CN103945198A - 一种控制视频监控系统流媒体路由的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制视频监控系统流媒体路由的系统和方法，一种控制视频监控系统流媒体路由的系统，包括若干前端监控设备、若干流媒体服务器和若干客户端，其特征在于，还包括网管服务器，用以对所述前端监控设备、流媒体服务器、客户端设备节点和链路的资源使用情况进行监控，并将其性能数据反馈给数据处理单元；以及数据处理单元，采用预设的评分标准，对所述性能数据进行处理，自动选择最流畅的流媒体服务器地址提供给客户端。本发明改善了传统的评分标准，更加充分的兼顾流媒体服务器之外的其他系统因素，保障了流媒体的响应速度和播放流畅性。
Description
技术领域
本发明涉及流媒体技术领域，尤其涉及一种控制视频监控系统流媒体路由的系统和方法。
背景技术
目前对于视频监控领域内前端监控设备实时视频或者所存储的声音、图像等多媒体文件，当客户端需要点播时，主要有下载和流式传输两种方式。其中，流式传输是把声音、图像等节目保存在流媒体服务器上，当用户需要点播某个节目时，流媒体服务器会通过网络把节目连续、实时地传送给用户（客户端）。在流式传输中通常利用流媒体服务器本身的负载情况进行路径分配，优先分配当前负载最低的服务器作为转发服务器，负载的判断依据为服务器的转发规格，这其中包含了对处理器、内存和网络带宽的资源综合决策，此方案充分考虑了服务器本身的转发能力，达到资源利用率的最优分配。但是，大多数的流式传输仅考虑了服务器本身的性能因素，即使在流媒体性能充足的情况下，如果中间传输网络出现拥挤，也不能保证客户端能正常点播；通常的监控设备也仅是对流媒体服务器本身性能的监控，并未对整个链路和节点进行监控，忽略了中间传输网络的因素，导致即使是负载最低的服务器地址，客户点播时仍然会出现迟延很久的现象，凸显了评分标准的片面化。因此，为了保证流媒体的响应速度和播放流畅性，就必须更加充分的兼顾流媒体服务器之外的其他因素，有必要对此进行改善。
发明内容
针对现有技术中仅仅考虑了服务器本身的性能因素，却未兼顾影响流媒体响应速度和播放流畅的其他因素，以及服务器评分标准片面化的不足，本发明提供一种控制视频监控系统流媒体路由的系统和方法，所采用的技术方案如下:
一种控制视频监控系统流媒体路由的系统，包括若干前端监控设备、若干流媒体服务器和若干客户端，其特征在于，还包括
网管服务器，用以对所述前端监控设备、流媒体服务器、客户端节点和链路的资源使用情况进行监控，并将其性能数据反馈给数据处理单元；以及
所述数据处理单元，采用预设的评分标准，对所述性能数据进行处理，自动选择最流畅的流媒体服务器地址提供给客户端。
网管服务器相当于对传输路径进行监控并通过协议采集性能数据，配合数据处理单元的改进后的评分标准，自动筛选最流畅的流媒体服务器地址。
进一步地，所述网管服务器对传输路径上采集到的性能数据进行记录并存储，并定时更新该性能数据，以保证在视频播放过程中出现延迟时可随时更新最优传输路径。
一种控制视频监控系统流媒体路由的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、用户登陆客户端，请求查看并点播前端监控设备的文件；
S2、数据处理单元向网管服务器发起查询请求，请求查询可提供对应S1的各传输路径上的资源使用情况和性能数据；
S3、网管服务器将各传输路径上节点和链路的资源使用情况以及性能数据返回到数据处理单元；
S4、数据处理单元根据预设的评分标准，对所述性能数据进行处理，自动选择最流畅的流媒体服务器地址提供给客户端；
S5、客户端对最优化的流媒体服务器进行点播。
进一步地，所述步骤S4中所采用的评分标准为，
（1）假设共有n条传输路径，资源的种类为A1,A2,…,Am共m种；
（2）A1,A2,…, Am的权重系数可根据优先级别进行设定，依次对应分别为P1,P2, …,Pm；
（3）每个流媒体服务器的综合得分为S ，
（4）数据处理单元将评分最高的路径上对应的所有流媒体服务器单元进行编码（路径上可能涉及一个或者多个流媒体服务器参与转发），并连同距离用户最近的流媒体服务器地址返回给客户端自动将当前综合得分S最高的流媒体服务器地址返回到客户端。
进一步地，所述各传输路径的资源至少包括：平均可用CPU使用率A1=最大使用率阀值-实际使用率，平均可用内存使用率A2=最大使用率阀值-实际使用率，以及节点之间的平均带宽资源使用率A3=最大使用率阀值-实际使用率，延迟的相对值A4=（1-实际延迟/最大延迟阀值）×100%。
进一步地，在步骤S3和步骤S4之间还包括：数据处理单元根据各路径上采集到的性能数据的列表进行选择，检测系统的最大性能阀值A1max、A2max、A3max、A4max…Ammax，如果任一项指标存在超过所述最大性能阀值的情况，则该路径直接被否决。
进一步地，步骤S5中所述最优化的流媒体服务器收到点播请求后，对前端监控设备进行分析，如果是摄像机，则判断是否已经存在点播请求，如果存在，则复制该码流并发送到客户端，如果不存在，则对摄像机发起点播请求，获取码流后再发送到客户端；如果是录像文件，则从文件地址获取录像文件信息，读取文件内容并通过流媒体协议发送到客户端。
进一步地，点播过程中所述步骤S2-S5持续进行，实时自动提供最流畅的流媒体服务器。点播过程中随时可能出现长时间停滞的现象，为保障播放流畅性，步骤S2-S5保持不间断运行，一旦播放长时间停滞，超过预先设置的阈值，则数据处理单元会根据性能数据，自动筛选出除当前传输路径外的最佳路径以供点播。
本发明的积极效果是：
（1）改善了传统的评分标准，更加充分的兼顾流媒体服务器之外的其他因素，保障了流媒体的响应速度和播放流畅性。
（2）点播过程中，对各路径保持监控，一旦停滞时间超过预先设定的阈值，则自动筛选除当前流媒体服务器之外的最优传输路径供客户继续点播。
附图说明
图1为本发明的网络拓扑结构图
图2为本发明的操作步骤示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种控制视频监控系统流媒体路由的系统，包括若干前端监控设备、若干流媒体服务器和若干客户端，其特征在于，还包括网管服务器，用以对所述前端监控设备、流媒体服务器及客户端节点和链路的资源使用情况进行监控，并将其性能数据反馈给数据处理单元；以及所述数据处理单元，采用预设的评分标准，对所述性能数据进行处理，自动选择最流畅的流媒体服务器地址提供给客户端。前端监控设备、流媒体服务器、客户端之间通过网络设备相连，可采用有线或无线的方式。网管服务器相当于对传输路径进行监控并采集性能数据，配合数据处理单元的改进后的评分标准，自动筛选最流畅的流媒体服务器地址。同时，网管服务器对所述性能数据进行记录、存储并定时更新。
如图2所示，一种控制视频监控系统流媒体路由的方法，当用户通过监控系统客户端访问前端监控设备时，所述方法包含以下步骤：
a）系统在运行过程中，网管服务器实时通过SNMP协议采集前端监控设备、流媒体服务器、数据处理单元、网络设备（交换机、路由器等）、客户端节点的CPU、内存，并分析节点之间链路的带宽资源使用量和延迟大小；
b）当用户登陆监控系统客户端后，数据处理单元会列出所有的流媒体内容，包括直播流媒体和点播流媒体内容；
c）如果用户选择了其中一个流媒体进行播放，数据处理单元首先根据预置的流媒体服务器组对所有流媒体服务器进行目标客户端地址的网络转发路径分析，分析的数据依据为网管服务器从各设备中采集的路由表信息；
d）数据处理单元根据每条传输路径上所有节点反馈回来的数据进行性能评估，评估的数据来源为网管服务器从各节点采集到平均可用CPU使用率（A1=最大使用率阀值-实际使用率）、平均可用内存使用率（A2=最大使用率阀值-实际使用率），以及节点之间的平均带宽资源使用率（A3=最大使用率阀值-实际使用率）和延迟的相对值（A4=（1-实际延迟/最大延迟阀值）×100%），并形成如下的性能值列表：
e）数据处理单元根据各流媒体路径上采集到的性能值列表进行仲裁选择，首先检测系统的最大性能阀值A1max、A2max、A3max、A4max，如果任一项指标存在超过阀值的情况，则该流媒体路径直接被否决，否则进行优先级计算，计算前，系统需预设一个权重系数，分别为P1、P2、P3、P4，可根据系统的需要进行人工自定义调节（可根据性能和资源的优先级控制），得出以下的数据：
S1 = A11×P1+A21×P2+A31×P3+A41×P4;
S2 = A12×P1+A22×P2+A32×P3+A42×P4;
…
Sn = A1n×P1+A2n×P2+A3n×P3+A4n×P4
f）数据处理单元通过快速计算获得性能数据S1、S2、…、Sn后，将评分最高的路径上对应的所有流媒体服务器单元进行编码（路径上可能涉及一个或者多个流媒体服务器参与转发），并连同距离用户最近的流媒体服务器地址返回给客户端；
g）客户端根据数据处理单元返回的流媒体服务器地址进行请求，并携带流媒体单元的编码值，第一个流媒体服务器获取编码值后，根据解码后的流媒体地址依次进行流媒体路由请求，最终定位到流媒体源，流媒体源按照返回路径进行流媒体数据的发送，直至到达客户端进行接收。
Claims (8)
1.一种控制视频监控系统流媒体路由的系统，包括若干前端监控设备、若干流媒体服务器和若干客户端，其特征在于，还包括
网管服务器，用以对所述前端监控设备、流媒体服务器、客户端节点和链路的资源使用情况进行监控，并将采集到的性能数据反馈给数据处理单元；以及
所述数据处理单元，采用预设的评分标准，对所述性能数据进行处理，自动选择最流畅的流媒体服务器地址提供给客户端。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网管服务器对采集到的性能数据还同时进行记录、存储，并定时更新。
3.一种控制视频监控系统流媒体路由的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、用户登陆客户端，请求查看并点播前端监控设备的文件；
S2、数据处理单元向网管服务器发起查询请求，请求查询可提供对应S1的各传输路径上的资源使用情况和性能数据；
S3、网管服务器将各传输路径上节点和链路的资源使用情况以及性能数据返回到数据处理单元；
S4、数据处理单元根据预设的评分标准，对所述性能数据进行处理，自动选择最流畅的流媒体服务器地址提供给客户端；
S5、客户端对最优化的流媒体服务器进行点播。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中所采用的评分标准为，
（1）假设共有n条传输路径，资源的种类为A1,A2,…,Am共m种；
（2）A1,A2,…, Am的权重系数可根据优先级别进行设定，依次对应分别为P1,P2, …,Pm；
（3）每个流媒体服务器的综合得分为S ；
（4）数据处理单元将评分最高的传输路径上对应的所有流媒体服务
器单元进行编码，并连同距离用户最近的流媒体服务器地址返回给客户端自动将当前综合得分S最高的流媒体服务器地址返回到客户端。
5.根据权利要求 3 所述的方法，其特征在于，所述各传输路径的资源使用情况至少包括：平均可用CPU使用率、平均可用内存使用率、节点之间的平均带宽资源使用率、延迟的相对值。
6.根据权利要求 3 所述的方法，其特征在于，在步骤S3和步骤S4之间还包括：数据处理单元根据网管服务器反馈的各传输路径的性能数据进行选择，检测系统的最大性能阀值，如果任一项指标存在超过所述最大性能阀值的情况，则该传输路径直接被否决。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S5中所述最优化的流媒体服务器收到点播请求后，对前端监控设备进行分析，如果是摄像机，则判断是否已经存在点播请求，如果存在，则复制该码流并发送到客户端，如果不存在，则对摄像机发起点播请求，获取码流后再发送到客户端；如果是录像文件，则从文件地址获取录像文件信息，读取文件内容并通过流媒体协议发送到客户端。
8.根据权利要求 3 所述的方法，其特征在于，点播过程中所述步骤S2-S5持续进行，实时自动提供最流畅的流媒体服务器。
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