一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法及系统技术方案

一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法及系统，在考虑流媒体服务器当前负载的前提下，增加对接入视频情况的记录，动态均衡算法分配时优先考虑对同一路接入视频采取优先分配到已转发该视频的最小负载流媒体服务器，在实现流媒体服务器集群动态负载均衡的基础上尽可能减少整个集群的负载，提升集群整体的接入转发能力；同时，对下线流媒体节点所承担的视频转发服务，根据视频接入转出情况记录，动态负载均衡分配到其他节点，能够在不影响任何业务、不影响当前用户体验的情况下完成流媒体服务器的增减；该发明专利技术在节省流媒体服务器集群网络带宽的情况下同时保障了业务持续性和视频质量。视频质量。视频质量。

【技术实现步骤摘要】
一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法及系统


[0001]本专利技术涉及流媒体技术，具体地，涉及一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法及系统。

技术介绍

[0002]在变电站部署的视频监控系统或智能巡视系统中，均存在视频实时播放的需求。当多个流媒体服务器同时工作时，为保障业务请求视频质量和节约服务器网络带宽，需对请求视频的请求进行优化转发分配；而且，每个流媒体服务器的接入转出性能可能会存在差异；另外，当业务规模发生变化时，流媒体服务器的个数会相应做增减；最后，在实际项目上线后，为不影响已有视频播放场景、保障用户视频体验，需支持无需启停任何服务或系统的流媒体服务器的增减需求。
[0003]中国专利CN112866334A《一种基于动态负载反馈的视频流媒体负载均衡方法》公开了一种流媒体服务器负载均衡方法，其针对视频流媒体服务器集群，根据各节点剩余服务容量占集群系统真题剩余服务容量比确定各节点在一个周期内应获得的新任务请求数，对各服务器节点进行任务分配。
[0004]中国专利CN113141317A《流媒体服务器负载均衡方法、系统、计算机设备、终端》公开了一种流媒体服务器负载均衡方法，负载均衡器综合多个性能指标加权计算出节点当前负载状况，通过寻优找到最佳权重向量，使得负载可以正确反映当前集群系统及各个节点的负载状况。
[0005]现有的流媒体负载均衡算法，主要可分为静态分配算法和动态负载均衡算法。静态分配算法按照事先设计的调度策略，将视频请求静态分配给各个流媒体节点；动态负载均衡算法一般是获取各个流媒体节点当前负载情况，按照最小连接算法、加权最小连接算法或者动态反馈负载均衡算法，将当前需要处理的多个视频请求分配给各个流媒体节点。
[0006]当多个视频请求请求打开同一路视频时，按照目前算法，会将这些请求动态分配到多个流媒体节点中，其保证了各个流媒体节点的负载均匀分配，但由于每个流媒体节点都需要从视频源获取同一路视频，最终增加了整个流媒体服务集群的负载。并且当集群中某节点下线时，该节点所承载的视频转发将直接终止，给用户带来不好的体验。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法。
[0008]本专利技术采用如下的技术方案。
[0009]一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法，具体包括步骤：
[0010](1)流媒体服务器上部署流媒体服务，并进行流媒体服务上线；流媒体负载均衡服务器中部署流媒体负载均衡服务；
[0011](2)当流媒体负载均衡服务收到打开视频流请求时，基于单台流媒体服务器的负
载空闲率，选择出一个最优的流媒体服务进行视频流转发；
[0012](3)当流媒体负载均衡服务收到结束视频流播放请求时，根据结束视频流播放请求所携带打开视频流请求的相关信息，找到对应的正在播放的视频流以结束转发；
[0013](4)当某个流媒体服务下线时，给流媒体负载均衡服务发送下线消息。
[0014]优选地，步骤(1)中流媒体服务上线具体过程为，
[0015]流媒体服务上线，将该服务的唯一标识信息发送给流媒体负载均衡服务；流媒体负载均衡服务收到信息后判断该唯一标识是否已存在，若已存在，则流媒体服务上线失败；若不存在，则此流媒体服务有效，将其信息保存在流媒体负载均衡服务中。
[0016]优选地，步骤(2)包括具体步骤：
[0017](2.1)先判断该视频设备是否已被请求，若没有被请求过，则在当前所有流媒体服务中找到当前负载最小的流媒体服务；
[0018](2.2)若该视频设备已被请求，其视频流正在被转发，则找到目前正转发该视频设备视频流的流媒体服务列表，在该列表中找到当前负载最小的流媒体服务；
[0019]再判断当前获取到的流媒体服务负载是否已达到最大限值，若未达到，则选用该流媒体服务进行所述视频设备的视频流转发；若已达到，则在剩余的没有转发所述视频设备视频流的流媒体服务中找到当前负载最小的流媒体服务；
[0020](2.3)若最终获取到的流媒体服务负载仍达到了最大限值，则当前视频请求失败，流媒体负载均衡服务器上报资源不足的告警；否则，选用该流媒体服务进行所述视频设备的视频流接入和转发；同时将该流媒体服务信息更新到转发该视频设备的请求流媒体列表中，而且构建本次请求、当前视频设备与最终选取的流媒体服务的映射关系；
[0021](2.4)流媒体负载均衡服务将与流媒体服务协商的相关端口、视频流格式信息发送给请求方，通知请求方请求视频成功；之后流媒体服务转发该相机的视频流给请求方；
[0022](2.5)流媒体服务将其当前可用带宽、CPU占用率和内存占用率信息发送给流媒体负载均衡服务，流媒体负载均衡服务器更新内存中保存的该流媒体服务负载。
[0023](2.6)当有下一个视频请求到来时，重复上述步骤(2.1)
‑
(2.5)。
[0024]单台流媒体服务器负载空闲率计算规则：
[0025][0026]其中，α、β、γ、δ为各项权重系数，且α+β+γ+δ＝1；
[0027]Bwa1：流媒体服务器与相机之间全部网络带宽；
[0028]Bw1：流媒体服务器与相机之间剩余可用网络带宽；
[0029]Bi1：流媒体服务器与相机之间预留网络带宽余量比例；
[0030]Bwa2：流媒体服务器与视频请求方之间全部网络带宽；
[0031]Bw2：流媒体服务器与视频请求方之间剩余可用网络带宽；
[0032]Bi2：流媒体服务器与视频请求方之间预留网络带宽余量比例；
[0033]ORcpu：流媒体服务器CPU占用率；
[0034]ORci：流媒体服务器CPU占用率预留余量；
[0035]ORmem：流媒体服务器内存占用率；
[0036]ORmi：流媒体服务器内存占用率预留余量。
[0037]在多台满足条件的流媒体服务器列表中选择负载最小的服务器计算规则：
[0038][0039]其中，{S1,S2,
…
,Sn}：符合条件的流媒体服务器集合；
[0040]Idle：单台流媒体服务器负载空闲率。
[0041]优选地，步骤(3)包括具体步骤：
[0042](3.1)通过视频结束播放请求中包含的对应的视频请求的信息获取当前正接受之前视频请求转发相应视频流的流媒体服务器；若未找到，则丢弃此次结束视频播放的请求，并通知请求方后台处理错误；
[0043](3.2)若找到了，则通知该流媒体服务结束转发本次结束请求对应的播放请求对应的视频流，并判断当前结束的视频流对应的视频设备是否仍有其他请求方在获取视频流，若没有，则结束该视频设备的视频流接入；之后删除打开视频请求、相机、流媒体服务之间的映射关系；
[0044](3.3)流媒体服务将其当前可用带宽、CPU占用率和内存占用率信息发送给流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法，其特征在于，所述方法具体包括步骤：(1)流媒体服务器上部署流媒体服务，并进行流媒体服务上线；流媒体负载均衡服务器中部署流媒体负载均衡服务；(2)当流媒体负载均衡服务收到打开视频流请求时，基于单台流媒体服务器的负载空闲率，选择出一个最优的流媒体服务进行视频流转发；(3)当流媒体负载均衡服务收到结束视频流播放请求时，根据结束视频流播放请求所携带打开视频流请求的相关信息，找到对应的正在播放的视频流以结束转发；(4)当某个流媒体服务下线时，给流媒体负载均衡服务发送下线消息。2.根据权利要求1所述的一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法，其特征在于，步骤(1)中流媒体服务上线具体过程为，流媒体服务上线，将该服务的唯一标识信息发送给流媒体负载均衡服务；流媒体负载均衡服务收到信息后判断该唯一标识是否已存在，若已存在，则流媒体服务上线失败；若不存在，则此流媒体服务有效，将其信息保存在流媒体负载均衡服务中。3.根据权利要求1所述的一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法，其特征在于，步骤(2)包括具体步骤：(2.1)先判断该视频设备是否已被请求，若没有被请求过，则在当前所有流媒体服务中找到当前负载最小的流媒体服务；(2.2)若该视频设备已被请求，其视频流正在被转发，则找到目前正转发该视频设备视频流的流媒体服务列表，在该列表中找到当前负载最小的流媒体服务；再判断当前获取到的流媒体服务负载是否已达到最大限值，若未达到，则选用该流媒体服务进行所述视频设备的视频流转发；若已达到，则在剩余的没有转发所述视频设备视频流的流媒体服务中找到当前负载最小的流媒体服务；(2.3)若最终获取到的流媒体服务负载仍达到了最大限值，则当前视频请求失败，流媒体负载均衡服务器上报资源不足的告警；否则，选用该流媒体服务进行所述视频设备的视频流接入和转发；同时将该流媒体服务信息更新到转发该视频设备的请求流媒体列表中，而且构建本次请求、当前视频设备与最终选取的流媒体服务的映射关系；(2.4)流媒体负载均衡服务将与流媒体服务协商的相关端口、视频流格式信息发送给请求方，通知请求方请求视频成功；之后流媒体服务转发该相机的视频流给请求方；(2.5)流媒体服务将其当前可用带宽、CPU占用率和内存占用率信息发送给流媒体负载均衡服务，流媒体负载均衡服务器更新内存中保存的该流媒体服务负载。(2.6)当有下一个视频请求到来时，重复上述步骤(2.1)
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(2.5)。4.根据权利要求3所述的一种支持无扰动态变容的流媒体负载均衡方法，其特征在于，单台流媒体服务器负载空闲率计算规则：其中，α、β、γ、δ为各项权重系数，且α+β+γ+δ＝1；Bwa1：流媒体服务器与相机之间全部网络带宽；
Bw1：流媒体服务器与相机之间剩余可用网络带宽；Bi1：流媒体服务器与相机之间预留网络带宽余量比例；Bwa2：流媒体服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢丹，李维，刘刚，徐延明，李琨，付艳丽，裴俊杰，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：