CN102256164A - 一种基于ip网络的视频传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于IP网络的视频传输系统，涉及视频网络传输技术领域。系统包括：取消传统视频网络传输中的中央服务器，用多个内容分发服务器替代。并且在内容分发服务器设置了节目源存储、节目单存储、收看节目客户端信息存储三大模块。在视频网络传输接收终端设备中加入用户验证模块，在视频节目源提供处加入服务器数量统计模块。本发明实现了减少了服务器的负载量，另一方面利用了客户端的上下行通道，来解决视频传输网络中数据传输瓶颈的问题。

Description

一种基于IP网络的视频传输系统

技术领域

本发明涉及视频网络传输技术领域。具体涉及一种基于IP网络的视频传输系统。

背景技术

目前，随着IP网络视频市场的大范围拓展，越来越多的商家把商机转向了宽带音视频业务这块。诸如视频教学、影视点播，文体娱乐，电视游戏，家庭相册等的相继发明，更大大的催进了宽带音视频业务的发展，业内大多数人认为宽带音视频业务蕴含了巨大的商业利益，但现如今还未得到普及，其中原因之一是网络传输问题。

现如今宽带音视频业务系统采用的网络仍然以集中计算与存储及其C/S服务模式占主导地位，随着互联网应用的进一步普及，集中计算与存储架构使每一个中央处服务器支持的网站成为一个个数字孤岛。客户端上的浏览器很容易从一个孤岛轻易跳到另一个孤岛，但是很难在客户端对他们之间的数据进行整合。网络能力和资源全部集中在中央服务器上，在这种体系架构下，各个中央服务器之间也难以按照用户的要求进行透明的通信和能力的集成。虽然终端用户的网络带宽逐年提高，但用户的使用感受仍未有大的改观，主要也是由于各大服务器不堪重负，用户数量大幅上升时，服务器甚至有面临崩溃的危险，而此时空闲的链路带宽正被白白浪费掉。

为了在C/S模式下解决视频网络传输中的服务器瓶颈问题，目前的方案大多拟采用组播技术，以及整合了中央服务器-边缘服务器的CDS策略来实现。

组播技术也是近几年来比较热门的一个技术，总体来说是优于广播模式的一点对多点策略。在传统的一点对多点服务通信中，是一个服务器对多个客户端，服务器对每一个客户端提出的连接请求都要做出应答，但是生活中所能采用到的服务器最大能提供的连接数量是有一定限度的。因此这种方式并不适合现如今的这种宽带音视频业务。同样，采用广播方式，服务器需要将有需求的内容向每个子网以广播方式发送一份拷贝，这样虽然可以保证不存在接受不到这份数据的用户，但是这种方式的弊端是显而易见的，就是大量的没有发出该请求的用户都接受到了该数据，这不仅对客户端的承载能力是个很大的考验，而且特别容易造成网络数据的阻塞。由此产生了组播技术。在组播方式下，增加一个组播组的概念，它起到一个标记的作用，当客户端用户需要向服务器提供服务时，把这个组加入要提交的请求中发送到服务器端，这样，当服务器进行响应时，服务器只向有需要的子网的组播地址发送一份数据拷贝，当这份数据到达子网路由器时，路由器将根据当前组成成员状况进行发送，这样只有当前的组成员能够接受这份数据，在一定程度上减少了带宽的浪费。虽然组播技术对减轻服务器负担是有相当作用的。但是一方面组播对底层硬件的要求较高，需要数据源和接受者的下层网络都能支持组播协议，最主要的是组播方式依旧没有利用客户端的上下行通道，即用户还是只能通过所申请服务器得到数据，而不能通过相同网络的其他用户得到数据。

对此，本发明提出了一种新的视频网络传输系统，对中央服务器进行改进，并且在节目提供源和客户端添加相应的模块，一方面减少了服务器的负载量，另一方面利用了客户端的上下行通道，来解决视频传输网络中数据传输瓶颈的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于IP网络的视频传输系统，解决视频传输网络中数据传输瓶颈的问题。

为实现本发明的目的，一种基于IP网络的视频传输系统从服务器的部署和服务器模块的设置上进行实现：，其特征在于包括：

取消了传统视频网络传输中的中央服务器，用内容分发服务器替代；

在内容分发服务器中设置节目源存储模块、节目单存储模块、收看节目客户端信息存储模块；

在视频节目源提供处加入服务器统计模块；

在视频网络传输接收终端设备处加入用户验证模块；

其中，内容分发服务器至少为1台，具体数量可以由服务器服务范围内视频收看用户的数量决定。

内容分发服务器中设置的

所述节目源存储模块是用来存储视频提供商提供的视频节目内容资源；

所述节目单存模块存储模块是要保存当前的节目单信息；

所述收看节目客户端信息存储模块是用于存储正在收看节目的客户端信息和路由信息，在这些所有的客户端中选择最优的客户端并存储其路由信息。为用户利用客户上下行通道进行收看节目做准备。

在视频节目源提供处加入了服务器统计模块，并选择及其存储最优服务器的路由。该模块可以统计各个内容分发服务器的利用率，确定节目要传输到哪个内容分发服务器的节目源存储模块。

在视频网络传输接收终端设备处加入一个用户验证模块。用户验证模块除了验证用户身份外，还需要选择最优内容分发服务器及其存储其路由信息。当客户端内容分发服务器提出收看节目的要求时，需经过用户验证模块的检验，检测该用户是否处于该服务器服务范围，不能允许非法用户接入网络，依此来限制服务器的占用量。

上述技术方案可以看出，由于本发明实例采用了多个内容分发服务器对中央服务器进行改进，并且在节目提供源和客户端添加相应的模块，一方面减少了服务器的负载量，另一方面利用了客户端的上下行通道，来解决视频网络中数据传输瓶颈的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明基于IP网络的视频传输系统的一个较佳实施例子的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本发明实施提供一种基于IP网络的视频传输系统，能够解决视频网络中数据传输瓶颈问题。下面根据附图对本发明进行进一步的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。本发明采取在节目源提供处添加服务器统计模块。把传统视频网络传输中的中央服务器改成了多个内容分发服务器。并且在每个内容分发服务器上都添加了节目源存储模块、节目单存储模块、收看节目客户端信息模块。并且在相应的客户端也进行了相应的处理，添加了用户验证模块。

服务器统计模块的存在改变了传统的中央服务器接受所有节目的状况，当视频源提供者需要有节目推送给服务器时，不再是传送给任意一个服务器，而是先通过服务器统计模块统计当前与视频源提供者网络连接的所有内容分发服务器的负载如何，选择一个服务器使用率低的内容分发服务器地址返还给视频源提供者。这样视频源提供者就可以直接把节目推送到相应的内容服务器端。这样，可以有效地防止某一个服务器承载过量直至崩溃，而某些服务器却空闲很多。这也有效地提供了子网的利用率，可以提高网络传输速度。

用户验证模块的是验证提出请求的客户端是否属于该网络中的用户，有效地防止了非法用户占用网络。当客户端发出收看节目请求时，在该请求进入网络传达服务器之前，需要经过用户验证模块的检验。如果是该网络的用户才可以发送请求到相应的内容分发服务器。用户验证模块通过杜绝非法用户的访问来减轻服务器的工作量。

内容分发服务器需要有多个，取代了传统的中央服务器。内容分发服务器把从节目源处接收到的节目存储到节目源存储模块。节目单存储模块存储的是当前的节目单信息，收看节目客户端信息模块存储的是请求收看节目的客户端具体信息及其所处子网的路由信息。当某一客户端A发出收看节目请求通过身份验证到达服务器端时，内容分发服务器并不是马上到节目源存储模块查找所请求的节目，而是先在节目单存储模块查找，查找得到，证明当时候有请求该节目的客户端。并在收看节目客户端信息模块查找收看该节目的客户端信息并得到所有的路由信息，并在该模块经过处理。找出离客户端A最近，即与客户端A连通性最好的客户端B，并把客户端B的路由信息进行返回给客户端A。客户端A收到服务器端返回的地址信息后，即可以开始与正在收看的用户进行连接，获取节目内容。如果节目单存储模块找不到提交的节目请求，再去节目源存储模块，得到节目源。通过内容分发服务器推送给提出请求的客户端A。

在这样的网络传输方法中，有内容服务器三大模块的存在，充分的利用了客户端的上下行通道。而且内容分发服务器只需要进行少量的内容分发。

图2为本发明基于IP网络的视频传输系统的一个较佳实施例子的流程图。通过该流程图对本发明进行更近一步的说明：

当某一客户端A发出收看节目请求是，需要通过用户验证模块判定是否属于该网络，如果不属于该网络，客户端A请求就此终止。如果经判定属于该网络。则用户验证模块还有进行另一任务，在所有的内容分发服务器中选择承载量最小，离客户端A最近的那个最优内容分发服务器，把所选服务器路由信息返回给客户端A，客户端A得到服务器路由信息提交请求到内容分发服务器，这里的内容分发的服务器不是一收到请求信息就在节目源存储中查找，而是转到节目单存储模块查找，如果查找到，就在相应的收看节目客户端信息模块查找收看该节目的所有客户端。查找到了所有收看节目的客户端，仍需要经过收看节目客户端信息模块进行最优选择。选择离客户端A最近客户端B。与此同时，收看节目客户端信息模块还需要把查找到的客户端B的路由器信息传送给所引导的内容分发服务器。内容分发服务器收到路由信息，把路由信息传送给客户端A，客户端有了路由信息。就可以直接连接客户端B，请求收看节目。如果节目单存储模块没有该请求的节目信息，再去节目源存储模块查找。查找到的话，又内容分发服务器直接推送节目至客户端A。

由上面的实施例子的流程所知，该基于IP网络的视频传输方法很好的利用了客户端的上下通道。大大的减小了服务器的负载量。

由于该基于IP网络的视频传输方法很好的利用了客户端的上下通道，所以改变了传统网络中当某一台服务器发生故障，一部分用户就不能访问视频的状况。

由于本发明中服务器的绝大部分负担都分散并转移到所有的用户端，这样服务器出现故障的可能性会大大减低。或者是即使是某台服务器出现了故障，只要网络中还有其他分发该服务器内容的其他服务器，即只要网络中仍存在该内容的资源，用户的收看就不收影响。同样，该基于IP网络的视频传输方法还改变了广播技术中最大用户数量的限制。在本发明的网络传输方法中同时收看该节目的人越多，服务质量越好。因为这里用户数量的增加并不需要增加服务器的数量。

该发明通过在节目源提供处和客户端做了相应处理，减轻了服务器的负载。并通过内容分发服务器三大模块，实现了网络传输中客户端上下道的利用。从而一定程度上解决了服务器数据传输瓶颈的问题。

以上对本发明实施所提供的一种基于IP网络的视频传输系统，进行了详细介绍，本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种基于IP网络的视频传输系统，在于从服务器的部署和服务器模块的设置上进行实现：其特征在于包括替代中央服务器的内容分发服务器；

在视频节目源提供处加入的服务器统计模块；

在视频网络传输接收终端设备处加入用户验证模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于IP网络的视频传输系统，其特征在于所述的内容分发服务器至少为1台。

3.根据权利要求1所述的一种基于IP网络的视频传输系统，其特征在于所述的内容分发服务器中还设置：

节目源存储模块，用于存储视频节目提供商提供的视频节目内容资源；

节目单存模块，用于保存当前的节目单信息；

收看节目客户端信息存储模块，用于存储正在收看节目的客户端信息和路由信息，在这些所有的客户端中选择最优的客户端并存储其路由信息，为用户利用客户上下行通道进行收看节目做准备。

4.根据权利要求1所述的一种基于IP网络的视频传输系统，其特征在于所述的视频节目源提供处加入的服务器统计模块，用于选择及其存储最优服务器的路由，统计各个内容分发服务器的利用率，确定节目要传输到内容分发服务器的节目源存储模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于IP网络的视频传输系统，其特征在于所述的视频网络传输接收终端设备处加入的用户验证模块，除用于验证用户身份外，还选择最优内容分发服务器及其存储其路由信息，当客户端向内容分发服务器提出收看节目的要求时，经过用户验证模块的检验，检测该用户是否处于该服务器服务范围，依此来限制服务器的占用量。

Images