CN102546995B - 一种数据分发处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据分发处理方法和装置，会议系统中的系统节点包括会议终端，或者多点控制单元MCU服务器和会议终端，所述MCU服务器维护系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，所述方法包括：所述MCU服务器根据所述带宽信息和所述延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点；所述MCU服务器通知源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，以使所述分发节点将所述数据将发送到相应的接收节点。通过使用本发明，可以有效保障数据传输质量。

Description

一种数据分发处理方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种数据分发处理方法和装置。

背景技术

随着网络技术的发展，多媒体会议系统的应用日益广泛。多媒体会议系统可以通过网络通信技术实现网络虚拟会议，通过图形和声音等多种方式使在地理上分散的用户可以远距离进行实时信息交流、共享以及开展协同工作。

传统的多媒体会议系统是基于C/S结构的，其架构如图1所示，该架构的核心组件为MCU(Multi Control Unit，多点控制单元)服务器。MCU服务器是多媒体会议系统的关键设备，用于处理音视频、数据和会议控制信息等。具体地，在传统的多媒体会议系统架构中，MCU服务器接收系统中的所有源节点上传的数据，并将该数据发送到系统中的所有接收节点。然而，作为多媒体会议系统中的核心服务器网元，MCU服务器也是负载最重的网元，在支撑大量的会议同时进行时，需要耗费大量的带宽资源。假设多媒体会议中有N个会议终端，其中，m个会议终端(m＜＝N)作为源节点，将被会议中的其他会议终端观看。如果数据分发任务全部由MCU服务器来处理，则MCU服务器具有m个上行链路和m*(N-1)个下行链路。

为解决传统的多媒体会议系统的上述缺陷，现有技术提出了一种分布式会议系统，如图2所示，该系统包括至少一个MCU节点和该MCU节点下属的子节点，MCU节点为该分布式会议系统中的混音节点和信令控制节点，由用户终端来担任，系统根据会议参加者的数目和节点的负载能力动态确定MCU节点。每个MCU节点可以对其下属的子节点发送的数据进行混音，并将混音数据直接或间接地发送给其他MCU节点；MCU节点还可以将来自其他MCU节点的混音数据发送给其下属的子节点。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

现有技术完全使用会议终端实现MCU功能，在实际网络环境中，经常会因为会议终端的性能有限而无法有效保障会议中的数据传输质量。

发明内容

本发明提供一种数据分发处理方法和装置，以提高数据传输质量。

为了达到上述目的，本发明提供一种数据分发处理方法，会议系统中的系统节点包括会议终端，或者多点控制单元MCU服务器和会议终端，所述MCU服务器维护系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，所述方法包括：所述MCU服务器根据所述带宽信息和所述延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点；所述MCU服务器通知源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，以使所述分发节点将所述数据将发送到相应的接收节点。

本发明提供一种多点控制单元MCU服务器，包括：

维护模块，用于维护会议系统中的系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，所述系统节点包括会议终端，或者所述MCU服务器和会议终端；

确定模块，用于根据所述带宽信息和所述延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点；

通知模块，用于通知源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，以使所述分发节点将所述数据将发送到相应的接收节点。

与现有技术相比，本发明实施例至少包括以下优点：根据系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点，既能够充分利用会议终端的传输能力，降低MCU服务器的资源消耗，又能够保证会议的稳定性和数据分发处理的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1为现有技术中的传统的多媒体会议系统的架构示意图；

图2为现有技术中的分布式会议系统的架构示意图；

图3为本发明实施例中的会议系统的架构示意图；

图4为本发明实施例中的MCU服务器和会议终端的示意图；

图5为本发明实施例中的数据分发处理方法流程图；

图6为本发明实施例中的任务分配模型的示意图；

图7为本发明实施例中的MCU服务器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中的会议系统，如图3所示，该会议系统中的系统节点包括会议终端；或者，MCU服务器和会议终端。其中，会议终端可以作为源节点，向其他系统节点发送数据；也可以作为接收节点，接收来自其他系统节点的数据。系统节点之间传输的数据可以为音频数据，也可以为视频数据。MCU服务器维护系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，并从系统节点中为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。如果仅使用会议终端承担数据分发任务，则确定出的分发节点均为会议终端；如果使用会议终端和MCU服务器承担数据分发任务，则确定出的分发节点可以为会议终端和MCU服务器。

上述会议系统中的MCU服务器包括DDM(Distributed Decision Module，分布式决策模块)和媒体处理模块，会议终端包括DPM(Distributed ProcessModule，分布式处理模块)，如图4所示，其中，DDM用于维护系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，并根据带宽信息和延迟信息为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点；DPM用于支持会议终端的分布式功能。

如图5所示，为本发明实施例中的数据分发处理方法流程图，包括以下步骤：

步骤501，会议终端加入会议后，检测MCU服务器是否具备分布式功能，如果具备，则执行步骤503；否则，执行步骤502。

具体地，会议终端中的DPM可以向MCU服务器中的DDM的端口发送分布式功能检测消息，若接收到MCU服务器返回的响应消息，则确定该MCU服务器具备分布式功能；否则，确定该MCU服务器不具备分布式功能。

步骤502，会议终端按照常规的数据分发处理流程与MCU服务器进行数据的通信。

具体地，当MCU服务器不具备分布式功能时，会议终端可以作为源节点将自身的数据发送给MCU服务器，也可以作为接收节点从MCU服务器接收数据。

步骤503，会议终端将自身的带宽信息上报给MCU服务器。

其中，带宽信息包括上传带宽和下载带宽；会议终端接收到MCU服务器返回的响应消息后，启动分布式功能，检测自身的上传带宽和下载带宽，并将上传带宽和下载带宽上报给MCU服务器。

步骤504，MCU服务器将会议系统中的其他系统节点的信息发送给会议终端，接收该会议终端上报的该会议终端与其他系统节点之间的延迟信息。

其中，会议系统中的其他系统节点的信息，可以为已加入会议的系统节点(即会议终端)的地址信息；会议终端可以根据其他系统节点的地址信息，使用ping等方法检测该会议终端与其他系统节点之间的延迟时间，并将检测到的延迟时间上报给MCU服务器。MCU服务器维护系统节点之间的延迟信息，包括MCU服务器与各会议终端之间的延迟信息、会议终端与会议终端之间的延迟信息。

步骤505，MCU服务器根据自身维护的带宽信息和延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。

具体地，在预设的特定时刻，例如，已加入会议的会议终端数达到会议设定人数(会议设定人数可由会议主席或会议创建者进行设定)，或者加入会议的会议终端数在预设时间(例如，5分钟)内没有发生变化时，MCU服务器可以为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点，即，从上传带宽满足接收节点的通信需求且下载带宽满足源节点的通信需求的系统节点中为每个源节点确定唯一的分发节点，所有分发节点与唯一对应的源节点、以及对应的接收节点之间的延迟时间之和最小。

其中，MCU服务器可以通过建立任务分配模型的方式确定分发节点，该任务分配模型的元素包括任务集合、能够完成任务的实体集合，以及各个实体完成相应任务的代价。任务集合可以定义为源节点的数据分发处理，每个源节点作为一个任务，该任务的属性包括源节点的码率S和接收节点的个数W；实体集合可以定义为会议系统中的系统节点，可以包括会议终端和MCU服务器，也可以仅包括会议终端；实体集合中的系统节点完成任务需要满足的条件至少包括：系统节点的下载带宽大于或等于源节点的码率S；且系统节点不是接收节点时，系统节点的上传带宽大于或等于S*W；系统节点是接收节点时，系统节点的上传带宽大于或等于S*(W-1)。

如图6所示，为本发明实施例中的任务分配模型的示意图，该模型上面一排的元素Taski表示一个源节点的数据分发处理任务，下面一排元素CTi表示会议终端等实体，上下两排元素间的连线表示该连线所指向的实体能够完成该源节点的分发处理任务。任务和实体间的各个连线可以分别定义权重，以标识实体完成相应任务的代价，上述权重可以定义为该实体与该任务对应的源节点和接收节点之间的延迟时间，例如，延迟时间的平均值。针对会议中多个源节点的分发处理任务，MCU服务器可以根据确定权重之和最小的最优任务分配方案，使得由不同的系统节点承担不同的任务之后，延迟时间之和达到最小。最优任务分配方案包括可以通过穷举法、KM算法、费用流算法或矩阵解法求解得到。其中，穷举法可以将所有可能的任务分配方案一一列出，进而确定最优任务分配方案。

步骤506，MCU服务器通知源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，分发节点将该数据发送到相应的接收节点。

具体地，MCU服务器可以根据确定出的最优任务分配方案，通知各个源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，通知各个接收节点从相应的分发节点接收数据。

当会议终端作为分发节点时，会议终端可以监测该会议终端的带宽信息，如果监测到带宽信息不再满足相应的接收节点和源节点的通信需求，则向MCU服务器发送异常切换请求，通知MCU服务器进行异常切换。MCU服务器接收到会议终端发送的异常切换请求后，可以通知源节点和接收节点切换回常规的数据分发处理流程，由MCU服务器集中进行数据分发处理，即，通知源节点将自身的数据发送到MCU服务器，通知接收节点从MCU服务器接收数据。MCU服务器接收到会议终端发送的异常切换请求后，也可以为每个源节点重新确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。此外，MCU服务器作为分发节点时，可以监测自身的带宽信息，如果监测到自身的带宽信息不再满足相应的接收节点和源节点的通信需求时，可以为每个源节点重新确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。

另外，MCU服务器可以每隔预设时间(例如，10分钟)进行分布式机制的重新决策，判断当前的分发节点是否满足相应的接收节点和源节点的通信需求，以确定是否需要重新进行任务分配。如果需要，则根据自身维护的带宽信息和延时信息为每个源节点重新确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。

需要说明的是，本发明实施例中的步骤501为优选步骤，可以避免会议终端向不具备分布式功能的MCU服务器发送带宽信息而造成的资源浪费。在本发明的其他实施方式中，也可以不执行步骤501，即，会议终端加入会议后，直接将自身的带宽信息上报给MCU服务器，同样可以实现本发明的发明目的。

本发明的实施例包括以下优点，因为根据系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点，既能够充分利用会议终端的传输能力，降低MCU服务器的资源消耗，又能够保证会议的稳定性和数据分发处理的质量。当然，实施本发明的实施例的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

根据上述实施方式中提供的数据分发处理方法，本发明实施例还提供了应用上述数据分发处理方法的装置。

如图7所示，为本发明实施例中的MCU服务器的结构示意图，包括：

维护模块710，用于维护会议系统中的系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息。

其中，系统节点可以包括会议终端，也可以包括MCU服务器和会议终端；带宽信息包括上传带宽和下载带宽。上述维护模块710，具体用于在会议终端加入会议后，接收会议终端上报的带宽信息，将会议系统中的其他系统节点的信息发送给该会议终端，并接收该会议终端上报的该会议终端与其他系统节点之间的延迟信息。

其中，数据会议系统中的其他系统节点的信息，可以为已加入数据会议的系统节点的地址信息。会议终端的可以根据其他系统节点的地址信息，使用ping等方法检测该会议终端与其他系统节点之间的延迟时间，并检测到的延迟时间上报给维护模块710。

确定模块720，用于根据维护模块710维护的带宽信息和延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。

具体地，上述确定模块720，具体用于在预设的特定时刻，例如，已加入会议的会议终端数达到会议设定人数(会议设定人数可由会议主席或会议创建者进行设定)，或者加入会议的会议终端数在预设时间(例如，5分钟)内没有发生变化时，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点，即，从上传带宽满足接收节点的通信需求且下载带宽满足源节点的通信需求的系统节点中为每个源节点确定唯一的分发节点，所有分发节点与唯一对应的源节点、以及对应的接收节点之间的延迟时间之和最小。

其中，确定模块720可以通过建立任务分配模型的方式确定分发节点，该任务分配模型的元素包括任务集合、能够完成任务的实体集合，以及各个实体完成相应任务的代价。在本发明实施例中，任务集合可以定义为源节点的数据分发处理，每个源节点作为一个任务，该任务的属性包括源节点的码率S和接收节点的个数W；实体集合可以定义为会议系统中的系统节点，可以包括会议终端和MCU服务器，也可以仅包括会议终端；实体集合中的系统节点完成任务需要满足的条件至少包括：系统节点的下载带宽大于或等于源节点的码率S；且系统节点不是接收节点时，系统节点的上传带宽大于或等于S*W；系统节点是接收节点时，系统节点的上传带宽大于或等于S*(W-1)。任务和实体间的各个连线可以分别定义权重，以标识实体完成相应任务的代价，上述权重可以定义为该实体与该任务对应的源节点和接收节点之间的延迟时间，例如，延迟时间的平均值。针对会议中多个源节点的分发处理任务，确定模块720可以确定权重之和最小的最优任务分配方案，使得由不同的系统节点承担不同的任务之后，延迟时间之和达到最小。最优任务分配方案可以通过穷举法、KM算法、费用流算法或矩阵解法求解得到。其中，穷举法可以将所有可能的任务分配方案一一列出，进而比较出最优任务分配方案。

上述确定模块，还可以在为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点后，每隔预设时间(例如，10分钟)进行分布式机制的重新决策，判断当前的分发节点是否满足相应的接收节点和源节点的通信需求，以确定是否需要重新进行任务分配。如果需要，则根据维护模块710维护的带宽信息和延时信息为每个源节点重新确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。

通知模块730，用于通知源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，以使分发节点将数据将发送到相应的接收节点。

具体地，通知模块730可以根据确定出的最优任务分配方案，通知各个源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，通知各个接收节点从相应的分发节点接收数据。

优选地，上述MCU服务器可以进一步包括：

收发模块740，用于接收会议终端发送的分布式功能检测消息，向该会议终端返回响应消息。相应地，上述维护模块710，具体用于在收发模块740向会议终端返回响应消息后，接收会议终端上报的带宽信息。

上述收发模块740，还用于在会议终端作为分发节点时，如果会议终端的带宽信息不再满足相应的接收节点和源节点的通信需求，接收该会议终端发送的异常切换请求。相应地，上述通知模块730可以在收发模块740接收到异常切换请求后，通知源节点将自身的数据发送到MCU服务器，通知接收节点从所述MCU服务器接收数据。或者，上述确定模块720可以在收发模块740接收到异常切换请求后，为每个源节点重新确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。

本发明的实施例包括以下优点，因为根据系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点，既能够充分利用会议终端的传输能力，降低MCU服务器的资源消耗，又能够保证会议的稳定性和数据传输质量。当然，实施本发明的实施例的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种数据分发处理方法，其特征在于，会议系统中的系统节点包括会议终端，或者多点控制单元MCU服务器和会议终端，所述MCU服务器维护系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，所述方法包括：

所述MCU服务器根据所述带宽信息和所述延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点；

所述MCU服务器通知源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，以使所述分发节点将所述数据将发送到相应的接收节点；

其中，所述带宽信息包括上传带宽和下载带宽；所述MCU服务器根据所述带宽信息和所述延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点，包括：

所述MCU服务器从上传带宽满足接收节点的通信需求且下载带宽满足源节点的通信需求的系统节点中为每个源节点确定唯一的分发节点，所有分发节点与唯一对应的源节点、以及对应的接收节点之间的延迟时间之和最小。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统节点的下载带宽满足源节点的通信需求，具体为：所述系统节点的下载带宽大于或等于所述源节点的码率；

所述系统节点的上传带宽满足接收节点之间的通信需求，具体为：如果所述系统节点不是接收节点，所述系统节点的上传带宽满足以下条件：Du≥S*W；如果所述系统节点是接收节点，所述系统节点的上传带宽满足以下条件：Du≥S*(W－1)；其中，Du为系统节点的上传带宽，S为源节点的码率，W为接收节点的个数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MCU服务器维护系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，具体包括：

在会议终端加入会议后，所述MCU服务器接收所述会议终端上报的带宽信息；

所述MCU服务器将会议系统中的其他系统节点的信息发送给所述会议终端，接收所述会议终端上报的所述会议终端与其他系统节点之间的延迟信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MCU服务器接收所述会议终端上报的带宽信息之前，还包括：

所述MCU服务器接收所述会议终端发送的分布式功能检测消息，向所述会议终端返回响应消息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MCU服务器根据所述带宽信息和所述延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点之后，还包括：

当会议终端作为分发节点时，如果所述会议终端的带宽信息不再满足相应的接收节点和源节点的通信需求，所述MCU服务器接收所述会议终端发送的异常切换请求；

所述MCU服务器通知源节点将自身的数据发送到所述MCU服务器，并通知接收节点从所述MCU服务器接收数据；或者所述MCU服务器为每个源节点重新确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。

6.一种多点控制单元MCU服务器，其特征在于，包括：

维护模块，用于维护会议系统中的系统节点的带宽信息和系统节点之间的延迟信息，所述系统节点包括会议终端，或者所述MCU服务器和会议终端；

确定模块，用于根据所述带宽信息和所述延迟信息，为每个源节点确定承担数据分发任务的唯一的分发节点；

通知模块，用于通知源节点将自身的数据发送到相应的分发节点，以使所述分发节点将所述数据将发送到相应的接收节点；

其中，所述带宽信息包括上传带宽和下载带宽；

所述确定模块，具体用于从上传带宽满足接收节点的通信需求且下载带宽满足源节点的通信需求的系统节点中为每个源节点确定唯一的分发节点，所有分发节点与唯一对应的源节点、以及对应的接收节点之间的延迟时间之和最小。

7.如权利要求6所述的MCU服务器，其特征在于，所述系统节点的下载带宽满足源节点的通信需求，具体为：所述系统节点的下载带宽大于或等于所述源节点的码率；

所述系统节点的上传带宽满足接收节点之间的通信需求，具体为：如果所述系统节点不是接收节点，所述系统节点的上传带宽满足以下条件：Du≥S*W；如果所述系统节点是接收节点，所述系统节点的上传带宽满足以下条件：Du≥S*(W－1)；其中，Du为系统节点的上传带宽，S为源节点的码率，W为接收节点的个数。

8.如权利要求6所述的MCU服务器，其特征在于，

所述维护模块，具体用于在会议终端加入会议后，接收所述会议终端上报的带宽信息，将会议系统中的其他系统节点的信息发送给所述会议终端，并接收所述会议终端上报的所述会议终端与其他系统节点之间的延迟信息。

9.如权利要求8所述的MCU服务器，其特征在于，还包括：

收发模块，用于接收所述会议终端发送的分布式功能检测消息，向所述会议终端返回响应消息；

所述维护模块，具体用于在所述收发模块向所述会议终端返回响应消息后，接收所述会议终端上报的带宽信息。

10.如权利要求6所述的MCU服务器，其特征在于，还包括：

收发模块，用于在会议终端作为分发节点时，如果所述会议终端的带宽信息不再满足相应的接收节点和源节点的通信需求，接收所述会议终端发送的异常切换请求；

所述通知模块，还用于在所述收发模块接收到异常切换请求后，通知源节点将自身的数据发送到所述MCU服务器，通知接收节点从所述MCU服务器接收数据。

11.如权利要求6所述的MCU服务器，其特征在于，还包括：

收发模块，用于在会议终端作为分发节点时，如果所述会议终端的带宽信息不再满足相应的接收节点和源节点的通信需求，接收所述会议终端发送的异常切换请求；

所述确定模块，还用于在所述收发模块接收到异常切换请求后，为每个源节点重新确定承担数据分发任务的唯一的分发节点。