管理服务器具有通信连接的流媒体服务器A、流媒体服务器B、管理客户端以及网络地址转换服务器；业务管理服务器还与摄像机相连。
参照图2，是实施例提供的跨网络流媒体数据传输***的网络结构示意图，这里示出了3个网络，内网101、102和公网103。内网通过网络地址转换服务器与公网相连，内网内部各设备之间通过网络相连。管理客户端11x用于向业务管理服务器发送播放请求，获取响应信息，并从流媒体服务器拉取媒体流播放。业务管理服务器12x用于接收并解析管理客户端播放请求，推送摄像机15x的媒体流到流媒体服务器。流媒体服务器13x用于接收并缓存业务管理服务器推送的媒体流，同时分发媒体流到不同的管理客户端。网络地址转换服务器14x用于将内网地址映射到公网，便于公网用户访问内网资源。
参照图3，是本发明实施例提供的跨网络流媒体数据传输方法的流程示意图，下面结合具体实施例详细描述。
实施例1：内网用户查看公网摄像机实时画面的应用场景。
1、用户登录内网101的管理客户端111，管理客户端111连接关联业务管理服务器121；
2、用户通过管理客户端111准备查看公网103中摄像机154的实时画面；
3、管理客户端111向关联业务管理服务器121发送请求查看摄像机154实时画面的指令；
4、关联业务管理服务器121接收请求查看指令，根据指令信息获取待查看摄像机154对应的源业务管理服务器121的信息；对于获取源业务管理服务器信息，当关联业务管理服务器121通过查询配置项和全局缓存后，未查找到摄像机154对应的源业务管理服务器时，直接将当前关联业务管理服务器121作为摄像机154对应的源业务管理服务器，并将该关联业务管理服务器信息写入全局缓存；
5、关联业务管理服务器121判断其与源业务管理服务器是相同的业务管理服务器，关联业务管理服务器121分析自身缓存数据，获取摄像机154的视频拉流地址，并向管理客户端111返回包含视频拉流的响应信息；
6、管理客户端111接收响应信息，根据视频拉流地址从流媒体服务器拉流播放。
实施例2：内网用户查看其它内网摄像机实时画面的应用场景。
1、用户登录内网101的管理客户端111，管理客户端111连接关联业务管理服务器121；
2、用户通过管理客户端111准备查看内网102中摄像机153的实时画面；
3、管理客户端111向关联业务管理服务器121发送请求查看摄像机153实时画面的指令；
4、关联业务管理服务器121接收请求查看指令，根据指令信息获取待查看摄像机153对应的源业务管理服务器122的信息；
5、关联业务管理服务器121判断其与源业务管理服务器122不是相同的业务管理服务器；
6、关联业务管理服务器121首先分析自身缓存数据，若缓存中已经存在待查看摄像机153的资源信息，则获取摄像机的视频拉流地址Pull-Url，并向管理客户端111返回包含拉流地址Pull-Url的响应信息，否则，关联业务管理服务器121向源业务管理服务器122转发请求查看摄像机153实时画面的指令；
7、源业务管理服务器122接收请求查看指令，分析自身缓存数据，获取摄像机的视频拉流地址Pull-Url-1，并向关联业务管理服务器121返回包含拉流地址Pull-Url-1的响应信息；
8、关联业务管理服务器121接收响应信息，根据响应信息中的视频拉流地址Pull-Url-1，在本关联业务管理服务器所在内网101中再次获取摄像机的视频拉流地址Pull-Url，并向管理客户端111返回包含拉流地址Pull-Url的响应信息；
9、管理客户端111接收响应信息，根据视频拉流地址Pull-Url从流媒体服务器拉流播放。
本实施例的上述步骤6、7、8中，获取摄像机的视频拉流地址按如下方式处理：
若业务管理服务器缓存中已存在待查看摄像机153的资源信息，并且增加当前摄像机的视频资源负荷不会超过为该摄像机服务的流媒体服务器的负载阈值，则摄像机153的视频拉流地址可以直接从业务管理服务器的缓存资源中获取；
若业务管理服务器缓存中不存在待查看摄像机153的资源信息，或者业务管理服务器缓存中已存在待查看摄像机153的资源信息，但是增加当前摄像机的视频资源负荷会超过为该摄像机服务的流媒体服务器的负载阈值，则参照图4的获取视频拉流地址方法的流程图按如下步骤处理：
(301)确定摄像机媒体流地址。对于步骤6、8，该媒体流地址为从源业务管理服务器122返回的视频拉流地址；对于步骤7，该媒体流地址为摄像机153自身提供的拉流地址；
(302)查找业务管理服务器所在网络内负载最小的流媒体服务器。对于步骤6、8，业务管理服务器指121，其所在网络为内网101；对于步骤7，业务管理服务器指122，其所在网络为内网102；
(303)根据步骤(302)中查找到的流媒体服务器的信息按标准流媒体地址格式，如rtsp、rtmp和hls等媒体流格式，生成视频拉流地址Pull-Url；
(304)根据步骤(303)中生成的视频拉流地址Pull-Url，业务管理服务器推送步骤(301)所述地址处的媒体流数据到步骤(302)中查找到的流媒体服务器；
(305)将包含视频拉流地址Pull-Url的摄像机资源信息写入业务管理服务器的缓存中；对于步骤6、8，业务管理服务器指121；对于步骤7，业务管理服务器指122；
(306)返回步骤(302)中生成的摄像机视频拉流地址Pull-Url。
本发明提供的跨网络流媒体数据传输***及方法，结合播放内容应用负载均衡机制和预先设定负载阈值，能够承载大量的并发访问并提供可靠的服务，可以便捷的查看局域网内部、局域网之间以及局域网与公网之间的视频监控画面，具有较好的用户体验。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种跨网络流媒体数据传输***，其特征在于，包括管理客户端、业务管理服务器、流媒体服务器和网络地址转换服务器；
所述管理客户端用于采集视频流，向业务管理服务器发送视频播放请求，获取响应信息，并按业务管理服务器返回的响应信息从流媒体服务器拉流播放；
所述业务管理服务器用于解析管理客户端发送的请求，判定流媒体服务器负载状况，并根据各流媒体服务器负载状况选择流媒体服务器，按管理客户端的请求推送摄像机流媒体数据到选定的流媒体服务器，向管理客户端返回包括视频拉流地址的响应信息；
所述流媒体服务器用于提供流媒体服务；网络地址转换服务器用于将内网地址映射到公网，允许公网用户访问内网资源。
2.如权利要求1所述的跨网络流媒体数据传输***，其特征在于，所述管理客户端包括多个摄像机、摄像机管理平台以及视频播放管理客户端；所述视频播放管理客户端用于显示待播放视频资源，向业务管理服务器发送视频播放请求，按业务管理服务器返回的视频拉流地址从流媒体服务器拉流播放。
3.一种基于权利要求1～2所述的跨网络流媒体数据传输***的跨网络流媒体数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)当与管理客户端关联连接的关联业务管理服务器接收用户通过管理客户端发送的请求查看摄像机实时画面指令，根据指令获取待查看摄像机对应的源业务管理服务器信息，进入步骤(2)；
(2)关联业务管理服务器判断上述源业务管理服务器与本关联业务管理服务器是否为相同的业务管理服务器；若是，则进入步骤(3)；否则，进入步骤(4)；
(3)关联业务管理服务器根据自身缓存数据获取摄像机的视频拉流地址，并向管理客户端返回包含视频拉流地址的响应信息，进入步骤(7)；
(4)关联业务管理服务器判断自身缓存中是否已经存在摄像机的资源信息，若是则获取摄像机的视频拉流地址，并向管理客户端返回包含视频拉流地址的响应信息；若否，关联业务管理服务器向源业务管理服务器转发请求查看摄像机实时画面指令，进入步骤(5)；
(5)源业务管理服务器接收请求查看指令，根据自身缓存数据获取摄像机的视频拉流地址，并向关联业务管理服务器返回包含视频拉流地址的响应信息，进入步骤(6)；
(6)关联业务管理服务器接收响应信息，根据响应信息中的视频拉流地址在本关联业务管理服务器网络中再次获取摄像机的视频拉流地址，并向管理客户端返回包含视频拉流地址的响应信息，进入步骤(7)；
(7)管理客户端接收响应信息，根据响应信息中的视频拉流地址从流媒体服务器拉流播放。
4.如权利要求3所述的跨网络流媒体数据传输方法，其特征在于，管理客户端关联连接的关联业务管理服务器是可选的，具体可选的关联业务管理服务器通过预先配置设定。
5.如权利要求3或4所述的跨网络流媒体数据传输方法，其特征在于，内网中的摄像机与源业务管理服务器的对应关系通过预先配置设定，公网中的摄像机则无特定对应的源业务管理服务器，具体对应的源业务管理服务器通过查询全局缓存或数据库获取。
6.如权利要求3或4所述的跨网络流媒体数据传输方法，其特征在于，获取摄像机的视频拉流地址的方法包括：
若业务管理服务器缓存中已存有待查看摄像机的资源信息，并且对当前摄像机视频资源所增加的负荷不超过为该摄像机服务的流媒体服务器的负载阈值，则直接从业务管理服务器的缓存资源中获取摄像机的视频拉流地址；
若业务管理服务器缓存中未存有待查看摄像机的资源信息，或业务管理服务器缓存中已存有待查看摄像机的资源信息，但对当前摄像机视频资源所增加的负荷超过为该摄像机服务的流媒体服务器的负载阈值，则按如下方法处理：
(a)确定摄像机媒体流地址，该地址为摄像机拉流地址或从源业务管理服务器返回的视频拉流地址；
(b)查找业务管理服务器所在网络内负载最小的流媒体服务器；
(c)根据步骤(b)中查找到的流媒体服务器的信息按标准流媒体地址格式生成视频拉流地址；
(d)根据步骤(c)中生成的视频拉流地址，业务管理服务器推送步骤(a)所述地址处的媒体流数据到步骤(b)中查找到的流媒体服务器；
(e)将包含视频拉流地址的摄像机资源信息写入业务管理服务器的缓存中；
(f)返回步骤(b)中生成的摄像机的视频拉流地址。
7.如权利要求3或4所述的跨网络流媒体数据传输方法，其特征在于，获取摄像机的视频拉流地址的方法中，确定流媒体服务器负载的方法为：
对不同的直播、点播以及其它播放项设置不同的优先级，各优先级设置相应的权重；服务器负载＝∑直播项*直播优先级权重+∑点播项*点播优先级权重+∑其它项*其它优先级权重。
8.如权利要求7所述的跨网络流媒体数据传输方法，其特征在于，在不超过流媒体服务器硬件服务能力的前提下，按流媒体服务器负载确定方法预先设定流媒体服务器负载阈值。
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