CN111698270B - 一种分布式横向扩展协商服务规模的方法及装置 - Google Patents

一种分布式横向扩展协商服务规模的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式横向扩展协商服务规模的方法及装置，根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上；然后根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值；最后根据第二哈希值，在预设的网络图中按照预设的方向查找最近的协商服务器，在该协商服务器上进行业务协商。本发明使用哈希技术规避协商过程中因为有状态导致的协商信息难以被找到的问题，能够定位到同一台协商服务器。本发明的***性能好，无需维护额外数据，在服务器出现故障时不会对整个***造成冲击，同时将业务压力均匀分担，提高***性能和稳定性。

Description

一种分布式横向扩展协商服务规模的方法及装置
技术领域
本发明属于视频监控业务协商技术领域，尤其涉及一种分布式横向扩展协商服务规模的方法及装置。
背景技术
视频监控是安全防范***的重要组成部分，视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控的普及化趋势越来越明显。
在视频监控中，业务的实现需要通过协商服务器协商来实现。但是现有业务的协商过程都是在单节点完成，例如在单个视频协商服务器或网络硬盘录像机NVR上实现。如图1所示，视频监控***的客户端设备(如XP客户端、DC解码器等)与前端设备(如网络摄像机IPC、解码器等)通过协商服务器(SERVER)进行业务协商，在协商后，前端设备向客户端设备发流，实现实况业务。
在协商过程中，协商服务器会保存大量的状态信息，协商过程中的每一步骤都必须承接上一步骤，必须获取到上一协商步骤得到的状态信息。在业务量较小的监控环境中，单节点的计算能力可以承担协商压力。不过随着监控***规模的不断增长，业务规模不断增长，单节点已经无法承担繁重的协商任务，在实际监控环境中经常出现协商堵塞的情况。
然而，若单纯将协商服务器扩为集群模式，容易在协商时找不到上一步骤所在的协商服务器，会导致协商失败。正是因为协商过程保存了大量的状态信息，多次协商步骤难以找到对应服务器，且同个前端设备的同类流会存在复用等情况，相互协商会存在关联关系，所以分布式的协商服务一直未能实现。而如果将协商过程的状态信息从协商服务器剥离出来，存放在全局可见的设备中，则在业务量巨大的情况下，记录的状态信息占用的存储资源非常庞大，同时在每一步协商过程中都要频繁查询、判断、修改状态信息，非常消耗性能和存储空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种分布式横向扩展协商服务规模的方法及装置，避免单节点无法承担繁重的协商任务，在实际监控环境中容易出现协商堵塞的情况。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种分布式横向扩展协商服务规模的方法，包括：
根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上；
根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值；
根据第二哈希值，在预设的网络图中按照预设的方向查找最近的协商服务器，在该协商服务器上进行业务协商。
进一步地，所述分布式横向扩展协商服务规模的方法，还包括：
在需要进行协商的监控设备开始协商之前，获取各协商服务器的能力信息，将能力不足的协商服务器从预设的网络图上屏蔽。
进一步地，所述分布式横向扩展协商服务规模的方法，还包括：
在需要进行协商的监控设备开始协商之前，如果协商服务器已经在处理需要进行协商的监控设备之前的协商，则拒绝此次协商或等待之前的协商完成之后再进行协商。
可选的，所述根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值，包括：
将需要进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接；
对拼接后的唯一标识进行哈希运算得到第二哈希值。
进一步地，所述根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值之后，还包括：
根据哈希运算得到的第二哈希值，将需要进行协商的监控设备配置到预设的网络图上。
本发明还提出了一种分布式横向扩展协商服务规模的装置，包括：
协商服务器哈希模块，用于根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上；
监控设备哈希模块，用于根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值；
查找模块，用于根据第二哈希值，在预设的网络图中按照预设的方向查找最近的协商服务器，在该协商服务器上进行业务协商。
进一步地，所述分布式横向扩展协商服务规模的装置，还包括：
能力处理模块，用于在需要进行协商的监控设备开始协商之前，获取各协商服务器的能力信息，将能力不足的协商服务器从预设的网络图上屏蔽。
进一步地，所述分布式横向扩展协商服务规模的装置，还包括：
互斥处理模块，用于在需要进行协商的监控设备开始协商之前，如果协商服务器已经在处理需要进行协商的监控设备之前的协商，则拒绝此次协商或等待之前的协商完成之后再进行协商。
可选的，所述监控设备哈希模块根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值时，执行如下操作：
将需要进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接；
对拼接后的唯一标识进行哈希运算得到第二哈希值。
进一步地，所述监控设备哈希模块在根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值之后，还执行如下操作：
根据哈希运算得到的第二哈希值，将需要进行协商的监控设备配置到预设的网络图上。
本发明提出的一种分布式横向扩展协商服务规模的方法及装置，将业务协商扩展为分布式架构，横向拓展媒体协商服务的业务处理能力，支持同时接入超大规模的协商业务。使用哈希技术规避协商过程中因为有状态导致的协商信息难以被找到的问题，能够定位到同一台协商服务器。本发明的***性能好，无需维护额外数据，在服务器出现故障时不会对整个***造成冲击，同时将业务压力均匀分担，提高***性能和稳定性。
附图说明
图1为视频监控业务协商过程示意图；
图2为本发明分布式横向扩展协商服务规模的方法流程图；
图3为本发明实施例在预设的网络图上配置协商服务器的示意图；
图4为本发明实施例在预设的网络图上配置监控设备的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种分布式横向扩展协商服务规模的方法，包括：
根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上；
根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值；
根据第二哈希值，在预设的网络图中按照预设的方向查找最近的协商服务器，在该协商服务器上进行业务协商。
本实施例每台协商服务器在部署到视频监控***中时，都利用分布均匀的哈希算法(例如murmurhash3)对协商服务器的唯一标识进行哈希运算，得到定长的第一哈希值HashServer。协商服务器的唯一标识可以是协商服务器的IP地址、MAC地址或名称等，以下统称为设备编码进行说明。
例如，现在有三台协商服务器，设备编码分别为234.234.234.2、234.234.234.3、234.234.234.4，它们在哈希运算之后会生成对应的哈希值，分别为1405286121、4405286120、7405286127。
本实施例根据各协商服务器对应的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上。在本实施例中预设的网络图为一个圆，圆的大小根据计算得到的哈希值的范围来确定。例如，对于上述计算得到的第一哈希值，采用一个能够涵盖0～232的圆来表示，如图3所示，按照公式：HashServer％232，将各协商服务器配置到0～232的圆上。
需要说明的是，本发明不限于预设的网络图具体形状，也可以为任意多边形，预设的网络图主要为便于寻找用来进行协商的协商服务器，以下不再赘述。
在监控设备之间开始实况协商时，例如监控设备为收流端设备和发流端设备，因为收流端(XP/DC)和发流端(IPC/EC)是确定的，所以可以直接将XP/DC编码与IPC/EC编码拼接，同样通过哈希算法对拼接后的媒体源编码进行哈希，得到定长的第二哈希值HashNode。在这个实施例中，是将进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接，然后再计算第二哈希值。
例如，XP的设备编码为67239000002000000001，IPC的设备编码为61428152381327099686，将两者拼接，得到67239000002000000001||61428152381327099686，经过哈希运算，得到第二哈希值932922453。
容易理解的是，在计算得到第二哈希值HashNode后，可以定位其在0～232的圆上的位置，可以将其直接配置到该圆上，也可以不需要进行配置，直接根据第二哈希值HashNode在该圆上按照预设的方向查找最近的协商服务器。
在一个实施例中，对哈希运算得到的第二哈希值HashNode也配置在0～232的圆上，如图4所示。需要说明的是，在图4中，将进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接，拼接得到的编码称为拼接后的协商编码。容易理解的是，还可以将进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接后加上一个预设的常数，作为拼接后的协商编码，进行哈希运算得到第二哈希值，也能够实现本发明的技术效果。优选的，本发明将进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接，以唯一的标识进行协商的两个监控设备。
在哈希运算得到第二哈希值后，则可以根据预设的网络图，来分配协商服务器。其中，按照预设的方向查找最近的协商服务器，可以是顺时针来寻找，或逆时针来寻找，本发明不限于具体的查找方向。
例如，如图4所示，按照顺时针方向来进行查找，对于HashNode：932922453，它遇到的第一个HashServer为1405286121，那么就把此次协商任务分配给设备编码(IP)为234.234.234.2的协商服务器。
从而本次协商步骤在这台协商服务器上完成，这台服务器上会保留协商状态信息，之后协商的每一步在执行之前都利用拼接后的编码再次执行第二哈希值计算，保证协商过程中的多步都一定被同一台协商服务器所执行。通过这种方法可以在不保存额外数据、不进行额外计算的情况下保证整个协商过程被同一协商服务器完成，不会发生找不到协商数据的情况。使得协商过程能在同一台服务器上完成，有效保障协商业务自身及媒体流复用的正常进行。
本申请将业务协商扩展为分布式架构，横向拓展媒体协商服务的业务处理能力，支持同时接入超大规模的协商业务。通过哈希运算，将业务均匀地分担到协商服务器上，将业务压力均匀分担，提高***性能和稳定性。
本实施例，根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，一般来说可以在部署协商服务器时进行计算，具体的运算可以由协商服务器来计算，也可以由所有协商服务器都可以访问的能够进行计算的设备来进行计算。例如一台公共的服务器，或每个协商服务器共同的数据库来完成，该数据库可以是分布式数据库，由所有协商服务器共同维护该分布式数据库。分布式数据库缓存，例如Redis集群。Redis集群是一个分布式(distributed)、容错(fault-tolerant)的Redis实现，集群可以使用的功能是普通单机Redis所能使用的功能的一个子集(subset)。Redis集群中不存在中心(central)节点或者代理(proxy)节点，集群的其中一个主要设计目标是达到线性可扩展性(linearscalability)。Redis集群提供了一种运行Redis的方式，其中数据在多个Redis节点间自动分区。Redis集群还在分区期间提供一定程度的可用性，即在实际情况下能够在某些节点发生故障或无法通信时继续运行。
同理，根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值，一般来说可以由发流端监控设备来进行拼接和计算，也可以由发流端可以访问的能够进行计算的设备来进行计算，例如一台公共的服务器，或前述数据库来完成计算。
在一个实施例中，一种分布式横向扩展协商服务规模的方法，还包括：
在需要进行协商的监控设备开始协商之前，获取各协商服务器的能力信息，将能力不足的协商服务器从预设的网络图上屏蔽。
在现有技术方案中，协商服务器具备协商处理和能力管理两个服务，本实施例从协商服务器上剥离能力管理，以便进行统一管理和互斥访问。即，协商服务器已经在处理的协商服务数量达到其协商处理能力阈值时，将该协商服务器屏蔽掉(或从配置的网络图上取下)，使得后续的协商不会被配置到该协商服务器，从而实现能力管理。或协商服务器不能处理当前的协商服务(如不支持当前协商的编码格式)，将该协商服务器屏蔽掉(或从配置的网络图上取下)，使得后续的协商不会被配置到该协商服务器，从而实现能力管理，能力管理也包括：发生流复用时，可以通过服务器直接发流，而不需要再次进行协商。
例如，HashNode为932922453的协商步骤开始之前，通过检查多个协商服务器的能力，发现IP为234.234.234.2的协商服务器没有能力来处理，则跳过该服务器(相当于该协商服务器被屏蔽)，继续查找下一个协商服务器来进行协商处理。
在一个实施例中，一种分布式横向扩展协商服务规模的方法，还包括：
在需要进行协商的监控设备开始协商之前，如果协商服务器已经在处理需要进行协商的监控设备之前的协商，则拒绝此次协商或等待之前的协商完成之后再进行协商。
本实施例实现了互斥访问，即收流端准备与发流端进行协商时，如果之前收流端和发流端已经在进行某台协商服务器上进行协商，为了避免在同一个协商服务器上对同一个收流端和发流端进行协商处理，需要进行协商的监控设备开始协商之前，如果协商服务器已经在处理需要进行协商的监控设备之前的协商，则拒绝此次协商或等待之前的协商完成之后再协商。
此外，本申请使用哈希技术保证***中协商服务器的宕机不会对整个***造成冲击，其他协商业务不会受到影响，动态增加、删除节点方便，不影响之前其他节点部署及业务开展，并实现协商业务的一定负载分担。例如，若在协商过程尚未完成时突然有某一台协商服务器宕机，那么下一协商步骤将跳过这台服务器自动被下一台协商服务器接管，而这台接管服务器上没有之前协商步骤保留的信息，所以此次协商失败，需要重新建立实况。而重新建立的实况在一开始就会跳过宕机的服务器，在下一台服务器上执行，协商过程能正常完成。而与此同时被分配到其他协商服务器正在协商的业务并不会被这台宕机的服务器所影响，业务正常进行。在宕机的协商服务器恢复工作之后，能继续执行协商业务，不会有其他影响。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，本申请还提供了一种分布式横向扩展协商服务规模的装置，包括：
协商服务器哈希模块，用于根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上；
监控设备哈希模块，用于根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值；
查找模块，用于根据第二哈希值，在预设的网络图中按照预设的方向查找最近的协商服务器，在该协商服务器上进行业务协商。
进一步地，所述分布式横向扩展协商服务规模的装置，还包括：
能力处理模块，用于在需要进行协商的监控设备开始协商之前，获取各协商服务器的能力信息，将能力不足的协商服务器从预设的网络图上屏蔽。
进一步地，所述分布式横向扩展协商服务规模的装置，还包括：
互斥处理模块，用于在需要进行协商的监控设备开始协商之前，如果协商服务器已经在处理需要进行协商的监控设备之前的协商，则拒绝此次协商或等待之前的协商完成之后再进行协商。
可选的，所述监控设备哈希模块根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值时，执行如下操作：
将需要进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接；
对拼接后的唯一标识进行哈希运算得到第二哈希值。
进一步地，所述监控设备哈希模块在根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值之后，还执行如下操作：
根据哈希运算得到的第二哈希值，将需要进行协商的监控设备配置到预设的网络图上。
关于分布式横向扩展协商服务规模的装置的具体限定可以参见上文中对于分布式横向扩展协商服务规模的方法的限定，在此不再赘述。上述分布式横向扩展协商服务规模的装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
存储器和处理器之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件互相之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而实现本发明实施例中的网络拓扑布局方法。
其中，所述存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序。
所述处理器可能是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等。可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种分布式横向扩展协商服务规模的方法，其特征在于，所述分布式横向扩展协商服务规模的方法，包括：
根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上；
根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值；
根据第二哈希值，在预设的网络图中按照预设的方向查找最近的协商服务器，在该协商服务器上进行业务协商；
其中，所述根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值，包括：
将需要进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接，所述需要进行协商的监控设备包括收流端设备和发流端设备；
对拼接后的唯一标识进行哈希运算得到第二哈希值。
2.根据权利要求1所述的分布式横向扩展协商服务规模的方法，其特征在于，所述分布式横向扩展协商服务规模的方法，还包括：
在需要进行协商的监控设备开始协商之前，获取各协商服务器的能力信息，将能力不足的协商服务器从预设的网络图上屏蔽。
3.根据权利要求1所述的分布式横向扩展协商服务规模的方法，其特征在于，所述分布式横向扩展协商服务规模的方法，还包括：
在需要进行协商的监控设备开始协商之前，如果协商服务器已经在处理需要进行协商的监控设备之前的协商，则拒绝此次协商或等待之前的协商完成之后再进行协商。
4.根据权利要求1所述的分布式横向扩展协商服务规模的方法，其特征在于，所述根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值之后，还包括：
根据哈希运算得到的第二哈希值，将需要进行协商的监控设备配置到预设的网络图上。
5.一种分布式横向扩展协商服务规模的装置，其特征在于，所述分布式横向扩展协商服务规模的装置，包括：
协商服务器哈希模块，用于根据协商服务器唯一标识进行哈希运算得到的第一哈希值，将协商服务器配置到预设的网络图上；
监控设备哈希模块，用于根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值；
查找模块，用于根据第二哈希值，在预设的网络图中按照预设的方向查找最近的协商服务器，在该协商服务器上进行业务协商；
其中，所述监控设备哈希模块根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值时，执行如下操作：
将需要进行协商的监控设备的唯一标识进行拼接，所述需要进行协商的监控设备包括收流端设备和发流端设备；
对拼接后的唯一标识进行哈希运算得到第二哈希值。
6.根据权利要求5所述的分布式横向扩展协商服务规模的装置，其特征在于，所述分布式横向扩展协商服务规模的装置，还包括：
能力处理模块，用于在需要进行协商的监控设备开始协商之前，获取各协商服务器的能力信息，将能力不足的协商服务器从预设的网络图上屏蔽。
7.根据权利要求5所述的分布式横向扩展协商服务规模的装置，其特征在于，所述分布式横向扩展协商服务规模的装置，还包括：
互斥处理模块，用于在需要进行协商的监控设备开始协商之前，如果协商服务器已经在处理需要进行协商的监控设备之前的协商，则拒绝此次协商或等待之前的协商完成之后再进行协商。
8.根据权利要求5所述的分布式横向扩展协商服务规模的装置，其特征在于，所述监控设备哈希模块在根据需要进行协商的监控设备的唯一标识进行哈希运算得到的第二哈希值之后，还执行如下操作：
根据哈希运算得到的第二哈希值，将需要进行协商的监控设备配置到预设的网络图上。
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