CN102835126A

CN102835126A - 传送终端和传送方法

Info

Publication number: CN102835126A
Application number: CN2012800010801A
Authority: CN
Inventors: 增田康人
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-12-19
Also published as: JP5630310B2; WO2012111470A1; JP2012169959A; US20130028078A1; EP2541876A4; EP2541876A1

Abstract

为了实现一个地方的吞吐量的降低不会影响其他传送目的地，同时可以防止CPU负载变高的状态。本技术能够被应用于这样的多点分发系统，其利用诸如TCP之类的具有拥塞控制机制的传输协议向多个传送目的地传送视频流。传送终端在相同线程(第一线程)中向吞吐量充足的接收终端A和C传送视频流，并且在另一线程(第二线程)中向吞吐量已经降低的接收终端B传送视频流。采用这种传送方法的结果是，接收终端B的吞吐量的降低不会影响对接收终端A和C的传送。此外，不在相互不同的线程中执行对接收终端A、B和C的传送，因此可以抑制线程数目的增加，从而能够抑制CPU负载的增加。

Description

传送终端和传送方法

技术领域

本技术涉及传送终端和传送方法。更具体地，本技术涉及利用诸如TCP(传输控制协议)之类的具有拥塞控制机制的传输协议将诸如视频流之类的相同数据传送到多个传送目的地的传送终端，并且涉及用于其的传送方法。

背景技术

已经考虑到了这样的系统，其中传送终端利用诸如TCP之类的传输协议将诸如视频流之类的相同数据传送到多个传送目的地。在数据在相同线程中被传送到所有传送目的地的情况下，即使只有一个传送处理被阻塞的传送目的地，也会使所有其他传送目的地的传送处理等候，直到该阻塞被释放为止。结果，包括吞吐量充足的传送目的地在内的所有传送目的地的通信可能被延迟，从而使得数据可能会丢失。

此外，在针对所有传送目的地中的每个传送目的地生成了线程并且数据将被传送的情况下，所有传送处理被并行地执行。因此，即使某个传送目的地的传送处理被阻塞，也不会影响其他传送目的地。然而，由于要生成的线程的数目增加了，所以CPU负载也增加了。

此外，在传送处理被设置为无阻塞的情况下，在传送处理被延迟时，传送处理没有被阻塞，并立即出现了错误。在这种情况下，不会延迟该处理。然而，吞吐量充足的传送目的地也会产生错误，而实际上这是不能接受的。

例如，PTL 1公开了一种技术，即优化要发送的数据，诸如按照接收终端的计算性能和网络的带宽改变视频的质量。

专利文献

PTL 1：日本未审查专利申请公开No.2010-212942

发明内容

技术问题

在如上所述的方式中，在传送终端利用诸如TCP之类的传输协议将诸如视频流之类的相同数据传送到多个传送目的地的情况下，出现了诸如以下的麻烦，比如一个地方的吞吐量的降低影响了其他传送目的地，或CPU的负载变高。

本技术的目的是实现这样一种状态，其中一个地方的吞吐量的降低不会影响其他传送目的地，同时可以防止CPU的负载变高。

问题的解决方案

本技术的构想在于一种传送终端，包括：

数据传送单元，其利用具有拥塞控制机制的传输协议将相同数据传送到多个传送目的地，

其中该数据传送单元在第一线程中将相同数据共同传送到吞吐量充足的传送目的地，并将吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的传送目的地转换到相同数据在与第一线程不同的第二线程中被传送的状态。

在本技术中，数据传送单元将相同数据传送到多个传送目的地。在这种情况下，传输协议的示例包括具有拥塞控制机制的传输协议，例如TCP(传输控制协议)、STCP(流控制传输协议)和DCCP(数据报拥塞控制协议)。此外，在这种情况下，也可以考虑除了视频流之外的诸如文档之类的其它数据。这里，拥塞控制机制是响应于网络状态来控制传送速度的机制。作为使用诸如TCP之类的传输协议的结果，所用带宽被调整为其他通信不会被妨碍。然而，相反，存在不能获得必要的吞吐量的情况。

在数据传送单元中，数据在第一线程中被共同传送到吞吐量充足的传送目的地。但是，数据在与第一线程不同的第二线程中被传送到吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的传送目的地。这里，在有多个传送目的地吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的情况下，在不同的线程中执行对于这些传送目的地的传送，或者在一个公共线程中执行对于所有传送目的地的传送。如上所述，在本技术中，数据在第一线程中被共同传送到吞吐量充足的传送目的地，并且数据在第二线程中被传送到吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的传送目的地。因此，能够实现一个地方的吞吐量的降低不影响其他传送目的地的状态。此外，本技术的目地在于，仅将吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的传送目的地转换到数据在第二线程中被传送的状态。因此，有可能防止CPU负载变高。

在本技术中，例如，当数据在第二线程中被传送到的传送目的地的吞吐量恢复为充足状态时，数据传送单元可以使该传送目的地返回到数据在第一线程中被传送的状态。通过使已经恢复为吞吐量充足状态的传送目的地返回到如上所述的数据在第一线程中被传送的状态，可能使增加的线程数目返回到最初数目，从而使得减少CPU负载成为可能。

在这种情况下，例如，当数据在第二线程中被传送到的传送目的地的传送处理未被阻塞达固定时间周期或更长时间的状态已经持续达预定次数时，数据传送单元使该传送目的地返回到数据在第一线程中被传送的状态。然后，在这种情况下，例如数据传送单元具有计数器(该计数器对数据在第二线程中被传送到的传送目的地的传送处理未被阻塞达固定时间周期或更长时间的次数进行计数)，在传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间时对计数器进行复位，并基于计数器的计数值来确定数据在第二线程中被传送到的传送目的地的传送处理未被阻塞达固定时间周期或更长时间的状态是否已经持续预定次数。

此外，在本技术中，例如，当数据在第二线程中被传送到的传送目的地的吞吐量在预定的时间周期内没有恢复时，数据传送单元可以切断该传送目的地。通过切断如上所述在预定的时间周期内吞吐量没有恢复的传送目的地，有可能减少CPU负载。在这种情况下，例如，数据传送单元具有计数器(该计数器对数据在第二线程中被传送到的传送目的地的传送处理未被阻塞达固定时间周期或更长时间的次数进行计数)，在传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间时对计数器进行复位，并基于预定的时间周期内复位的次数来确定是否在预定的时间周期内未恢复吞吐量。

本发明的有益效果

根据本技术，有可能实现以下状态，其中一个地方的吞吐量的降低不影响其他传送目的地，同时可以防止CPU负载变高。

附图说明

图1是示出根据本技术的实施例的多点分发系统的配置示例的框图。

图2是示出形成多点分发系统的传送终端的配置示例的框图。

图3示出了在相同线程中向接收终端A、B和C传送数据的方法的示例。

图4示出了在相同线程中向接收终端A、B和C传送数据的方法的示例，并且示出了只有接收终端B的吞吐量降低的情况的示例。

图5示出了在不同线程中向接收终端A、B和C传送数据的方法的示例，并且示出了只有接收终端B的吞吐量降低的情况的示例。

图6示出了本技术中的传送方法。

图7是示出原始线程(第一线程)的传送处理流程的流程图。

图8是示出另一线程(第二线程)的传送处理流程的流程图。

具体实施方式

在下文中，将描述本发明的实施方式(在下文中称为实施例)。将按照下面的顺序进行描述。

1.实施例

2.修改

<1.实施例>

[多点分发系统]

图1示出了根据实施例的多点分发系统10的配置示例。多点分发系统10以这样的方式配置，其中传送终端100与多个接收终端200通过IP网络300彼此连接。这里，接收终端200形成传送目的地。视频音频输入(视频数据、音频数据)被从诸如视频摄像机设备之类的视频/音频输入设备400提供给传送终端100。在传送终端100中，对视频音频输入执行编码处理等等，并生成包括视频数据和音频数据的视频流。然后，在传送终端100中，利用TCP(传输控制协议)将这个视频流连续地传送到作为每个数据块的传送目的地的多个接收终端200。

这里，传送终端100在第一线程中将数据共同传送到吞吐量充足的接收终端200。此外，传送终端100使吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的接收终端200处于数据在与第一线程不同的第二线程中被传送的状态。此外，当数据在第二线程中被传送到的接收终端200的吞吐量恢复为充足状态时，传送终端100使接收器200返回到数据在第一线程中被传送的状态。另外，当数据在第二线程中被传送到的接收终端200的吞吐量在预定的时间周期没有恢复时，传送终端100切断接收终端200(即，与接收终端200断开连接)。

[传送终端的配置]

图2示出了传送终端100的配置示例。传送终端100包括作为设备的编码器101。编码器101对来自视频/音频输入设备400(见图1)的视频音频输入(视频数据、音频数据)执行编码处理等等，以便生成视频流。

此外，传送终端100包括作为应用的应用缓冲器102和传送处理单元103。应用缓冲器102临时存储由编码器101生成的传送流。传送处理单元103将应用缓冲器102中存储的传送流传送到每个数据块的多个接收终端200。这里，该应用形成数据传送单元。

此外，传送终端100包括作为核心的套接字(socket)缓冲器104。套接字缓冲器104临时存储由传送处理单元103传送到每个接收终端200的数据块。套接字缓冲器104是用于在应用层和TCP层之间传递数据的缓冲器。针对每个套接字分配套接字缓冲器104。

[传送终端中使用的传送方法]

这里，将描述传送终端100中使用的传送方法。在利用TCP的数据传送中，传送处理被阻塞，直到套接字缓冲器104有空位为止。在执行实况分发(live distribution)的情况下，当传送处理被阻塞时，在编码器101中继续生成新数据。为此，由编码器101生成的数据被临时存储在应用缓冲器102中，然后由传送处理单元103顺续传送。

首先，将描述各种传送方法。图3示出了在相同线程中向多个接收终端200传送数据的方法的示例，在这里接收终端是接收终端A、B和C。将视频音频输入提供给编码器101。在这个编码器101中，执行编码处理(代码化过程)，并将形成视频流的经编码数据放在应用缓冲器102中。传送处理单元103从应用缓冲器102中获取数据，并将该数据连续地传送给接收终端A、B和C。

在这种情况下，传送处理单元103重复并且连续地向每个数据块的接收终端A、B和C传送数据。在这种情况下，由于每个接收终端A、B和C的吞吐量充足，所以没有出现问题。例如，如果10Mbps的视频流正被发送到所有接收终端A、B和C，并且接收终端A、B和C的全部吞吐量均表现出10Mbps的网络性能，则即使用图3中示出的传送方法，也能够传送数据而不会有问题。

图4示出了这样一种示例，其中，与图3的示例类似，在相同线程中执行到接收终端A、B和C的传送，但只有接收终端B的吞吐量降低。其示例是这样的情况，接收终端A和C的吞吐量表现出10Mbps的网络性能，而由于网络状态的缺陷等接收终端B的吞吐量小于10Mbps。传送处理单元103重复并且连续地将数据传送到每个数据块的接收终端A、B和C。因此，未发送的数据保留在应用缓冲器102中，并且由于接收终端B的吞吐量的降低，传送延时影响了对接收终端A和C的传送。

图5是在不同线程中向接收终端A、B和C传送数据，并且只有接收终端B的吞吐量已经降低的情况的示例。在这种情况下，为每个线程准备传送处理单元103和应用缓冲器102，并且并行地执行处理。为此，接收终端B的吞吐量的降低不会影响对接收终端A和C的传送。然而，在这个示例中，由于线程数目增加了，所以CPU负载也增加了。

图6示出了本实施例中的传送方法的示例。在这种情况下，数据在相同线程(第一线程)中被传送到吞吐量充足的接收终端A和C，并且数据在另一线程(第二线程)中被传送到吞吐量已经降低的接收终端B。采用这种传送方法的结果是，接收终端B的吞吐量的降低不会影响对接收终端A和C的传送。而且，在这种情况下，数据不是在相互不同的线程中被传送到接收终端A、B和C的。所以，与图5的传送方法相比，能够抑制线程数目的增加，从而能够抑制CPU负载的增加。

[线程移动处理]

接下来，将描述线程移动处理。在本实施例的传送方法中，动态控制要在另一线程中处理哪个接收终端(传送目的地)。具体地，原始线程(第一线程)监控传送处理花费的时间。如果已经花费固定时间周期或更长时间，则原始线程确定吞吐量已经降低，并且到另一线程(第二线程)继续进行该处理。此外，在处理进行到另一线程的情况下，如果恢复了吞吐量，则处理返回到最初线程。然而，如果在固定时间周期或更长时间内没有恢复吞吐量，则假定吞吐量不可恢复而断开连接。

图7的流程图示出了原始线程(第一线程)的传送处理流程。原始线程根据该传送处理对每个数据块重复进行处理。原始线程对多个接收器200执行传送处理。为传送处理规定超时时间，并将已经超过超时时间的对接收器200的传送转换到另一线程(第二线程)。

即，在步骤ST1中，原始线程开始处理，然后处理继续进行步骤ST2的处理。原始线程在步骤ST2中搜索数据尚未被到的传送目的地。然后，在步骤ST3中，原始线程确定是否有数据尚未被发送到的传送目的地。当没有数据尚未被发送到的传送目的地时，在步骤ST7中，原始线程结束处理。另一方面，当存在数据尚未被发送到的传送目的地时，在步骤ST4中，原始线程执行对于该传送目的地的传送处理。然后，在步骤ST5中，原始线程确定传送处理时间周期是否超过超时时间(例如，0.2至0.3秒)。

在传送处理时间周期没有超过超时时间时，原始线程立即返回到步骤ST2的处理。另一方面，当传送处理时间周期超过超时时间时，在步骤ST6中，原始线程将该传送目的地的传送处理转换到另一线程，然后返回到步骤ST2的处理。即，将吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的传送目的地转换到数据在另一线程中被传送的状态。

图8的流程图示出了另一线程(第二线程)的传送处理流程。另一线程根据该传送处理流程对每个数据块重复该处理。另一线程执行传送处理，并在未出现超时而且处理已成功时将传送成功的数目加1。当传送成功的数目超出固定次数时，另一线程将该处理返回到原始线程，并且处理完成。在发生超时时，另一线程对传送成功的数目进行复位。当过去的预定时间周期内的复位次数超出固定次数(阈值)时，另一线程假设吞吐量不可恢复，并断开连接。

即，在步骤ST21中，另一线程开始该处理，然后继续进行步骤ST22的处理。在步骤ST22中，另一线程执行传送处理。然后，在步骤ST23中，另一线程确定传送处理时间周期是否超出超时时间(例如，0.2至0.3秒)。在传送处理时间周期未超出超时时间时，在步骤ST24中，另一线程将传送成功的数目加1。在这种情况下，CPU中的计算传送成功的数目的计数器增大。

接下来，在步骤ST25中，另一线程基于计数器的计数值确定传送成功的数目是否大于或等于阈值。这个阈值被设置为对应于例如大约几秒或几分钟的值。当传送成功的数目不大于或等于该阈值时，另一线程立即在步骤ST27中结束该处理。另一方面，当传送成功的数目大于或等于该阈值时，在步骤ST26中，另一线程将该处理返回到针对有关传送目的地的原始线程(第一线程)，随后在步骤ST27中结束该处理。即，当数据在另一线程中被传送到的传送目的地的吞吐量恢复为充足状态时，另一线程将这个传送目的地返回到数据在原始线程中被传送的状态。

此外，当在步骤ST23中传送处理时间周期超过超时时间时，在步骤ST28中，另一线程对传送成功的数目进行复位。在这种情况下，对传送成功的数目进行计数的计数器被复位。然后，在步骤ST29中，另一线程确定例如在过去的预定时间周期(例如过去30秒)内的复位次数是否大于或等于阈值。当复位次数不大于或等于该阈值时，另一线程立即在步骤ST27中结束该处理。

另一方面，当复位次数大于或等于该阈值时，在步骤ST30中，另一线程切断相关传送目的地，然后在步骤ST27中结束该处理。即，当数据在另一线程中被传送到的传送目的地的吞吐量在预定时间周期或更长时间内没有恢复时，另一线程切断该传送目的地。

在图1中示出的多点分发系统10中，在传送终端100中，数据在第一线程中被共同传送到吞吐量充足的接收器200。此外，在传送终端100中，数据在第二线程中被传送到吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的接收器200。为此，能够实现一个地方的吞吐量不会影响其他接收器200的状态。此外，在传送终端100中，仅使吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的接收器200转换到数据在第二线程中被传送的状态。为此，有可能防止CPU负载变高。结果，将不影响不同于数据分发的处理。

此外，在图1中示出的多点分发系统10中，在传送终端100中，当数据在第二线程中被传送到的接收器200的吞吐量恢复为充足状态时，接收器200返回到数据在第一线程中被传送的状态。结果，能够减少线程的数目，例如，从2减到1，从而使得减少CPU负载成为可能。

此外，在图1中示出的多点分发系统10中，在传送终端100中，当数据在第二线程中被传送到的接收器200的吞吐量在预定的时间周期之内没有恢复时，这个接收器200被切断。因此，可能减少CPU负载。

<2.修改>

与此同时，在上述实施例中，在传送终端100中，数据在第二线程(另一线程)中被传送到吞吐量已经降低并且传送处理已经被阻塞达固定时间周期或更长时间的接收器200。这里，考虑存在多个这种接收器200的情况。在那种情况下，可以在不同的线程中执行对每个接收器200的传送，或者可以在一个公共线程中执行对所有接收器200的传送。同时，在不同线程中执行对每个接收器200的传送的情况下，第二线程的数目变为多个，并且CPU负载增加。

此外，在上述实施例中，传送终端100利用TCP执行传送。然而，可用的传输协议不限于TCP。例如，传输协议可以是STCP(流控制传输协议)或DCCP(数据报拥塞控制协议)，其中每个协议都具有与TCP方式相同的拥塞控制机制。此外，在上述实施例中，传送终端100向多个接收终端200传送包含视频数据和音频数据的视频流。同样在要传送诸如文档之类的其他数据的情况下，本技术能够以相同的方式实施。

工业应用性

本技术能够被应用于利用诸如TCP之类的具有拥塞控制机制的传输协议向多个传送目的地传送视频流的多点分发系统。

参考符号列表

10 多点分发系统

100 传送终端

101 编码器

102 应用缓冲器

103 传送处理单元

104 套接字缓冲器

200 接收终端

300 IP网络

400 视频/音频输入设备

Claims

1.一种传送终端，包括：

数据传送单元，该数据传送单元利用具有拥塞控制机制的传输协议，将相同数据传送到多个传送目的地，

其中，所述数据传送单元

在第一线程中将所述相同数据共同传送到吞吐量充足的传送目的地，并且将所述吞吐量已降低且传送处理已被阻塞达固定时间周期或更长时间的传送目的地转换到所述相同数据在不同于所述第一线程的第二线程中被传送的状态。

2.如权利要求1所述的传送终端，其中所述数据传送单元在所述相同数据在所述第二线程中被传送到的传送目的地的所述吞吐量已经恢复为充足状态时，将所述传送目的地返回到所述相同数据在所述第一线程中被传送的状态。

3.如权利要求2所述的传送终端，其中所述数据传送单元在所述相同数据在所述第二线程中被传送到的传送目的地的传送处理未被阻塞达所述固定时间周期或更长时间的状态已经持续达预定次数时，将所述传送目的地返回到所述相同数据在所述第一线程中被传送的状态。

4.如权利要求3所述的传送终端，其中所述数据传送单元具有计数器，该计数器在所述相同数据在所述第二线程中被传送到的传送目的地的传送处理未被阻塞达所述固定时间周期或更长时间时进行计数，所述数据传送单元在所述传送处理已被阻塞达所述固定时间周期或更长时间时对所述计数器进行复位，并且基于所述计数器的计数值来确定所述相同数据在所述第二线程中被传送到的所述传送目的地的传送处理未被阻塞达所述固定时间周期或更长时间的状态是否已经持续达预定次数。

5.如权利要求2所述的传送终端，其中所述数据传送单元在所述相同数据在所述第二线程中被传送到的传送目的地的所述吞吐量在预定的时间周期内未恢复时，切断所述传送目的地。

6.如权利要求5所述的传送终端，其中所述数据传送单元具有计数器，该计数器在所述相同数据在所述第二线程中被传送到的传送目的地的传送处理未被阻塞达所述固定时间周期或更长时间时进行计数，所述数据传送单元在所述传送处理已经被阻塞达所述固定时间周期或更长时间时对所述计数器进行复位，并基于在所述预定的时间周期内的复位次数来确定所述吞吐量是否在所述预定的时间周期内仍未恢复。

7.如权利要求1所述的传送终端，其中所述数据是视频流。

8.如权利要求1所述的传送终端，其中具有所述拥塞控制机制的传输协议是TCP。

9.一种传送方法，包括：

当利用具有拥塞控制机制的传输协议将相同数据传送到多个传送目的地时，

在第一线程中将所述相同数据共同传送到吞吐量充足的传送目的地；并且

将所述吞吐量已降低且传送处理已被阻塞达固定时间周期或更长时间的传送目的地转换到所述数据在不同于所述第一线程的第二线程中被传送的状态。