CN102148722A

CN102148722A - 用心跳检测数据交互状态的方法、系统及代理服务器

Info

Publication number: CN102148722A
Application number: CN2011100265776A
Authority: CN
Inventors: 周建朋
Original assignee: Shenzhen Coship Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Coship Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: CN102148722B

Abstract

本发明提供了用心跳检测数据交互状态的方法、系统及代理服务器，其中，该方法包括：读取配置文件中的心跳间隔D，获取数据流会话的建立时间CT和数据流会话标识ID；用CT对D取模，得到第一余数M1，用ID对D取模，得到第二余数M2；用M2与M1相减，得到心跳请求发送时刻的校对值C；根据校对值C，计算发送第一次心跳请求的时间FT；在所述计算得出的FT时刻向服务器发送第一次心跳请求。本发明方案能够避免向服务器发送的心跳请求引起网络拥塞的问题。

Description

用心跳检测数据交互状态的方法、系统及代理服务器

技术领域

本发明涉及网络数据传输技术，尤其涉及用心跳检测数据交互状态的方法、系统及代理服务器。

背景技术

对于客户端与服务器之间进行数据交互的情况，需要用心跳维持检测客户端与服务器之间的数据交互状态，具体地：在客户端与服务器之间设置代理服务器，在客户端与服务器之间进行数据交互的过程中，代理服务器向服务器发送心跳请求，如果服务器不能及时返回对心跳请求的应答，则代理服务器将会对与该心跳请求对应的数据流进行错误或异常处理，这将导致客户端与服务器之间的数据流会话异常终止。现有用心跳检测数据交互状态的系统结构如图1所示，服务器向客户端推送的数据流可能经过代理服务器，也可能不经过代理服务器。

下面以IP正交振幅调制器(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)模式的互动视频数据交互为例进行说明，所谓IPQAM模式，也就是基于IP网络、IPQAM、混合光纤同轴电缆(HFC，Hybrid Fiber Coaxial)网络对视频流服务的网络模式，这里服务器为视频服务器(VS，Video Server)，客户端为数字电视接收终端，代理服务器为媒体接入网关(MAP，Media Access Platform)，具体结构如图2所示；此时，VS推送给数字电视接收终端的视频流不经过MAP，而经过IPQAM传送给数字电视接收终端。图2中，数字电视接收终端接收用户输入的视频会话请求，然后，在数字电视接收终端、MAP和VS之间建立起视频流会话通道，VS通过IPQAM向数字电视接收终端推送基于IP的传输流(TS，Transport Stream)，为了维持或检测视频流会话的状态，MAP周期性的给VS发送心跳请求，如果MAP不能及时收到VS返回的心跳应答，则MAP将会对与该心跳请求对应的TS进行错误或异常处理，例如通知数字电视接收终端停止接收TS，导致数字电视接收终端与VS之间的数据流会话异常终止。

目前，用心跳检测数据交互状态的方法主要包括两种，下面基于图2的结构分别进行说明。

方法一、MAP与VS建立起视频流会话通道之后，MAP根据心跳间隔周期性的给VS发送心跳请求；心跳间隔通过配置文件中的配置项确定，不同视频流会话的心跳间隔相同。

在用户观看电视节目的高峰期，如每晚的六点到十点之间，大多数的用户都会在这段时间内发送视频会话请求，数字电视接收终端、MAP与VS之间的视频流会话将瞬时聚集建立，视频流会话对应的心跳也相应建立起来，这样就会周期性的出现心跳的高峰，这时控制视频流会话的网络会出现周期性的严重拥塞现象，周期性的给MAP与VS带来高负荷。

MAP与VS处理消息的能力都是有限的，若VS接收心跳请求后不能及时返回心跳应答，而每个心跳请求都有应答超时机制，一旦某个心跳应答出现超时，MAP就会对此心跳请求对应的视频流会话进行错误或异常处理，导致视频流会话异常终止，从而使用户电视节目停止播放。

下面通过一个实例进行说明，假设MAP与VS之间有540个视频流会话，在第45秒时突然增加900个视频流会话，心跳间隔为120秒，这将周期性的出现峰值，导致周期性的网络拥塞；1440个视频流会话的大致心跳曲线效果图参见图3。

方法二、MAP与VS建立起视频流会话通道之后，MAP周期性的给VS发送心跳请求，针对每个视频流会话的心跳间隔长度来自最大心跳间隔与最小心跳间隔中间的一个随机值，即来自[MIN，MAX]区间中的一个随机值，最大心跳间隔与最小心跳间隔通过配置文件中的配置项确定，这样，不同视频流会话的心跳间隔长度可能相等，也可能不相等。

在用户观看电视节目的高峰期，如每晚的六点到十点之间，大多数的用户都会在这段时间内发送视频会话请求，数字电视接收终端、MAP与VS之间的视频流会话将瞬时聚集建立，视频流会话对应的心跳也相应建立起来，这样就会无规律的出现心跳的高峰，这时控制视频流会话的网络会出现无规律的严重拥塞现象，无规律的给MAP与VS带来高负荷。

下面通过一个实例进行说明，假设MAP与VS之间有440个视频流会话，在第45秒时突然增加1000个视频流会话，每个会视频流会话的最小心跳间隔为60秒，最大心跳间隔为120秒，这将无规律地出现峰值达到1000个心跳的现象，有时可能会达到最大峰值1440，这样就出现了无规律性的网络拥塞，1440个视频流会话的大致心跳曲线效果图参见图4。

综上，现有的两种用心跳监测数据交互状态的方案，都会出现因发送心跳请求引起的网络拥塞问题，产生心跳的高峰，出现周期性或无规律性的严重拥塞现象，周期性或无规律性的给MAP与VS带来高负荷。

发明内容

本发明提供了一种用心跳检测数据交互状态的方法，该方法能够避免向服务器发送的心跳请求引起网络拥塞的问题。

本发明提供了一种用心跳检测数据交互状态的系统，该系统能够避免向服务器发送的心跳请求引起网络拥塞的问题。

本发明提供了一种用心跳检测数据交互状态的代理服务器，该代理服务器能够避免向服务器发送的心跳请求引起网络拥塞的问题。

一种用心跳检测数据交互状态的方法，该方法包括：

读取配置文件中的心跳间隔D，获取数据流会话的建立时间CT和数据流会话标识ID；

用CT对D取模，得到第一余数M1，用ID对D取模，得到第二余数M2；

用M2与M1相减，得到心跳请求发送时刻的校对值C；

根据校对值C，计算发送第一次心跳请求的时间FT；

在所述计算得出的FT时刻向服务器发送第一次心跳请求。

一种用心跳检测数据交互状态的系统，该系统包括代理服务器和服务器；

所述代理服务器，用于读取配置文件中的心跳间隔D；获取数据流会话的建立时间CT和数据流会话标识ID，用CT对D取模，得到第一余数M1，用ID对D取模，得到第二余数M2；用M2与M1相减，得到心跳请求发送时刻的校对值C；根据校对值C，计算发送第一次心跳请求的时间FT，在所述计算得出的FT时刻向服务器发送第一次心跳请求；

所述服务器，用于接收所述代理服务器发送的心跳请求，向所述服务器返回应答消息。

一种用心跳检测数据交互状态的代理服务器，该代理服务器包括获取单元、判断运算单元和消息发送单元；

所述获取单元，用于读取配置文件中的心跳间隔D，获取数据流会话的建立时间CT和数据流会话标识ID；

所述判断运算单元，用CT对D取模，得到第一余数M1，用ID对D取模，得到第二余数M2；用M2与M1相减，得到心跳请求发送时刻的校对值C；根据校对值C，计算发送第一次心跳请求的时间FT；将FT发送给所述消息发送单元；

所述消息发送单元，用于在FT时刻向服务器发送第一次心跳请求。

从上述方案可以看出，本发明在确定第一次心跳请求的发送时刻时，先对数据流会话的建立时间CT和数据流会话标识ID分别取模，将取模得到的进行相减得到校对值，再对校对值进行判断，以采用相应运算方式得到第一次心跳请求的发送时刻。采用本发明方案，使MAP与VS之间的所有视频流会话的心跳请求以心跳间隔为周期均匀分散在时间轴上；这样，在视频流会话请求的高峰期，便不会出现因为成千上万个视频流会话的瞬时建立而引起心跳请求拥塞网络的现象。

附图说明

图1为现有技术用心跳检测数据交互状态的系统结构示意图；

图2为现有技术用心跳检测数据交互状态的系统结构示意图实例；

图3为现有技术一用心跳检测数据交互状态的心跳曲线图；

图4为现有技术二用心跳检测数据交互状态的心跳曲线图；

图5为本发明用心跳检测数据交互状态的方法示意性流程图；

图6为本发明用心跳检测数据交互状态的方法流程图实例；

图7为确定心跳请求发送时刻的方法流程图；

图8为本发明用心跳检测数据交互状态的心跳曲线图实例；

图9为本发明用心跳检测数据交互状态的系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

参见图5，为本发明用心跳检测数据交互状态的方法示意性流程图，该方法包括以下步骤：

步骤501，代理服务器读取配置文件中的心跳间隔D，获取数据流会话的建立时间CT和数据流会话标识ID。

对于视频流会话，所述数据流会话ID具体为视频流会话ID。

步骤502，代理服务器用CT对D取模，得到M1，用ID对D取模，得到M2。

取模运算，也称为求余数运算，M1和M2表示为：M1＝CT％D；M2＝ID％D。

步骤503，代理服务器用M2与M1相减，得到心跳请求发送时刻的校对值C。

步骤504，代理服务器判断校对值C是否大于0，如果是，则执行步骤505，否则执行步骤506。

步骤505，代理服务器按照FT＝CT+C计算出发送第一次心跳请求的时间FT。

步骤506，代理服务器按照FT＝CT+C+D计算出发送第一次心跳请求的时间FT。

按照步骤501-505的流程，便可计算得到FT，其中，步骤504-506为根据校对值C计算FT的具体实例；501-505的流程可以在需要计算FT的任何时候启动。

步骤507，代理服务器在FT时刻向服务器发送第一次心跳请求。

之后，由代理服务器的心跳消息时钟确发器进行触发，周期性地向服务器发送心跳请求；具体地，将FT赋给下一次心跳请求发送时刻HT，按照HT＝HT+D计算出HT，在HT时刻向服务器发送下一次心跳请求。

采用本发明方案，使代理服务器与服务器之间的所有视频流会话的心跳请求以心跳间隔为周期均匀分散在时间轴上；这样，在视频流会话请求的高峰期，便不会出现因成千上万个视频流会话的瞬时建立而引起心跳请求拥塞网络的现象；不会出现因心跳拥塞网络，而导致视频流会话建立不成功、视频流会话异常或视频无故停播的现象，提高了代理服务器和服务器的稳定性、性能和质量。

这里，同样以IPQAM模式的互动视频数据交互为例，对本发明用心跳检测数据交互状态的方法进行说明，IPQAM模式的网络结构如图2所示。数字电视接收终端、MAP与VS之间的视频流控制消息和心跳请求由IP网承载实时流协议(RTSP，Real Time Streaming Protocol)完成；VS、IPQAM与数字电视接收终端之间的TS传输由IP网与HFC网共同承载完成。数字电视接收终端向MAP发起视频流会话请求，MAP把视频流会话请求中转送给VS；VS通过IP网络向IPQAM发送TS，IPQAM接到VS的TS后，通过HFC网络把TS传输给数字电视接收终端，数字电视接收终端再把TS传到电视上显示。同时MAP向VS按一定的心跳间隔发送心跳请求，监视整个视频流的传输实况。现在通过图6详细地说明视频流会话与心跳请求的建立过程，其包括以下步骤：

步骤601，某数字电视接收终端用户希望观看某一视频节目，向数字电视接收终端输入关于该视频节目的视频会话请求。

步骤602，数字电视接收终端接收用户输入的视频会话请求后，向MAP发送RTSP的描述(DESCRIBE)请求。

步骤603，MAP收到来自数字电视接收终端的DESCRIBE请求后，向数字电视接收终端返回RTSP的DESCRIBE应答消息。

步骤604，数字电视接收终端收到MAP的DESCRIBE应答消息后，向MAP发送RTSP的通道建立(SETUP)请求。

SETUP请求是建立视频流会话通道的请求，也就是视频会话请求。

步骤605，MAP收到来自数字电视接收终端的SETUP请求后，将SETUP请求发送给VS。

步骤606，VS收到MAP的SETUP消息请求后，向MAP返回RTSP的SETUP应答消息。

步骤607，MAP收到数字电视接收终端的SETUP应答消息后，向数字电视接收终端返回RTSP的SETUP应答消息。

此时，MAP可以确定出关于该视频流会话的第一次心跳请求的发送时刻FT，确定FT的流程参见图7中步骤701-708的记载；步骤701-708的流程可以在需要计算FT的时候启动，例如，在收到VS发送的setup应答消息之后启动，或者，在收到VS发送的播放(play)应答消息，即步骤611之后启动；等。

确定了FT，也就是相当于确定了该视频流会话的心跳在心跳时间轴上的位置；确定FT之后，由MAP的心跳消息时钟确发器进行触发，周期性的给向VS发送后续的心跳请求。图6中的“q1)GETPARAM心跳请求”到“qn)GETPARAM心跳请求”表示依次发送的1至n次心跳请求，其中“q1)GETPARAM心跳请求”为发送的第一次心跳请求，“qn)GETPARAM心跳请求”表示发送的第n次心跳请求；，“r1)GETPARAM心跳应答”到“rn)GETPARAM心跳应答”)表示与各次心跳请求分别对应的心跳应答消息，其中，“r1)GETPARAM心跳应答”表示对应第一次心跳请求的心跳应答消息，“rn)GETPARAM心跳应答”表示对应第n次心跳请求的心跳应答消息。

步骤608，数字电视接收终端收到来自MAP的SETUP应答消息后，向MAP发送RTSP的PLAY请求。

步骤609，MAP收到来自数字电视接收终端的PLAY请求后，将PLAY请求传送给VS。

步骤610，VS收到来自MAP的PLAY请求后，开始向IPQAM推送关于指定视频节目的TS。

IPQAM接收VS推送的TS后，再将TS传送给数字电视接收终端。

步骤611，VS向IPQAM推送TS时，向MAP发送RTSP的PLAY应答消息。

步骤612，MAP收到来自数字电视接收终端的PLAY应答消息后，向数字电视接收终端返回RTSP的PLAY应答消息。

这样，某用户请求的视频流会话便建立起来；后续采用GETPARAM心跳请求监视视频流会话的运行情况，具体地，MAP周期地向VS发送心跳请求，如果VS不能及时返回对心跳请求的应答，MAP将会对与该心跳信息对应的数据流进行错误或异常处理，例如，通知数字电视接收终端停止接收TS，从而导致数字电视接收终端与VS之间的数据流会话异常终止。

参见图7，为确定心跳请求发送时刻的流程图，其包括以下步骤：

步骤701，MAP从其配置文件中读取心跳间隔D。

心跳间隔，也就是发送心跳请求的周期，只要某一视频流会话的第一次心跳请求发送的时刻确定后，其后续的心跳请求就按此周期发送。所述心跳间隔D，为设置在配置文件中的固定值。

步骤702，MAP获取视频流会话的建立时间CT与视频会话流ID。

当开始进行数字电视接收终端、MAP与VS之间的会话建立时，MAP便可获知视频流会话的建立时间CT与视频流会话ID，视频流会话ID按增量为1的方式递增。

步骤703，MAP用视频流会话的建立时间CT对心跳间隔D取模，其得到的模为M1：M1＝CT％D。

步骤704，MAP用视频流会话ID对心跳间隔D取模，其得到的模为M2：M2＝ID％D。

步骤703和704可无序执行。

步骤705，MAP用模M2与模M1相减，其差为视频流会话的心跳请求发送时刻的校对值C：C＝M2-M1。

步骤706，MAP判断校对值C是否大于0，如果是，则执行步骤707，否则执行步骤708。

步骤707，MAP将视频流会话的建立时间CT与校对值C相加，得到发送第一次心跳请求的时间FT。

MAP按照FT＝CT+C计算出发送第一次心跳请求的时间FT。

步骤708，MAP将视频流会话的建立时间CT与校对值C和D相加，得到发送第一次心跳请求的时间FT。

此时视频流会话的心跳请求发送时刻的校对值C小于或等于零，MAP按照FT＝CT+C+D计算出发送第一次心跳请求的时间FT，并将FT赋给心跳请求的发送时刻HT，即HT＝FT。

确定出FT之后，由MAP的心跳消息时钟确发器进行触发，周期性的向VS发送心跳请求，具体参见步骤709至711。

步骤709，MAP的心跳消息时钟确发器每秒检测各视频流会话是否到达发送心跳请求的时刻HT，如果是，则执行步骤710，否则执行步骤711。

步骤710，MAP向VS发送一个基于RTSTP的GETPARAM心跳请求，同时计算该视频流会话的下一次心跳请求发送时刻。

下一次GETPARAM心跳请求发送时刻HT为：HT＝HT+D。

步骤711，MAP判断视频流会话是否结束，如果是，则结束流程，否则执行步骤709。

如果数字电视接收终端、MAP与VS之间的某视频流会话结束，MAP将收到关于该视频流会话结束的结束消息，收到结束消息便可判断出相应的视频流会话结束。

采用图7的流程，使所有视频流会话均匀、周期性的在心跳时间轴上进行发送。MAP与VS之间的关于各个视频流会话的心跳请求发送效果在XY坐标平面上以一条直线形式展现。下面举一个实例进行说明：

假设MAP与VS之间有440个视频流会话，在第45秒时突然增加1000个会话，每个会视频流会话的心跳间隔D为120秒。通过本发明方案，将1440个会话均匀分布在时间轴上，在时间轴上按120秒的时间间隔进行重复发送GETPARAM心跳请求，相当于MAP每一秒给VS发送12个心跳。这样，所有视频流会话的心跳请求按一条规律的直线发送，不会周期性的出现心跳高峰，也就不会出现周期性的或无规律性的网络拥塞，1440个视频流会话的大致心跳曲线效果图如图8所示。

本发明还提供了用心跳检测数据交互状态的系统，其结构如图9所示，该系统包括代理服务器和服务器；

可选地，所述代理服务器包括获取单元、判断运算单元和消息发送单元；

可选地，所述判断运算单元包括第一次发送时间计算子单元，用于对校对值C进行判断，如果校对值C大于0，则发送第一次心跳请求的时间FT为建立时间CT与校对值C相加之和，如果校对值C小于或等于0，则发送第一次心跳请求的时间FT为建立时间CT、校对值C和心跳间隔D三者相加之和。

可选地，所述服务器为视频服务器，所述代理服务器为媒体接入网关；

该系统还包括数字电视接收终端和IP正交振幅调制器，用于接收视频服务器推送的基于IP的传输流，传送给数字电视接收终端。

本发明的数字电视接收终端包括但不限于：机顶盒(STB，Set-Top Box)、网络协议电视(IPTV，Internet Protocol Television)、数字电视一体机等具有接收数字电视功能的终端。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种用心跳检测数据交互状态的方法，其特征在于，该方法包括：

用M2与M1相减，得到心跳请求发送时刻的校对值C；

根据校对值C，计算发送第一次心跳请求的时间FT；

在所述计算得出的FT时刻向服务器发送第一次心跳请求。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据校对值C，计算发送第一次心跳请求的时间FT，具体包括以下步骤：

如果校对值C大于0，则发送第一次心跳请求的时间FT为建立时间CT与校对值C相加之和，

如果校对值C小于或等于0，则发送第一次心跳请求的时间FT为建立时间CT、校对值C和心跳间隔D三者相加之和。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在下一次心跳请求发送时刻HT，向服务器发送下一次心跳请求，其中下一次心跳请求发送时刻HT为上一次心跳请求的发送时刻间隔了心跳间隔D的时刻。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述服务器为视频服务器，所述读取配置文件中的心跳间隔D的步骤，在收到视频服务器发送的通道建立应答消息之后执行，或者，在收到视频服务器发送的播放应答消息之后执行。

5.一种用心跳检测数据交互状态的系统，其特征在于，该系统包括代理服务器和服务器；

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述代理服务器包括获取单元、判断运算单元和消息发送单元；

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述服务器为视频服务器，所述代理服务器为媒体接入网关；

8.一种代理服务器，其特征在于，该代理服务器包括获取单元、判断运算单元和消息发送单元；

9.如权利要求8所述的代理服务器，其特征在于，所述判断运算单元包括第一次发送时间计算子单元，用于对校对值C进行判断，如果校对值C大于0，则发送第一次心跳请求的时间FT为建立时间CT与校对值C相加之和，如果校对值C小于或等于0，则发送第一次心跳请求的时间FT为建立时间CT、校对值C和心跳间隔D三者相加之和。

10.如权利要求8或9所述的代理服务器，其特征在于，所述代理服务器为媒体接入网关。