一种4K8KIP制播调度控制方法、装置和系统制造方法及图纸

本申请实施例中提供了一种4K8KIP制播调度控制方法，能够节约路由器表项以及网络带宽，特别适合用于大规模、无阻塞调度切换场景。所述4K8KIP制播调度控制方法包括：一种4K8KIP制播调度控制方法，包括：根据实际网络带宽构建由高到低的不同等级的流和/或流组，由高到低的次序为：8K流组>4k流组>4K流组的单流；在调度时，通过从高等级中抽取共享的低等级的流和/或流组使用。和/或流组使用。和/或流组使用。

【技术实现步骤摘要】
一种4K8KIP制播调度控制方法、装置和系统


[0001]本申请涉及制播系统调度
，具体地，涉及一种4K8KIP制播调度控制方法、装置和系统。

技术介绍

[0002]目前国内广电行业基于IP架构4K/8K 超高清前期制作系统也逐渐成熟，4K/8K无压缩IP流矩阵逐步应用在实际制播系统中。目前EPP系统、转播车等应用场合，IP调度矩阵规模一般不大，因此实现比较容易。但对于演播室、播总控机房等大型调度和分发系统， IP流输入、输出规模较大，为了保证带宽以及系统冗余能力，网络平台通常采用叶、脊架构，如图1：输入信号和输出信号连接到Leaf节点， Leaf节点与输入输出设备之间可以采用10GE25GE/100GE接口，Spine节点和Leaf节点之间可以采用100GE/400GE接口。Spine节点应优先采用框式插板设备，满足电视行业长期演进，以及按需逐步建设的模式。Leaf节点采用高密度设备25GE/100GE设备，灵活搭建外场环境、并支持快速横向扩展。采用多脊多叶结构，可以同时实现Spine节点和Leaf节点的水平扩展，网络扩展性最强。同时可靠性也最高，任何一台Spine节点故障，都只影响1/N业务。
[0003]目前担当Spin（脊）的路由器一般具备组播NAT功能，根据配置的组播NAT转换指令，在组播信号流发出到接收组播信号流的设备前做组播NAT转换，做到按需进行地址转换，部署方便而且灵活，无需调整网络拓扑和路由。同时路由器还可以实现在和接收组播信号流的设备相连的端口的出方向配置流量复制输出，当仅配置单个出接口，实现流量转发，配置多个出接口，则可以实现组播流量一对多的复制，组播信号流源设备的接口接收原始组播信号流，在IP矩阵内部做组播转发。
[0004]4K/8K制播网IP化矩阵内置组播NAT技术保证了IP交换矩阵与传统SDI交换矩阵一样具有简单的连接。目前广电制播IP网通常采用SDN架构，软件定义硬件，因此软件通常完成信号源的配置、矩阵部署、调度切换控制指令下发，叶、脊网络设备根据SDN软件路径策略完成信号的转发, 但在目前多脊多叶结构中方式下可选路径更多，规划业务路径更复杂，运维难度最高。
[0005]在4K/8K制播网IP流调度中，经常碰到的常用称呼解释如下：1、内部流：在路由器间使用的输入/输出流（组）信息称之为内部流。内部流是实现管理队列重复使用等功能的关键基础。
[0006]2、流类型：指无压缩视频流（V）、音频流（A）和辅助数据流（ANC）组成，或者一个压缩流如TS流。
[0007]3、流组：一个完整的广电专用流组由频流（V）、音频流（A）和辅助数据流（ANC），其中视频流1个；音频流用多个；辅助数据流1个；通常1个高清流或者1个4K单流由：1*V+4*A+1*ANC构成； 一个4K多流由4个高清流构成，一个8K流由4个4K单流高清流构成。
[0008]4、内部流ID：因路由器表项容量限制，流ID范围为1
‑
16000，流组ID范围为1
‑
4000。
因此一个路由器最多能准入16000个输入或输出流，4000个输入或者输出流组。
[0009]目前通常采用的办法是提前部署调度路径，即静态路径的工作方式。这种方式是根据现有创建的输入输出信号信息在网络的任何一个可能的端口上提前把配置写入，当调度发生时，只需要在选择的路径各环节上执行流绑定命令即可。
[0010]这种提前部署路径的方法，优点是把铺路的工作提前完成，减少了实时调度时的步骤，减少调度时间。缺点是每条流在网络中的每个可能被调度的端口上都要提前预配置，每条流都要占用一个流表，这样在总控大规模应用的时候面对庞大的流数量，网络设备的流表数量没有办法满足需求，同时大量的配置量会产生大量的配置时间，冗长的配置过程基本上也是不可接受的。
[0011]输入输出流占用交换机流表的模型如图2：目前通常采用的办法是提前部署调度路径，即静态路径的工作方式。这种方式是根据现有创建的输入输出信号信息在网络的任何一个可能的端口上提前把配置写入，当调度发生时，只需要在选择的路径各环节上执行流绑定命令即可。
[0012]这种提前部署路径的方法，优点是把铺路的工作提前完成，减少了实时调度时的步骤，减少调度时间。缺点是每条流在网络中的每个可能被调度的端口上都要提前预配置，每条流都要占用一个流表，这样在总控大规模应用的时候面对庞大的流数量，网络设备的流表数量没有办法满足需求，同时大量的配置量会产生大量的配置时间，冗长的配置过程基本上也是不可接受的。

技术实现思路

[0013]为了节约路由器表项以及网络带宽，特别适合用于大规模、无阻塞调度切换场景，本专利技术提供了一种4K8KIP制播调度控制方法，具体包括：根据实际网络带宽构建由高到低的不同等级的流和/或流组，由高到低的次序为：8K流组>4k流组>4K流组的单流；在调度时，通过从高等级中抽取共享的低等级的流和/或流组使用。
[0014]可选的，步骤所述根据实际网络带宽构建由高到低的不同等级的流和/或流组之后，步骤所述通过从高等级中抽取共享的低等级的流和/或流组使用之前还包括：根据网络拓扑信息生成一个初始配置下发到路由器；所述初始配置包含输入流信息，输出流信息，输入流组信息和输出流组信息中至少一种，以及规则信息；用户在添加输入和输出之后，根据输入和输出数量以及流加入流组规则，判断是否需要增量配置，若是则确认任一输入到达输出的路径集合，所述路径集合用于在调度时提供最优路径。
[0015]可选的，每种共享低等级的流和/或流组携带用于描述其在高等级流组中所在位置的ID。
[0016]可选的，在调度时，通过从高等级中抽取共享的低等级的流和/或流组使用的抽取规则包括：分别建立各种独立流组和/或独立单流的管理队列；
根据输入流和/或流组所属的最高等级流组，由高到低的顺序从对应的独立流组的管理流队列中抽取可用流组使用。
[0017]可选的，步骤所述根据输入流和/或流组所属的最高等级流组，由高到低的顺序从对应的独立流组的管理流队列中抽取可用流组使用包括：若所找的管理队列没有空闲ID则换更换管理队列；若所有的管理队列都没有对应的空闲ID，则更换更高等级的流组的管理队列。
[0018]可选的，步骤所述分别建立各种独立流组和/或独立单流的管理流队列包括：根据从高等级流组到低级流组的顺序，先构造12个独立的（4，4，1）流组，同时构造出12个共享（1，4，1），（1,3,1）、（1，2，1），（1，1，1）；每构造一个（4，4，1）流组，就分别从V,A,ANC 单流在数组中分别抽出4个V，4个A，1个ANC ID（相应的单流数组数目就要减少），构造出（4，4，1）的流组ID队，生成组ID；然后从这个（4，4，1）流组ID队中，再分别抽出（1，4，1）；（1，3，1）；（1，2，1）；（1，1，1）四个共享子流组，生成相应的流组ID；依此类推，分别构造独立的（1，4，1）；（1，3，1）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4K8KIP制播调度控制方法，其特征在于，包括：根据实际网络带宽构建由高到低的不同等级的流和/或流组，由高到低的次序为：8K流组>4k流组>4K流组的单流；在调度时，通过从高等级中抽取共享的低等级的流和/或流组使用。2.根据权利要求1所述的4K8KIP制播调度控制方法，其特征在于：步骤所述根据实际网络带宽构建由高到低的不同等级的流和/或流组之后，步骤所述通过从高等级中抽取共享的低等级的流和/或流组使用之前还包括：根据网络拓扑信息生成一个初始配置下发到路由器；所述初始配置包含输入流信息，输出流信息，输入流组信息和输出流组信息中至少一种，以及规则信息；用户在添加输入和输出之后，根据输入和输出数量以及流加入流组规则，判断是否需要增量配置，若是则确认任一输入到达输出的路径集合，所述路径集合用于在调度时提供最优路径。3.根据权利要求1所述的4K8KIP制播调度控制方法，其特征在于：每种共享低等级的流和/或流组携带用于描述其在高等级流组中所在位置的ID。4.根据权利要求3所述的4K8KIP制播调度控制方法，其特征在于：在调度时，通过从高等级中抽取共享的低等级的流和/或流组使用的抽取规则包括：分别建立各种独立流组和/或独立单流的管理队列；根据输入流和/或流组所属的最高等级流组，由高到低的顺序从对应的独立流组的管理流队列中抽取可用流组使用。5.根据权利要求4所述的4K8KIP制播调度控制方法，其特征在于：步骤所述根据输入流和/或流组所属的最高等级流组，由高到低的顺序从对应的独立流组的管理流队列中抽取可用流组使用包括：若所找的管理队列没有空闲ID则换更换管理队列；若所有的管理队列都没有对应的空闲ID，则更换更高等级的流组的管理队列。6.根据权利要求1所述的4K8KIP制播调度控制方法，其特征在于：步骤所述分别建立各种独立流组和/或独立单流的管理流队列包括：根据从高等级流组到低级流组的顺序，先构造12个独立的（4，4，1）流组，同时构造出12个共享（1，4，1），（1,3,1）、（1，2，1），（1，1，1）；每构造一个（4，4，1）流组，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜文波，赵贵华，梅剑平，蔺飞，鲍放，李栋成，袁旭稚，陈海卿，马宁，郎凤岐，
申请(专利权)人：北京格非科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：