《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》是安徽清新互聯信息科技有限公司於2015年10月10日申請的專利，該專利申請號：2015106518574，專利公布號：CN105227924A，專利公布日：2016年1月6日，發明人是：何佳、尼秀明、汪大鵬、方幸。
《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》提供一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法，包括：判斷客戶端傳送的申請媒體流的信令類型，若為申請P2P模式傳輸媒體流，則獲取特定監控設備的連線地址並傳送給客戶端；若為申請監控平台分發模式傳輸媒體流，則通過一定的調度策略，從部署在監控平台的普通分發伺服器、全通分發伺服器以及兜底分發伺服器中，選擇出最優的分發伺服器，將其地址傳送給客戶端和特定監控設備。《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》通過最佳化視頻監控平台的調度方式，可以在投入不變的情況下，在整體統計意義上使用戶觀看視頻時得到更好的網路頻寬和觀看效果。
2021年8月16日，《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》的附圖摘要）
基本介紹
- 中文名：一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法
- 公布號：CN105227924A
- 公布日：2016年1月6日
- 申請號：2015106518574
- 申請日：2015年10月10日
- 申請人：安徽清新互聯信息科技有限公司
- 地址：安徽省合肥市高新區黃山路599號時代數碼港1105-1108
- 發明人：何佳、尼秀明、汪大鵬、方幸
- Int.Cl.：H04N7/18(2006.01)I、H04N21/63(2011.01)I、H04N21/647(2011.01)I
- 專利代理機構：合肥天明專利事務所
- 代理人：金凱、宋倩
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著視頻監控技術的發展，視頻監控產品的套用場景已經不再局限於行業套用，很多商鋪和家庭安裝視頻監控產品的需求越來越大。為了支持這類個人用戶需求，已經有不少運營商和公司架設了基於網際網路的視頻監控平台，提供標準化的產品和服務。但是這些產品也遇到了一個很大的問題是中國複雜的網路環境。中國網路的複雜性體現在以下幾個方面：
1）IPv6遠未普及，IPv4的資源緊張問題直接導致了各種複雜的區域網路的存在。兩個網路接入點之間很難保證P2P連線百分百成功。
2）中國存在多個網路運營商，出於各種原因，每個運營商的網路之間互通頻寬不好，跨網的兩個接入點之間數據傳輸頻寬很窄，嚴重影響傳輸效果。
3）網路資源比較昂貴，是影響運營成本的重要因素。
對於面向個人用戶的視頻監控業務，觀看時最優的傳輸方式是P2P方式，但無法保證總能成功。只有通過架設在公網上的分發伺服器進行碼流轉發才能確保成功。對於基於網際網路的視頻監控平台服務商來說，雖然可以通過多架設分發伺服器的方式解決各種網路互通問題，但由於網路資源較為昂貴，不能無限制地增加分發伺服器，必須在運營成本、用戶體驗等因素中採用最優的折中策略。
針對特定的網路環境，如果調度方法運用得當，可以更充分和更合理地利用視頻監控平台中的分發伺服器資源，得到較好的用戶觀看體驗。截至2015年10月10日，該領域常用的調度方法有：
1）靜態調度，即通過監控平台預先設定的方式，特定監控設備總是調度到特定分發伺服器。這種方法一般調度效果最好，但由於閒置分發伺服器的資源不能充分利用，因此架設的分發伺服器數量較多，運營成本偏高。
2）負載最低調度，即監控平台選擇負載最低的分發伺服器進行分發。這種方法可以最大限度地減少分發伺服器的數量，運營成本最低，但是由於中國複雜的網路環境，很可能出現碼流在不同網路運營商之間傳輸的情況，影響用戶觀看體驗。
發明內容
專利目的
《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》提供一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法，使用戶觀看視頻時得到更好的網路頻寬和觀看效果。
技術方案
一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法，包括以下步驟：
（1）判斷客戶端傳送的申請媒體流的信令類型，若為申請P2P模式傳輸媒體流，則執行步驟（2），若為申請監控平台分發模式傳輸媒體流，則執行步驟（3）；所述申請媒體流的信令中包含客戶端ID和特定監控設備ID；
（2）根據所述特定監控設備ID獲取特定監控設備的連線地址，並將所述特定監控設備的連線地址傳送給客戶端；
（3）從部署在監控平台的普通分發伺服器、全通分發伺服器以及兜底分發伺服器中，選擇出最優的分發伺服器，將所述最優的分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備；
所述普通分發伺服器指的是所有IP位址均屬於同一個網路運營商的分發伺服器，所述全通分發伺服器指的是具有屬於不同網路運營商的多個IP位址的分發伺服器，所述兜底分發伺服器指的是當普通分發伺服器和全通分發伺服器均不可選用時所選用的分發伺服器。
所述的視頻監控平台媒體流的異網調度方法，步驟（3）中，所述從部署在監控平台的普通分發伺服器、全通分發伺服器以及兜底分發伺服器中，選擇出最優的分發伺服器，具體包括以下步驟：
a、根據所述特定監控設備ID查詢靜態調度表，判斷所述靜態調度表中是否存在與所述特定監控設備ID相對應的分發伺服器，若是，則將查表得到的分發伺服器地址傳送給客戶端和特定監控設備，若否，則執行步驟b；
b、根據客戶端ID和特定監控設備ID，分別獲取客戶端和特定監控設備的來源IP，並根據所述來源IP獲取客戶端和特定監控設備分別所屬的網路運營商；
c、根據IP與網路運營商的對應關係表，判斷所述客戶端和特定監控設備的來源IP是否屬於同一個網路運營商，若是，則繼續執行步驟d，若否，則跳轉至步驟e；
d、獲取屬於該網路運營商的普通分發伺服器的可用列表，若該可用列表不為空，則將該可用列表中負載最低的普通分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備，若該可用列表為空，則執行步驟e；
e、獲取全通分發伺服器的可用列表，若該可用列表不為空，則將該可用列表中負載最低的全通分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備，若該可用列表為空，則執行步驟f；
f、獲取兜底分發伺服器的可用列表，將該可用列表中負載最低的兜底分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備。
所述的視頻監控平台媒體流的異網調度方法，所述從部署在監控平台的普通分發伺服器、全通分發伺服器以及兜底分發伺服器中，選擇出最優的分發伺服器，還包括以下步驟：
周期性檢測所有普通分發伺服器和全通分發伺服器的負載情況，從可用列表中移除超負載的分發伺服器，直至其負載降至設定閾值再將其添加到可用列表中。
改善效果
《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》通過最佳化視頻監控平台的調度方式，可以在投入不變的情況下，在整體統計意義上使用戶觀看視頻時得到更好的網路頻寬和觀看效果。
附圖說明
圖1是《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》所涉及的監控設備、客戶端、監控平台三者之間的網路關係圖；
圖2是《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》具體實施例在監控平台的調度過程流程圖。
技術領域
《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》涉及計算機網路技術領域，具體是一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法。
權利要求
1.一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法，其特徵在於，包括以下步驟：
（1）判斷客戶端傳送的申請媒體流的信令類型，若為申請P2P模式傳輸媒體流，則執行步驟（2），若為申請監控平台分發模式傳輸媒體流，則執行步驟（3）；所述申請媒體流的信令中包含客戶端ID和特定監控設備ID；
（2）根據所述特定監控設備ID獲取特定監控設備的連線地址，並將所述特定監控設備的連線地址傳送給客戶端；
（3）從部署在監控平台的普通分發伺服器、全通分發伺服器以及兜底分發伺服器中，選擇出最優的分發伺服器，將所述最優的分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備；所述普通分發伺服器指的是所有IP位址均屬於同一個網路運營商的分發伺服器，所述全通分發伺服器指的是具有屬於不同網路運營商的多個IP位址的分發伺服器，所述兜底分發伺服器指的是當普通分發伺服器和全通分發伺服器均不可選用時所選用的分發伺服器；
步驟（3）中，所述從部署在監控平台的普通分發伺服器、全通分發伺服器以及兜底分發伺服器中，選擇出最優的分發伺服器，具體包括以下步驟：
a、根據所述特定監控設備ID查詢靜態調度表，判斷所述靜態調度表中是否存在與所述特定監控設備ID相對應的分發伺服器，若是，則將查表得到的分發伺服器地址傳送給客戶端和特定監控設備，若否，則執行步驟b；
b、根據客戶端ID和特定監控設備ID，分別獲取客戶端和特定監控設備的來源IP，並根據所述來源IP獲取客戶端和特定監控設備分別所屬的網路運營商；
c、根據IP與網路運營商的對應關係表，判斷所述客戶端和特定監控設備的來源IP是否屬於同一個網路運營商，若是，則繼續執行步驟d，若否，則跳轉至步驟e；
d、獲取屬於該網路運營商的普通分發伺服器的可用列表，若該可用列表不為空，則將該可用列表中負載最低的普通分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備，若該可用列表為空，則執行步驟e；
e、獲取全通分發伺服器的可用列表，若該可用列表不為空，則將該可用列表中負載最低的全通分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備，若該可用列表為空，則執行步驟f；
f、獲取兜底分發伺服器的可用列表，將該可用列表中負載最低的兜底分發伺服器的地址傳送給客戶端和特定監控設備。
2.根據權利要求1所述的視頻監控平台媒體流的異網調度方法，其特徵在於，所述從部署在監控平台的普通分發伺服器、全通分發伺服器以及兜底分發伺服器中，選擇出最優的分發伺服器，還包括以下步驟：周期性檢測所有普通分發伺服器和全通分發伺服器的負載情況，從可用列表中移除超負載的分發伺服器，直至其負載降至設定閾值再將其添加到可用列表中。
實施方式
《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》中定義三種分發伺服器：
普通分發伺服器：這種分發伺服器的所有IP位址均屬於同一個網路運營商，相對而言是運營成本最低的分發伺服器。
全通分發伺服器：這種分發伺服器具有屬於不同網路運營商的多個IP位址，在這種分發伺服器上跨網傳輸數據效果較好，但相對而言運營成本最高，因此部署數量要儘量少。
兜底分發伺服器：在所有調度策略失敗時，選擇這種分發伺服器進行分發，以保證即使網路頻寬不是最好，但至少用戶能夠觀看。在監控平台中至少要部署一台兜底伺服器， 一般應該部署在用戶較多的網路運營商的網路上。
如圖1所示，中間虛線框代表視頻監控平台1，包括一個中心管理伺服器11和若干個分發伺服器12，中心管理伺服器11對所有的分發伺服器12進行管理，並執行《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》的調度方法。監控設備2和客戶端2都有一條控制通道與中心管理伺服器11相連，用於傳輸各種 控制信令。監控設備2將音視頻傳遞給客戶端3有兩種模式，一種是分發模式，即監控設備2 先將音視頻媒體流傳輸到分發伺服器12，然後分發伺服器12再將碼流傳輸到客戶端3，如圖 1中的粗實線；另一種是P2P模式，監控設備直接將音視頻媒體流傳輸到客戶端3，如圖1中的粗虛線。
一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法，包括客戶端申請媒體流的過程和監控平台選擇分發伺服器的調度過程：
客戶端申請媒體流過程的主要思想是優先用P2P方式申請媒體流，如果失敗則再以分發模式申請，具體包括以下步驟：
C01、客戶端針對特定監控設備向監控平台的中心管理伺服器申請P2P模式傳輸媒體流，並等待中心管理伺服器返回連線地址；
C02、客戶端嘗試連線中心管理伺服器返回的P2P模式連線地址；如果成功，則從該地址獲取媒體流，如果失敗，則執行步驟C03；
C03、客戶端針對特定監控設備向監控平台的中心管理伺服器申請分發模式傳輸媒體流，並等待中心管理伺服器返回分發伺服器地址；
C04、客戶端嘗試連線中心管理伺服器返回的分發伺服器地址；如果成功，則從該地址獲取媒體流；如果失敗，則此次申請過程失敗（失敗的原因很多，比如說監控設備正好在調度過程中掉線等，都不屬於《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》解決的問題）。
如圖2所示，當客戶端執行步驟C03時，監控平台對應的選擇分發伺服器的調度過程，包括以下步驟：
S01、載入監控設備靜態調度表；在該表中通過監控設備ID可以查到對應的分發伺服器的地址（分發伺服器地址包括IP和連線埠，下同）；
S02、載入IP與網路運營商的對應關係表；在該表中通過IP位址可以查到該IP所屬的網路運營商；
S03、載入分發伺服器類型與網路運營商的對應關係表；在該表中可以查到每一個分發伺服器的類型，對於普通分發伺服器還可以查到其所屬的網路運營商；
S04、周期性檢測所有普通分發伺服器和全通分發伺服器的負載情況，從可用列表中移除超負載的分發伺服器，直至其負載降下來再添加回列表，這樣可以確保在調度過程中選擇出的普通分發伺服器和全通分發伺服器不會超負載門限；
S05、中心管理伺服器接收一條客戶端申請媒體流的信令，獲取相關監控設備和客戶端的來源IP；客戶端申請媒體流的信令中包含監控設備ID和客戶端ID，中心管理伺服器根據監控設備ID獲取監控設備的來源IP，根據客戶端ID獲取客戶端的來源IP；
S06、根據監控設備ID查詢靜態調度表；一般在靜態調度表中存在的監控設備，都屬於優先保證調度的監控設備；因為是人工設定的，一般都是最優的調度結果；
S07、判斷是否查到靜態設定；如果是，則繼續執行步驟S08，如果否，則跳轉至步驟S09；
S08、將查表得到的分發伺服器地址傳送給監控設備和客戶端；返回步驟S04。
S09、根據來源IP獲取客戶端和監控設備分別所屬的網路運營商；
S10、判斷是否屬於同一個網路運營商；如果是，則繼續執行步驟S11，如果否，則跳轉至步驟S14；
S11、獲取屬於該網路運營商的普通分發伺服器的可用列表；
S12、判斷列表是否為空；如果否，則繼續執行步驟S13；如果是，則跳轉至步驟S14；
S13、獲取負載最低的普通分發伺服器的地址傳送給監控設備和客戶端；返回步驟 S04。
S14、獲取全通分發伺服器的列表；
S15、判斷列表是否為空；如果否，則繼續執行步驟S16，如果是，則跳轉至步驟S17；
S16、獲取負載最低的全通分發伺服器的地址傳送給監控設備和客戶端；返回步驟 S04。
步驟S17、獲取兜底分發伺服器的列表；
步驟S18、獲取負載最低的兜底分發伺服器的地址傳送給監控設備和客戶端；返回步驟S04。
榮譽表彰
2021年8月16日，《一種視頻監控平台媒體流的異網調度方法》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
