CN101931782B - 用于多点控制单元的流量处理方法和装置 - Google Patents

用于多点控制单元的流量处理方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于MCU的流量处理方法，该方法包括：根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定参与视频会议的节点；根据节点的网络能力为节点分配视频会议流量。本发明还公开了一种用于MCU的流量处理装置，该流量处理装置包括：资源管理单元和流量处理单元。在本发明中，通过根据参与视频会议流量处理的节点的网络能力来分配节点的流量，使得当网络出现波动时，节点的流量能够保持不变，MCU内部网络产生一种平滑的网络效果，从而较少了节点的丢包率，进而达到了提高MCU系统性能的效果。

Description

用于多点控制单元的流量处理方法和装置
技术领域
本发明涉及视频会议领域，尤其涉及一种用于MCU(MultipointControl Unit，多点控制单元)的流量处理方法和装置。
背景技术
视频会议系统用于召开远程、多点、实时会议，实现多点的视频和声音实时的传输和交互，其主要由终端设备和局端MCU组成，在一个小型的视频会议系统中，通常由多个终端集中连接到一个MCU上，组成星型拓扑结构网络。图1示出了现有技术的视频会议系统通信示意图，如图1所示，该视频会议系统由终端1和终端2连接到一个MCU上组成。
图2示出了现有技术的局端设备MCU内部处理单元连接示意图。如图2所示，该MCU主要包括：多个模块化的VPU(VideoProcess Unit，视频处理单元)、多个模块化的APU(Audio ProcessUnit，音频处理单元)、一个NPU(Net Process Unit，网络处理单元)和一个MP(Media Process，媒体资源管理单元)。在该MCU中，不同处理能力的VPU和APU分别接入不同的网络中，低处理能力的APU和VPU接入FE网络中，高处理能力的VPU接入GE网络中。
在现有的MCU结构中，最少存在以下问题：FE网络和GE网络两种网络速度的不匹配，使得整个系统的网络处理能力必须向下兼容，从而出现整个MCU的性能下降，当MCU外部网络的网络波动传递到内部网络时，在MCU内部FE网络上就会产生极大的网络峰值，从而出现网络丢包，严重影响到MCU系统的性能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于MCU的流量处理方法和装置，以解决现有的多点控制单元MCU中由于网络波动引起的网络丢包，从而影响到MCU系统的性能问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于MCU的流量处理方法，该方法包括：根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定参与视频会议的节点；根据节点的网络能力为节点分配视频会议流量。
进一步地，在根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定参与视频会议的节点之前，还包括：获取并保存MCU内部网络节点的网络能力信息。
进一步地，根据节点的网络能力为节点分配视频会议流量包括：接收视频会议的数据包并将数据包存储在节点的缓冲对列中；根据节点的网络能力将数据包发送至节点。
进一步地，根据节点的网络能力将数据包发送至节点包括：根据节点的网络能力计算出单位时间内该节点所能够处理的数据量；在预定的时间段内，向节点发送不超过该节点单位时间内所能够处理的数据量的数据包。
进一步地，MCU内部网络节点的网络能力信息包括：MCU内部网络节点的带宽和IP地址信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于MCU的流量处理装置，该流量处理装置包括：资源管理单元，用于根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定节点参与视频会议的流量处理；流量处理单元，用于根据节点的网络能力为节点分配视频会议流量。
进一步地，资源管理单元还用于获取并保存MCU内部网络节点的网络能力信息。
进一步地，流量处理单元包括：数据接收模块，用于接收视频会议的数据包并将数据包存储在节点的缓冲对列中；数据发送模块，用于根据节点的网络能力将数据包发送至节点。
进一步地，数据发送模块包括：计算子模块，用于根据节点的网络能力计算出单位时间内该节点所能够处理的数据量；定时子模块，用于设定从节点的缓冲队列向节点发送数据包的时间段；发送子模块，用于在定时子模块设定的时间段内，向节点发送不超过该节点单位时间内所能够处理的数据量的数据包。
进一步地，MCU内部网络节点的网络能力信息包括：MCU内部网络节点的带宽和IP地址信息。
在本发明中，通过根据参与视频会议流量处理的节点的网络能力来分配节点的流量，使得当网络出现波动时，节点的流量能够保持不变，MCU内部网络产生一种平滑的网络效果，从而较少了节点的丢包率，解决了现有技术中，由于网络波动使得MCU网络内部节点丢包严重的问题，进而达到了提高MCU系统性能的效果。
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示出了现有技术的视频会议系统通信示意图；
图2示出了现有技术的MCU内部单元连接示意图；
图3示出了本发明实施例的视频会议流量处理方法流程图；
图4示出了本发明实施例的视频会议流量处理装置结构框图；
图5示出了一优选实施例的视频会议流量处理装置结构框图；以及
图6示出了本发明实施例一的MCU连接示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图3示出了本发明实施例的视频会议流量处理方法流程图。如图3所示，包括以下步骤：
步骤S302，根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定参与视频会议的节点。
步骤S304，根据节点的网络能力为节点分配视频会议流量。
其中，在步骤S302之前，还包括获取并保存MCU内部网络节点的网络能力信息的步骤。
上述步骤S304包括接收视频会议的数据包并将数据包存储在节点的缓冲对列中；以及根据节点的网络能力将数据包发送至节点。其中，所接收的视频会议的数据包包括从网络接收的需要向MCU内部网络节点发送的数据包，也包括MCU内部网络节点向外部网络发送的数据包。
其中，根据节点的网络能力将数据包发送至节点的步骤包括：根据节点的网络能力计算出单位时间内该节点所能够处理的数据量；在预定的时间段内，向节点发送不超过该节点单位时间内所能够处理的数据量的数据包，例如，当节点的网络能力为100M时，则在10ms内向节点发送的数据包不超过80个
在上述步骤中，MCU内部网络节点的网络能力信息包括MCU内部网络节点的带宽和IP地址信息，可以将所获取的信息以表的形式存储，以方便对节点的网络能力的查询。
图4示出了本发明实施例的视频会议流量处理装置结构框图。如图4所示，该视频会议流量处理装置包括：资源管理单元10和流量处理单元20，资源管理单元10与流量处理单元20相连接，其中，资源管理单元10用于根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定节点参与视频会议的流量处理；流量处理单元20用于根据节点的网络能力为节点分配视频会议流量。
在上述的装置中，资源管理单元10预先获取并保存MCU内部网络节点的网络能力信息，该网络能力信息包括节点的IP地址以及节点的带宽信息，可以将所获取的信息以表的形式存储，以方便对节点的网络能力的查询。
图5示出了一个优选实施例的视频会议流量处理装置结构框图，如图5所示：
该流量处理装置的流量处理单元20包括数据接收模块21和数据发送模块22，数据接收模块21和数据发送模块22连接。其中，数据接收模块21用于接收视频会议的数据包并将数据包存储在节点的缓冲对列中的数据接收模块；数据发送模块22用于根据节点的网络能力将数据包发送至节点的数据发送模块。外部网络向MCU的内部网络节点所发送的数据包存储在节点的缓冲队列中，MCU的内部网络节点向外部网络所发送的数据包存储在外部网络的缓冲队列中。
该流量处理装置的数据发送模块22包括计算子模块221、定时子模块222和发送子模块223。计算子模块221、定时子模块222和发送子模块223依次连接。其中，计算子模块221用于根据节点的网络能力计算出单位时间内该节点所能够处理的数据量；定时子模块222用于设定从节点的缓冲队列向节点发送数据包的时间段，定时子模块可以是普通的定时器；发送子模块223用于在定时子模块设定的时间段内，向节点发送不超过该节点单位时间内所能够处理的数据量的数据包，时间段的设定可以通过设定MCU内部网络定时器和外部网络定时器。
实施例一
本实施例提供了一种用于视频会议的流量处理的MCU，该MCU的内部处理单元连接关系如图6所示。
下面结合附图6对本实施例的MCU作进一步的详细描述：
该MCU的系统模块部分包括：一组不同网络能力的视频处理单元VPU1-VPU8，一组音频处理单元APU1、APU2，媒体处理资源管理单元MP，和网络处理单元NPU。其中APU1、APU2、VPU1-VPU4连接到百兆以太网上组成，再和VPU5-VPU8、MP、NPU一起接入千兆以太网交换芯片上，组成星型拓扑结构网络。
其中，MP用于探测并管理MCU系统中内部网络组网关系和节点能力信息，并将该信息发送给NPU。NPU建立MCU内部网络组网关系表，并以节点为最基本单位目标来建立发送缓冲队列。NPU接收MCU外部数据，按MP配置下来的MCU内部网络能力关系表换算带宽定时定量的分发进内网APU和VPU。
不同的功能会议要求使用的VPU处理能力和个数不同，统一由MP分配资源，并告之NPU数据流向。在本实施例中，视频会议的模式为20个终端参加会议，要求多画面功能，即每一个终端都需要16画面，图6中的VPU1、VPU4、APU1参与到数据处理中。则此MCU内部网络流量控制算法处理步骤如下：
步骤1、MP探测MCU系统资源，包括VPU、APU的IP地址和网络能力信息。
步骤2、MP把VPU、APU的IP地址和网络能力信息下发至NPU。
步骤3、NPU内部建立一份MCU内部网络能力拓扑图。如图2所示，APU1：IP：128.0.7.1，网络能力100M；VPU1：IP：128.0.7.3，网络能力100M；VPU4：IP：128.0.7.6，网络能力1000M。以及建立一张APU、VPU所能处理的网络能力表，如表1所示。
步骤4、MP获取开会模式，并计算分配足够资源的VPU和APU数量参与会议处理(如使用APU1，VPU1，VPU4)。
步骤5、MP把需要建立的会议数据通道流信息下发给NPU。
表1
  MCU内部逻辑编号   IP   网络能力  预置PPS   10ms包数
  APU1   128.0.7.1   100M  8K   80
  APU   128.0.7.2   100M  8K   80
  VPU1   128.0.7.3   100M  8K   80
  VPU2   128.0.7.4   100M  8K   80
  VPU3   128.0.7.5   100M  8K   80
  VPU4   128.0.7.6   1000M  85K   850
  VPU5   128.0.7.7   1000M  85K   850
  VPU6   128.0.7.8   1000M  85K   850
  VPU7   128.0.7.9   1000M  85K   850
  WLAN   192.168.0.1   1000M  85K   850
步骤6、NPU根据通道信息创建通道，并准备接受MCU外网发给NPU的数据流。
步骤7、NPU为参与的APU1、VPU1，VPU4分别建立缓冲队列Q 1、Q2、Q3，NPU对MCU外部网络建立一个缓冲队列Q4。
步骤8、根据步骤3建立的网络能力关系表计算出参与流量处理的APU和VPU每单位时间可发送的媒体数据流，并为MCU内部网络启动一个发送队列定时器T1，为MCU外部网络启动一个定时器T2。
步骤9、接受MCU外方的数据包至NPU，NPU进行网络数据包的QoS(Quality Of Service，服务质量)质量处理。再按照MP下发的数据通道关系，决定发送数据到哪个VPU或APU。例如，当有2个通道的媒体数据需要发给VPU1，这时只需要把数据推向步骤7建立的缓冲队列Q1。
步骤10、接受MCU内部网络数据包，向外部缓冲队列Q4发送数据包。
步骤11、返回步骤9。
步骤12、当MCU外网定时器T2时间到，处理外网缓冲队列Q4，根据IP或网段查询表1，其能力为1000M，本次发送包数从Q4中推出不超过850个包数据，退出并重置定时器。
步骤13、MCU内网定时器T1时间到，轮询一圈处理缓冲队列Q1，Q2，Q3。根据IP查询表1，Q1的APU1能力为100M，本次从Q1中推出不超过80个数据包；Q2的VPU1能力为100M，本次从Q2中推出不超过80个数据包；Q3的VPU2能力为1000M，本次从Q3中推出不超过850个数据包。
在本实施例中，通过定时定量的向APU和VPU发送数据包可以消除MCU外部网络峰值对APU、VPU瞬时处理媒体数据能力要求的影响，使得APU、VPU任何时候收到的都是平滑网络数据。从而消除NPU到APU、VPU的丢包风险。避免MCU的处理性能瓶颈为FE，GE混合组网的网络能力。提高在VPU、APU同等能力下的MCU的总体处理能力。
在本发明的上述各实施例中，根据参与视频会议流量处理的节点的网络能力来分配节点的流量，使得当网络出现波动时，节点的流量能够保持不变，MCU内部网络产生一种平滑的网络效果，从而较少了节点的丢包率，解决了现有技术中，由于网络波动使得MCU网络内部节点丢包严重的问题，进而达到了提高MCU系统性能的效果。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于多点控制单元MCU的流量处理方法，其特征在于，包括：
根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定参与所述视频会议的MCU内部网络节点，其中，所述节点包括音频处理单元APU和视频处理单元VPU；
根据所述节点的网络能力为所述节点分配视频会议流量。
2.根据权利要求1所述的流量处理方法，其特征在于，在根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定参与所述视频会议的节点之前，还包括：
获取并保存所述MCU内部网络节点的网络能力信息。
3.根据权利要求1所述的流量处理方法，其特征在于，根据所述节点的网络能力为所述节点分配视频会议流量包括：
接收视频会议的数据包并将所述数据包存储在所述节点的缓冲队列中；
根据所述节点的网络能力将所述数据包发送至所述节点。
4.根据权利要求3所述的流量处理方法，其特征在于，所述根据所述节点的网络能力将所述数据包发送至所述节点包括：
根据所述节点的网络能力计算出单位时间内该节点所能够处理的数据量；
在预定的时间段内，向所述节点发送不超过该节点单位时间内所能够处理的数据量的数据包。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的流量处理方法，其特征在于，所述MCU内部网络节点的网络能力信息包括：所述MCU内部网络节点的带宽和IP地址信息。
6.一种用于MCU的流量处理装置，其特征在于，包括：
资源管理单元，用于根据视频会议的模式和预存的MCU内部网络节点的网络能力信息确定参与所述视频会议的流量处理的节点，其中，所述节点包括音频处理单元APU和视频处理单元VPU；
流量处理单元，用于根据所述节点的网络能力为所述节点分配视频会议流量。
7.根据权利要求6所述的流量处理装置，其特征在于，所述资源管理单元还用于获取并保存所述MCU内部网络节点的网络能力信息。
8.根据权利要求6所述的流量处理装置，其特征在于，所述流量处理单元包括：
数据接收模块，用于接收视频会议的数据包并将所述数据包存储在所述节点的缓冲队列中；
数据发送模块，用于根据所述节点的网络能力将所述数据包发送至所述节点。
9.根据权利要求8所述的流量处理装置，其特征在于，所述数据发送模块包括：
计算子模块，用于根据所述节点的网络能力计算出单位时间内该节点所能够处理的数据量；
定时子模块，用于设定从所述节点的所述缓冲队列向所述节点发送数据包的时间段；
发送子模块，用于在定时子模块设定的时间段内，向节点发送不超过该节点单位时间内所能够处理的数据量的数据包。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的流量处理装置，其特征在于，所述MCU内部网络节点的网络能力信息包括：所述MCU内部网络节点的带宽和IP地址信息。
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