CN101277270A - 流媒体数据的传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流媒体数据的传输方法及系统。其中，该传输方法包括：发送方在向接收方发送流媒体数据的同时，将所发送的流媒体数据保存到发送队列中；发送方以第一时间为周期向接收方发送发送队列中保存的所有流媒体数据。通过本发明，大大降低了用户数据报协议传输的丢包情况，保持了用户数据报协议的传输速度，确保了接收方接收数据的完整有效，从而保障了视频流媒体播放过程的流畅和稳定。

Description

流媒体数据的传输方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种流媒体数据的传输方法及系统。

背景技术

现有P2P流媒体视频直播、视频点播产品在流数据传输方面，绝大部分都是采用传输控制协议(Transfer Control Protocol，简称TCP)传送数据。TCP协议虽然能保证数据完整地到达终端，但在互联网上的传输速度较慢。更重要的是，目前互联网80％的用户都是在内网或防火墙内，用户与用户很难进行P2P链接，用户要想观看视频必须通过服务器进行传输，无法达到P2P的效果，同时又占用了服务器大量的带宽，造成服务器数据堵塞，速度缓慢，且用户端的观看效果很不理想，比如画面不清晰、不流畅、易中断等。对于服务商来说，又增大了运营成本，减少了经济效益。

也有少许产品采用用户数据报协议(User Datagram Protocl，简称UDP)传送数据。由于UDP传输在网络中的速度是任何协议都无法比拟的，所以在P2P流媒体数据传输中，大家还都希望利用UDP传输。但是，UDP传输是一种无链接的不可靠的网络传输方式。它的无连接性造成了它在大量数据传输的过程中链接的不稳定，丢包率极高，从而导致传输速度下降、流数据质量不高、经常出现在网络传输中丢包、视频画面缺帧现象的众多问题。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种流媒体数据的传输方法及系统。

根据本发明的一个实施例的流媒体数据的传输方法包括：发送方在向接收方发送流媒体数据的同时，将所发送的流媒体数据保存到发送队列中；发送方以第一时间为周期向接收方发送发送队列中保存的所有流媒体数据。

根据本发明的一个实施例的流媒体数据的传输方法还包括：发送方接收来自接收方的分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息，并根据该一个或多个标识信息将该一个或多个流媒体数据从发送队列中删除。

其中，发送方通过包括以下内容中的一种或多种的流数据协议格式向接收方发送流媒体数据：发送流媒体数据需占用的总数据长度、发送流媒体数据的协议代码、用于标识流媒体数据的标识号、以及流媒体数据的数据体。

根据本发明的一个实施例的流媒体数据的传输方法还包括：接收方接收来自发送方的流媒体数据，并将用于标识流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；接收方以第二时间为周期向发送方发送接收队列中保存的分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息。

其中，接收方通过包括以下内容中的一种或多种的确认协议格式向发送方发送分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息：发送分别用于标识一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息需占用的数据总长度、使用的协议代码、以及分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息本身。

根据本发明的另一个实施例的流媒体数据的传输方法，包括以下步骤：接收方接收来自发送方的流媒体数据，并将用于标识流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；接收方以第二时间为周期向所述发送方发送接收队列中保存的分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息。

其中，接收方通过包括以下内容中的一种或多种的确认协议格式向发送方发送分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息：发送分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息需占用的数据总长度、使用的协议代码、以及分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息本身。

根据本发明又一实施例的流媒体数据的传输系统包括：数据发送单元，用于向数据接收单元发送流媒体数据，以及将流媒体数据保存到发送队列中；数据重发单元，用于以第一时间为周期向数据接收单元发送发送队列中保存的所有流媒体数据，以及用于在接收到来自接收确认单元的分别用于标识数据接收单元接收到的来自数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息时，将一个或多个流媒体数据从发送队列中删除；数据接收单元，用于接收来自数据发送单元的流媒体数据，以及将用于标识流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；以及接收确认单元，用于以第二时间为周期向数据重发单元发送接收队列中保存的分别用于标识接收方接收到的来自数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息。

其中，数据发送单元和数据重发单元用于向数据接收单元发送流媒体数据的流数据协议格式包括以下内容中的一种或多种：发送流媒体数据需占用的总数据长度、发送流媒体数据的协议代码、用于标识流媒体数据的标识号、以及流媒体数据的数据体。接收确认单元用于向数据重发单元发送分别用于标识数据接收单元接收到的来自数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息的确认协议格式包括以下内容中的一种或多种：发送分别用于标识数据接收单元接收到的来自数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息需占用的数据总长度、使用的协议代码、以及分别用于标识数据接收单元接收到的来自数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息本身。

在本发明中，将需要传输的流媒体数据全部进行标识，在整个传输过程中发送方均以接收方发出的接收确认信息确定每块流媒体数据是否传输成功。本发明大大降低了用户数据报协议(UDP)传输的丢包情况，保持了UDP的传输速度，确保了接收方接收数据的完整有效，从而保障了视频流媒体播放过程的流畅和稳定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的流媒体数据的传输方法的流程图；

图2是根据本发明的第二实施例的流媒体数据的传输方法的流程图；以及

图3是根据本发明的第二实施例的流媒体数据的传输系统的框图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

图1是根据本发明的第一实施例的流媒体数据的传输方法的流程图。如图1所示，该传输方法包括：S102，发送方在向接收方发送流媒体数据的同时，将所发送的流媒体数据保存到发送队列中；S104，发送方以第一时间为周期向接收方发送发送队列中保存的所有流媒体数据。

具体地，在图1所示的方法中，发送方在P2P流媒体数据传输过程中，首先建立发送队列。然后，发送方向接收方每发送一个流媒体数据，都同时将所发送的流媒体数据插入到发送队列中。其中，发送队列中的所有流媒体数据均需要包含其数据的全部信息内容，以保证发送队列中的所有流媒体数据的完整有效。

因为UDP是一种无连接不可靠的传输协议，所以发送方发送过的流媒体数据，接收方不一定都能接收到，所以发送方需要采用定时循环的方法，重新将发送队列里的流媒体数据发送给接收方。

图2是根据本发明的第二实施例的流媒体数据的传输方法的流程图。如图2所示，该传输方法包括：S202，接收方接收来自发送方的流媒体数据，并将用于标识流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；S204，接收方以第二时间为周期向所述发送方发送接收队列中保存的分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息。

具体地，在图2所示的方法中，接收方首先建立接收队列，并在接收到发送方的流媒体数据后(或排序、或保存、或播放)，将所接收的流媒体数据的标识信息保存到接收队列里。然后，接收方会定时将接收队列里的标识信息发送给发送方，以使发送方接收到来自接收方的标识信息后，获知接收方已成功接收对应于来自接收方的标识信息的流媒体数据。

为了进一步改进接收方和发送方的发送装置和接收装置的运转性能，可以将图1和图2所示的方法结合在一起来使用。具体地，结合图1和图2所示的方法在接收方和发送方传输流媒体数据的过程包括以下内容：

(1)在P2P流媒体数据的传输过程中，在发送方建立发送队列，在接收方建立接收队列。

(2)发送方向接收方发送流媒体数据，同时将所发送的流媒体数据插入到发送队列中。其中，发送队列中的所有流媒体数据均需要包含其数据的全部信息内容，以保证发送队列中的所有流媒体数据的完整有效。

(3)因为UDP是一种无连接不可靠的传输协议，发送方发送过的流媒体数据接收方不一定都能接收到，所以发送方会采用定时循环的方法，重新发送发送队列里的流媒体数据给接收方。

(4)接收方接收到发送方的流媒体数据后(或排序、或保存、或播放)，将所接收的流媒体数据的标识信息保存到接收队列中。其中，接收队列与发送队列不同，接收方的接收队列只是包含接收方所接收的流媒体数据的标识信息，这些标识信息主要是用来定位各流媒体数据。

(5)接收方定时将接收队列里的标识信息发送给发送方，发送方接收到来自接收方的标识信息后，便根据标识信息把接收方已经接收到的流媒体数据从发送队列中清除掉，以避免下次重新循环发送时重复发送该流媒体数据。

(6)当发送方多次发送某一流媒体数据时，他有可能也多次接收到了该流媒体数据的标识信息，但他只对第一次接收的标识信息进行处理(把该标识信息指定的流媒体数据从发送队列中清除掉)，该流媒体数据的其他标识信息则被抛弃掉。

其中，发送方可以通过包括以下内容中的一种或多种的流数据协议格式向接收方发送流媒体数据：发送流媒体数据需占用的总数据长度(Length)，占用16位；发送流媒体数据的协议代码(ProtocolCode)，占16位；用于标识流媒体数据的标识号(Data NO.)，占用16位、以及流媒体数据的数据体(Data Streaming)，即视频数据。

其中，接收方可以通过包括以下内容中的一种或多种的确认协议格式向发送方发送分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息：发送分别用于标识一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息需占用的数据总长度(Length)，占用16位、使用的协议代码(Protocol Code)，占用16位、以及分别用于标识接收方接收到的来自发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息本身(Data NO.)，每个流媒体数据的顺序号，占用16位。

图3是根据本发明的第二实施例的流媒体数据的传输系统的框图。如图3所示，该传输系统包括：数据发送单元302，用于向数据接收单元发送流媒体数据，以及将流媒体数据保存到发送队列中；数据重发单元304，用于以第一时间为周期向数据接收单元发送发送队列中保存的所有流媒体数据，以及用于在接收到来自接收确认单元的分别用于标识数据接收单元接收到的来自数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息时，将一个或多个流媒体数据从发送队列中删除；数据接收单元306，用于接收来自数据发送单元的流媒体数据，以及将用于标识流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；以及接收确认单元308，用于以第二时间为周期向数据重发单元发送接收队列中保存的分别用于标识接收方接收到的来自数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息。

下面以在北京和上海之间传送例如视频文件《长江七号》为例对上述方法和上述系统时限的过程进行说明。其中，北京的非对称数字用户线路(ADSL)为1Mb带宽，上海的ADSL为1Mb带宽。发送方A1(位于北京)、接收方B1(位于上海)均为内网(非公网IP，局域网)用户。《长江七号》的大小为396,620,620B，格式为RMVB。具体地，该过程包括以下内容：

(1)由于两终端均在局域网内，两终端无法直接进行链接，首先利用服务器程序中的UDP穿透模块，将两终端进行穿透，能够利用UDP协议相互传送数据。

(2)发送方A1建立发送队列，此发送队列目前为空；接收方B1建立接收队列，此接收队列也为空。

(3)为了使接收方B1的视频流畅播放，此视频文件的数据将按照P2P机制进行传输，也就是此视频文件的数据将被很多个终端分别传送给接收方B1，每个终端传送《长江七号》的不同数据块，发送方A1只是众多个终端中的一个，故发送方A1也只负责《长江七号》数据中的一块数据。

(4)根据服务器程序的数据分配模块，发送方A1被分配了大小为10*1024*1024B的数据流。

(5)发送方A1首先将10*1024*1024B的数据流分割成5*1024个数据包，每个包大小为2*1024B。

(6)将在每个数据包的前端加上标识数据(标识号)，占用两个字节；再在每个数据标识的前端加上协议代码(20023)，占用两个字节。

(7)计算出包含数据流、标识号和协议代码的长度。

(8)将该长度在加上2(因为长度本身也要占用两个字节)，形成完整数据包总长度，总长度为2*1024+2+2+2B。

(9)将总长度加到协议代码的前端，占用两个字节。

(10)将完整数据包插入到发送队列中(根据机制，每次只插入500个完整数据包)。

(11)设计定时器。

(12)根据定时器的设置，发送方A1会每次发送一个完整数据包给接收方B1。

(13)接收方B1接收发送方A1发送的完整数据包，由于UDP是无连接的传输协议，它并不能保证发送方A1发送的所有完整数据包都能到达接收方B1，所以接收方B1只能接收到发送方A1发送数据的70％左右，其中30％的完整数据包，被网络抛弃掉。

(14)接收方B1接收到来自发送方A1的完整数据包后，先进行拆包，把协议代码、标识数据(标识号)和视频数据流分离出来，数据流根据标识号的顺序，将被保存到数据缓存中，以供接收方B1的播放器播放。

(15)在标识数据(标识号)的前端加上协议代码(20024)，占用两个字节。

(16)在协议代码的前端加上长度，占用两个字节，总长度为6个字节，形成确认数据包(每接收到一个完整数据包，都要组合成一个确认数据包)。

(17)接收方B1将这些确认数据包插入到接收队列中，根据定时器和网络的实际情况，接收方B1会定时发送一个或多个确认数据包给A1；

(18)发送方A1接收到发送方B1的确认数据包后，先拆包，把协议代码和标识数据(标识号)分离出来。

(19)发送方A1根据分离出来的标识号，将发送队列中含有该标识号的完整数据包删除掉。

(20)根据定时器的设置，发送方A1会定时发送发送队列中剩余的完整数据包，接着便会重复处理13-19的步骤，直到发送队列为空。

(21)根据传输的实际情况，接收方B1在50秒内全部接收到10*1024*1024B的数据流，发送方A1重复发送了7次后，发送方A1的发送队列为空，即将10*1024*1024B的数据流全部发送完毕，时间为35秒。

综上所述，在整个传输过程中，发送方和接收方会各自建立队列，发送队列存放的是已传送的流媒体数据的完整数据包，而接收队列存放的只是接收方接收到的流媒体数据的标识信息。接收方接收到流媒体数据时，会向发送方发送该流媒体数据的标识信息，发送方接收到该标识信息后，会根据标识信息将发送队列里与该标识信息对应的流媒体数据清除掉。发送队列中未被删除的流媒体数据，即是发送方没有收到其标识信息的流媒体数据，这些留在发送队列中的流媒体数据会被发送方重新发送给接收方，并在等到接收方的标识信息后删除，完成一个数据包的传输过程。整个传输过程采用这种循环传输方法，直到发送队里没有数据为止。

通过本发明，大大降低了用户数据报协议(UDP)传输的丢包情况，保持了UDP的传输速度，确保了接收方接收数据的完整有效，从而保障了视频流媒体播放过程的流畅和稳定。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种流媒体数据的传输方法，其特征在于，包括：

发送方在向接收方发送流媒体数据的同时，将所发送的流媒体数据保存到发送队列中；

所述发送方以第一时间为周期向所述接收方发送所述发送队列中保存的所有流媒体数据。

2.根据权利要求1所述的流媒体数据的传输方法，其特征在于，还包括：

所述发送方接收来自所述接收方的分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息，并根据所述一个或多个标识信息将所述一个或多个流媒体数据从所述发送队列中删除。

3.根据权利要求1或2所述的流媒体数据的传输方法，其特征在于，所述发送方通过包括以下内容中的一种或多种的流数据协议格式向所述接收方发送所述流媒体数据：发送所述流媒体数据需占用的总数据长度、发送所述流媒体数据的协议代码、用于标识所述流媒体数据的标识号、以及所述流媒体数据的数据体。

4.根据权利要求2所述的流媒体数据的传输方法，其特征在于，还包括：

所述接收方接收来自所述发送方的所述流媒体数据，并将用于标识所述流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；

所述接收方以第二时间为周期向所述发送方发送所述接收队列中保存的分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息。

5.根据权利要求4所述的流媒体数据的传输方法，其特征在于，所述接收方通过包括以下内容中的一种或多种的确认协议格式向所述发送方发送分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息：发送分别用于标识所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息需占用的数据总长度、使用的协议代码、以及分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息本身。

6.一种流媒体数据的传输方法，其特征在于，包括：

接收方接收来自发送方的流媒体数据，并将用于标识所述流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；

所述接收方以第二时间为周期向所述发送方发送所述接收队列中保存的分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息。

7.根据权利要求6所述的流媒体数据的传输方法，其特征在于，所述接收方通过包括以下内容中的一种或多种的确认协议格式向所述发送方发送分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息：发送分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息需占用的数据总长度、使用的协议代码、以及分别用于标识所述接收方接收到的来自所述发送方的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息本身。

8.一种流媒体数据的传输系统，其特征在于，包括：

数据发送单元，用于向数据接收单元发送流媒体数据，以及将所述流媒体数据保存到发送队列中；

数据重发单元，用于以第一时间为周期向所述数据接收单元发送所述发送队列中保存的所有流媒体数据，以及用于在接收到来自接收确认单元的分别用于标识所述数据接收单元接收到的来自所述数据发送单元的一个或多个流媒体数据的一个或多个标识信息时，将所述一个或多个流媒体数据从所述发送队列中删除；

所述数据接收单元，用于接收来自所述数据发送单元的所述流媒体数据，以及将用于标识所述流媒体数据的标识信息保存在接收队列中；以及

接收确认单元，用于以第二时间为周期向所述数据重发单元发送所述接收队列中保存的分别用于标识所述接收方接收到的来自所述数据发送单元的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息。

9.根据权利要求8所述的流媒体数据的传输系统，其特征在于，所述数据发送单元和所述数据重发单元用于向所述数据接收单元发送所述流媒体数据的流数据协议格式包括以下内容中的一种或多种：发送所述流媒体数据需占用的总数据长度、发送所述流媒体数据的协议代码、用于标识所述流媒体数据的标识号、以及所述流媒体数据的数据体。

10.根据权利要求8所述的流媒体数据的传输系统，其特征在于，所述接收确认单元用于向所述数据重发单元发送分别用于标识所述数据接收单元接收到的来自所述数据发送单元的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息的确认协议格式包括以下内容中的一种或多种：发送分别用于标识所述数据接收单元接收到的来自所述数据发送单元的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息需占用的数据总长度、使用的协议代码、以及分别用于标识所述数据接收单元接收到的来自所述数据发送单元的所述一个或多个流媒体数据的所述一个或多个标识信息本身。

Images