应用层组播系统及流媒体数据处理方法技术方案

本发明专利技术提供一种应用层组播系统及流媒体数据处理方法。其中，系统包括：核心子网和边缘子网；核心子网包括：内容管理服务器和群组调度服务器；边缘子网包括至少一个边缘服务器群；群组调度服务器，与每个边缘服务器群连接，用于根据每个边缘服务器群的负载特性对边缘服务器群进行调度，并将调度结果提供给内容管理服务器；内容管理服务器，与每个边缘服务器群连接，用于根据调度结果向每个边缘服务器群提供流媒体资源；边缘服务器群，用于接收用户的播放请求，并向用户提供与播放请求对应的流媒体数据。采用本发明专利技术技术方案，可以实现对高清、实时、大规模视频直播业务的承载，解决现有技术无法满足视频直播业务的实时性要求的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络通信技术，尤其涉及一种。
技术介绍
流媒体技术是一种用流传输方式在互联网上播放音频、视频等多媒体数据的技术，该技术使用户可以边下载边观看节目，不需要将整个文件下载完后再观看。网络带宽的飞速发展为流媒体应用提供的坚实的网络基础，其中，视频直播是流媒体应用的重点之一。目前互联网上承载视频直播业务的系统主要有客户端/服务器(Client/Serves ；简称为:C/S)模式、内容分发网络(Content Delivery Network ；简称为:CDN)模式和对等网络 (Peer to Peer ；简称为P2P)模式。其中，图1为现有C/S架构的一种结构示意图。在图1所示的C/S结构包括服务器11和多个与服务器11直接连接的客户端12。在C/S架构中，在面对互联网中的流媒体直播业务时，服务器11为每个请求流媒体直播业务的客户端12均建立一条发送流媒体数据的链接。在该模式中，如果有多个客户端12同时请求同一流媒体直播业务，则在互联网上将存在多份相同的流媒体数据。图2为现有⑶N系统的一种结构示意图。如图2所示，该⑶N系统是一个建立并覆盖在互联网之上、由分布在不同区域的由多个节点服务器21构成的节点服务器群23构成的虚拟网络，其中，每个节点服务器21存储有相同的流媒体数据，并连接有多个客户端22。 该CDN系统主要是通过多个节点服务器21构成节点服务器群，来避开互联网上可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，保证客户端能够就近获取所需的内容，减少响应时延。P2P网络不同于C/S模式的网络，是一种分布式网络。在P2P网络中，每个节点之间彼此共享所拥有的部分资源，每个节点既是C/S模式中的服务器，又是C/S模式中的客户端。P2P网络主要是通过各节点之间的主动协作来减轻服务器的负担。但是，对于高清、实时、大规模的视频直播业务，上述各种网络系统在实现上均存在不足如果采用C/S模式的系统来承载，由于视频直播业务的数据量较大，对服务器的负担较重，存在服务器本身带来的系统无法扩容的问题；另外，多份相同的流媒体数据同时在互联网中传输，将占用大量网络带宽，造成网络带宽的浪费，即C/S模式并不适合承载高清、实时、大规模的视频直播业务。同理，由于CDN系统是基于C/S架构发展起来的，因此， 同样存在上述问题，即CDN系统也不适合承载高清、实时、大规模的视频直播业务。对于P2P 网络，由于客户端之间互传数据是基于异步分享的，即某P2P客户端请求的某直播业务数据可能来自和自己同时观看该直播业务的其他P2P客户端，也可能来自其他未观看该直播业务但存储有部分直播业务数据的P2P客户端，这就无法满足直播业务对同步性(即实时性)的要求，即P2P网络也不适合承载高清、实时、大规模视频直播业务。基于当前承载高清、实时、大规模视频直播业务所面临的各种问题，出现了一种应用层组播技术。应用层组播是通过在应用层复制和缓存数据包，而不是在路由器上复制数据包来避免网络层组播(即IP组播)的部署问题。应用层组播网中的节点是组播成员主机，流媒体数据的路由、复制、转发等功能都由组播成员主机完成；在组播成员主机基于自组织算法建立和维护一个叠加网。应用层组播继承了组播模式的通信效率，克服了 IP层组播难于在hternet中开展的缺点，例如解决了 C/S、CDN面对高清、实时、大规模视频直播业务时出现的各种问题。图3为现有基于应用层组播技术实现的流媒体分发系统的结构示意图。该系统包括中心内容服务器35、与中心内容服务器35连接的多个边缘服务器31、与边缘服务器31 连接的用户请求调度服务器33以及与边缘服务器31连接的P2P客户端34，且处于一个自治域内的各P2P客户端34也彼此连接。该系统通过构建P2P客户端自治域，利用P2P客户端34的上传能力来互相传输一部分流媒体数据，从而节约了中心内容服务器35资源的消耗，降低了对中心内容服务器35的负载能力要求。但是，由于P2P客户端之间互相传输数据是异步分享的，仍然无法满足视频直播业务对实时性的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种，用以实现对高清、实时、 大规模视频直播业务的承载，解决现有技术存在的各种缺陷。本专利技术提供一种应用层组播系统，包括核心子网和边缘子网；所述核心子网包括内容管理服务器和群组调度服务器；所述边缘子网包括至少一个边缘服务器群； 所述群组调度服务器，与每个所述边缘服务器群连接，用于根据每个所述边缘服务器群的负载特性对所述边缘服务器群进行调度，并将调度结果提供给所述内容管理服务器；所述内容管理服务器，与每个所述边缘服务器群连接，用于根据所述调度结果向每个所述边缘服务器群提供流媒体资源；所述边缘服务器群，用于接收用户的播放请求，并向所述用户提供与所述播放请求对应的流媒体数据。本专利技术提供一种基于本专利技术提供的应用层组播系统实现的流媒体数据处理方法， 包括群组调度服务器根据至少一个边缘服务器群中每个所述边缘服务器群的负载特性对所述边缘服务器群进行调度，并将调度结果提供给内容管理服务器；所述内容管理服务器根据所述调度结果向每个所述边缘服务器群提供流媒体资源；所述边缘服务器群接收所述流媒体资源，并保存所述流媒体资源。本专利技术的，核心子网中的群组调度服务器根据边缘子网中至少一个边缘服务器群的负载特性对边缘服务器群进行调度，使核心子网中的内容管理服务器根据调度结果向至少一个边缘服务器群提供流媒体资源，由边缘服务器群直接向用户提供与播放请求对应的流媒体数据，不再利用P2P用户的上传能力来互相传输流媒体数据，提高了用户获取流媒体数据的实时性，满足了视频直播业务对实时性的要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有C/S架构的一种结构示意图；图2为现有⑶N系统的一种结构示意图；图3为现有基于应用层组播技术实现的流媒体分发系统的结构示意图；图4为本专利技术一实施例提供的应用层组播系统的结构示意图；图5为本专利技术另一实施例提供的应用层组播系统的结构示意图；图6为本专利技术又一实施例提供的应用层组播系统的结构示意图；图7为本专利技术一实施例提供的流媒体数据处理方法的流程图；图8为本专利技术又一实施例提供的流媒体数据处理方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图4为本专利技术一实施例提供的应用层组播系统的结构示意图。如图4所示，本实施例的系统包括核心子网10和边缘子网20。核心子网10包括内容管理服务器101和群组调度服务器102，内容管理服务器101与群组调度服务器102连接；边缘子网20包括至少一个边缘服务器群201 (图4以3个为例)。其中，群组调度服务器102，与每个边缘服务器群201连接，用于根据每个边缘服务器本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种应用层组播系统，其特征在于，包括：核心子网和边缘子网；所述核心子网包括：内容管理服务器和群组调度服务器；所述边缘子网包括至少一个边缘服务器群；所述群组调度服务器，与每个所述边缘服务器群连接，用于根据每个所述边缘服务器群的负载特性对所述边缘服务器群进行调度，并将调度结果提供给所述内容管理服务器；所述内容管理服务器，与每个所述边缘服务器群连接，用于根据所述调度结果向每个所述边缘服务器群提供流媒体资源；所述边缘服务器群，用于接收用户的播放请求，并向所述用户提供与所述播放请求对应的流媒体数据。

【技术特征摘要】
1.一种应用层组播系统，其特征在于，包括核心子网和边缘子网；所述核心子网包括内容管理服务器和群组调度服务器；所述边缘子网包括至少一个边缘服务器群；所述群组调度服务器，与每个所述边缘服务器群连接，用于根据每个所述边缘服务器群的负载特性对所述边缘服务器群进行调度，并将调度结果提供给所述内容管理服务器；所述内容管理服务器，与每个所述边缘服务器群连接，用于根据所述调度结果向每个所述边缘服务器群提供流媒体资源；所述边缘服务器群，用于接收用户的播放请求，并向所述用户提供与所述播放请求对应的流媒体数据。2.根据权利要求1所述的应用层组播系统，其特征在于，每个所述边缘服务器群包括 中继调度服务器和至少一个边缘服务器；所述中继调度服务器，与每个所述边缘服务器连接，用于根据每个所述边缘服务器的等级编号和负载特性对所有所述边缘服务器进行排序，并将排序结果提供给每个所述边缘服务器；所述边缘服务器，用于接收所述播放请求，并向所述用户提供与所述播放请求对应的流媒体数据；所述群组调度服务器具体与每个所述边缘服务器群中的所述中继调度服务器连接，用于从所述中继调度服务器获取每个所述边缘服务器的负载特性，并根据所述每个所述边缘服务器的负载特性对所述边缘服务器群进行调度；所述内容管理服务器具体与每个所述边缘服务器群中的中继边缘服务器连接，用于根据所述调度结果将所述流媒体资源提供给所述中继边缘服务器，以通过所述中继边缘服务器将所述流媒体资源提供给所述边缘服务器群中的每个所述边缘服务器；所述中继边缘服务器为所述排序结果中处于第一位的边缘服务器。3.根据权利要求2所述的应用层组播系统，其特征在于，所述中继调度服务器还用于接收所述用户的连接请求，以与所述用户建立连接，并从所述至少一个边缘服务器中确定为所述用户提供服务的第一边缘服务器，由所述第一边缘服务器接收所述用户的播放请求，并向所述用户提供与所述播放请求对应的流媒体数据。4.根据权利要求3所述的应用层组播系统，其特征在于，所述第一边缘服务器还用于在所述流媒体数据不存在时，根据所述排序结果向所述中继边缘服务器发出请求消息，以使所述中继边缘服务器向所述内容管理服务器请求所述流媒体数据。5.根据权利要求4所述的应用层组播系统，其特征在于，所述中继边缘服务器还用于接收所述内容管理服务器发送的所述媒体流数据，并根据所述排序结果将所述流媒体数据提供给其他所述边缘服务器；所述第一边缘服务器还用于将所述流媒体数据发送给所述用户。6.根据权利要求5所述的应用层组播系统，其特征在于，所述中继边缘服务器具体将所述流媒体数据发送给所述排序结果中处于第二位的边缘服务器，以使所述流媒体数据被依次发送给所述边缘服务器群中的每一个所述边缘服务器。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：文湘江，马少武，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11