CN103124278A - 一种视频分发网络全局服务器主备同步消息的实现方法及处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及一种视频分发网络全局服务器主备同步消息的实现方法及处理装置，从而实现视频分发网络中主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的同步信息交互。视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息由视频分发网络全局服务器主备同步协议报文承载，视频分发网络全局局服务器主备同步协议报文采用UDP协议进行网络传输。嵌入在视频分发网络全局服务器中的主备同步消息处理装置负责实现视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息的传输。

Description

一种视频分发网络全局服务器主备同步消息的实现方法及处理装置

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及视频分发网络中的一种视频分发网络全局服务器主备同步消息的实现方法及处理装置。

背景技术

随着视频技术的广泛应用，基于Internet的视频直播服务的需求日益增加，而基于Internet的大规模视频流量分发成为视频直播服务所面临的一个严峻挑战。虽然CDN技术被广泛应用于分发Web流量和视频点播流量，实现网络内容的就近访问，缓解流媒体传输的高吞吐量对骨干网带宽带来的压力，提高业务响应速度，但目前CDN技术还不能很好地解决大规模视频直播业务的流量分发问题。此外，大规模视频通信业务也需要高效、可靠的视频分发网络技术的支持。

如图1所示，对于大规模视频直播服务，可以通过部署由直播源站节点服务器集群、中继节点服务器集群和边缘节点服务器集群等视频分发网络节点服务器集群所组成的视频分发网络来提高大规模视频直播业务的服务效率，降低视频直播服务传输所占用的网络带宽。

对于大规模视频通信服务，如图2所示，可以通过部署以代理服务器为主的节点服务器集群来组成视频分发网络，从而提高视频通信业务的吞吐量，提高业务并发量。

无论是对于图1所示的视频直播业务的分发网络还是图2所示的视频通信业务的分发网络，对大量分散部署的视频分发网络节点服务器集群的高度集中管理和控制是确保网络效率、可靠性、可控性的必要手段。视频分发网络全局服务器可以看作是一组逻辑设备，实现视频分发网络的管理、监控、动态配置、控制、调度等功能，对视频分发网络中的所有视频分发网络节点服务器进行集中控制、管理和调度。

当视频分发网络节点服务器启动后，它可以通过静态配置方式获取可以为其提供控制服务的视频分发网络全局服务器的标识和地址信息。为了预防视频分发网络全局服务器单点故障，一般情况下，视频分发网络中会部署两个视频分发网络全局服务器，一个作为主用控制设备，一个作为备用控制设备。

当作为主用控制设备的视频分发网络全局服务器出现故障时，备用视频分发网络全局服务器切换为主用控制设备，成为视频分发网络中的视频分发网络节点服务器的主用控制设备。

为了加快主用视频分发网络全局服务器出现故障时的主备切换速度，视频分发网络需要支持主、备用视频分发网络全局服务器双机热备份，主用视频分发网络全局服务器在运行过程中，和备用视频分发网络全局服务器实时同步视频分发网络的全局管理和状态信息。

发明内容

本发明针对视频分发网络全局服务器主备同步协议，提供了一种视频分发网络全局服务器主备同步消息的实现方法及处理装置，从而实现视频分发网络中主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的同步信息交互。

根据本发明的第一方面，提供了一种视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息实现方法，其中：

(1)视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息负责在主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间传输同步信息；

(2)视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息由视频分发网络全局服务器主备同步协议报文承载；

(3)视频分发网络全局服务器主备同步协议报文采用UDP协议进行网络传输。

根据本发明的第二方面，提供了一种视频分发网络全局服务器主备同步协议报文，用于承载视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息。视频分发网络全局服务器主备同步协议报文由IP首部、UDP首部、视频分发网络全局服务器主备同步协议首部、同步消息首部、消息元等部分组成。其中：IP首部和UDP首部分别用于表示承载该报文的数据包的IP协议包头和UDP协议包头；视频分发网络全局服务器主备同步协议首部用于承载该报文的视频分发网络全局服务器主备同步协议的首部描述信息；同步消息首部用于承载同步消息的首部描述信息；消息元用于承载同步消息的具体内容。

根据本发明的第三方面，提供了一种视频分发网络全局服务器主备同步协议首部。视频分发网络全局服务器主备同步协议首部由：首部长度、分组标志、分组结束标志、分组标识符、分组位移、预留码等部分组成。其中：

首部长度由5位二进制数字组成，表示视频分发网络全局服务器主备同步协议首部的长度字节数；

分组标志由1位二进制数字组成，表示该报文是一个完整的报文还是一个分组包，当值为1时表示该报文为分组包，否则表示该报文为一个完整的报文；

分组结束标志由1位二进制数字组成，表示该报文是否包含分组的最后一部分，值为1时表示该报文包含一个分组的最后一个分组包；

分组标识符由16位二进制数字组成，用于识别不同的报文分组，分组标识符相同的分组包属于同一个协议报文；

分组位移由13位二进制数字组成，用于表示本分组报文在整个完整协议报文中的位置，以进行报文重组工作；

预留码由4位二进制数字0组成，为保留位。

根据本发明的第四方面，提供了一种视频分发网络全局服务器主备同步协议报文的同步消息首部。同步消息首部包括：消息类型、序列号、消息元长度等组成部分。其中：消息类型用于表示同步消息的类型；序列号用于匹配一对请求消息和响应消息，当一个请求消息被接收到后，其中的序列号被拷贝到随后发送的响应消息内；消息元长度用于指出消息元域的长度字节数。

根据本发明的第五方面，提供了一种视频分发网络全局服务器主备同步协议报文的消息元。消息元被用来承载同步消息的内容，一个视频分发网络全局服务器主备同步协议报文可以包含0到多个消息元。消息元由参数值类型、参数值长度和参数值等部分组成。其中，参数值类型用于表示参数值域内承载的信息类型；参数值长度用于表示参数值域内数据的长度字节数；参数值域用于承载具体的控制消息内容。

消息元用于携带每种消息的具体内容，根据消息类型的不同，消息元内容的具体定义也会随之变化。

根据本发明的第六方面，提供了一种主备同步消息处理装置。主备同步消息处理装置运行于视频分发网络全局服务器中，负责实现视频分发网络主备同步消息的接收、发送和处理功能。所述装置中包括：第一获取装置、第一发送装置、消息接口装置。其中：第一获取装置用于获取来自对端主备同步消息处理装置的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文；第一发送装置用于发送视频分发网络全局服务器主备同步协议报文到对端主备同步消息处理装置；消息接口装置用于对接收到的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文进行协议解封装，提取其中承载的同步消息转交给视频分发网络全局服务器的相关处理装置进行消息处理，并对来自视频分发网络全局服务器的其它处理装置的同步消息进行协议封装，封装成视频分发网络全局服务器主备同步协议报文，提交给第一发送装置进行发送。

根据本发明的第七方面，提供了一种主备同步消息发送处理过程，其中包括以下步骤：

a)主备同步消息处理装置接收到来自视频分发网络全局服务器中的其它装置的同步消息；

b)主备同步消息处理装置将步骤a)接收到的同步信息封装进视频分发网络全局服务器主备同步协议报文中；

c)主备同步消息处理装置发送步骤b)中生成的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文到对端主备同步消息处理装置。

根据本发明的第八方面，提供了一种主备同步消息接收处理过程，其中包括以下步骤：

a)主备同步消息处理装置接收到来自对端主备同步消息处理装置的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文；

b)主备同步消息处理装置对接收到的协议报文进行解封装，获取其中的同步消息；

c)主备同步消息处理装置将步骤b)获取的同步消息转交给视频分发网络全局服务器中的相应主备处理装置进行消息处理。

采用本发明的方案，可以使同步信息在主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间安全、可靠地传输。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。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示出了视频直播业务的视频分发网络系统结构示意图；

图2示出了视频通信业务的视频分发网络系统结构示意图；

图3示出了根据本发明的一个具体实施例的主备同步消息处理装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个具体实施例的主备同步消息发送处理过程的流程图；

图5示出了根据本发明的一个具体实施例的主备同步消息接收处理过程的流程图。

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。

如图1和图2所示，在视频分发网络中，视频分发网络全局服务器负责对网络内的所有视频分发网络节点服务器进行集中控制、管理、监控和调度。全局服务器1被配置为视频分发网络中的主用控制设备，全局服务器2被配置为视频分发网络中的备用控制设备。

视频分发网络主备同步协议定义了主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的多种同步消息，如：主备同步启动消息、主备数据同步消息等等。各种视频分发网络主备同步消息由视频分发网络全局服务器主备同步协议报文承载，视频分发网络全局服务器主备同步协议报文采用UDP协议在主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间进行网络传输。

以下，对本发明的第二方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。

视频分发网络全局服务器主备同步协议报文由IP首部、UDP首部、视频分发网络全局服务器主备同步协议首部、同步消息首部、消息元等部分组成。其中：

IP首部为承载该报文的数据包的IP协议包头。

UDP首部为承载该报文的数据包的UDP协议包头。

视频分发网络全局服务器主备同步协议首部用于承载该报文的视频分发网络全局服务器主备同步协议的首部描述信息。

同步消息首部用于承载同步消息的首部描述信息。

消息元用于承载同步消息的具体内容，每个同步消息的消息元内容均不相同。

以下，对本发明的第三方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。

视频分发网络全局服务器主备同步协议首部由：首部长度、分组标志、分组结束标志、分组标识符、分组位移、预留码等部分组成。其中：

首部长度由5位二进制数字组成，表示视频分发网络全局服务器主备同步协议首部的长度字节数。

分组标志由1位二进制数字组成，表示该报文是一个完整的协议报文还是一个分组包，当分组标志为1时表示该报文为分组包，此报文的接收方需要将此报文和同一个分组内的其他分组包重组成完整的协议报文，才能正确获取所述报文中承载的同步消息。当分组标志为0时表示该报文为一个完整的协议报文，该报文的接收方可以直接从所述报文中获取其承载的同步消息。

分组结束标志由1位二进制数字组成，标识该报文是否包含分组的最后一部分，分组结束标志为1时表示该报文包含一个分组的最后一个分组包。只有当分组标志为1时，分组结束标志才有意义。

分组标识符由16位二进制数字组成，用于识别不同的报文分组，分组标识符相同的分组包属于同一个协议报文。只有当分组标志为1时，分组标识符才有意义。

分组位移由13位二进制数字组成，用于表示本分组报文在整个完整协议报文中的位置，以进行报文重组工作。只有当分组标志为1时，分组位移才有意义。

预留码由4位二进制数字0组成，为保留位。

当一个视频分发网络主备同步消息长度超过一个视频分发网络全局服务器主备同步协议报文能承载的内容的最大长度时，所述同步消息会被划分为多个部分，由多个视频分发网络全局服务器主备同步协议报文承载。为了使同步消息的接收方在接收到这些同步报文后可以正确进行重组，还原同步消息，需要在承载所述同步消息的报文中设置分组标志为1，并正确设置分组位移。报文的发送方为所述消息分配一个分组标识符，所述消息的所有承载报文内的分组标识符均设置为所分配的分组标识符。承载所述消息的最后一个分组报文中的分组结束标志被设置为1，其它分组报文中的分组结束标志被设置为0。当同步消息的接收方接收到分组控制报文后，它不从报文中提取同步消息，而是等到接收到该分组报文的最后一个报文时，对所述分组报文进行重组，再提取其中承载的同步消息进行处理。

以下，对本发明的第四方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。

视频分发网络全局服务器主备同步协议报文的同步消息首部包括：消息类型、序列号、消息元长度等组成部分。其中：

消息类型用于表示同步消息的类型。视频分发网络全局服务器主备同步协议定义了多种同步消息类型：如：主备同步启动消息(消息类型＝1)、主备同步启动响应消息(消息类型＝2)、主备数据同步消息(消息类型＝3)、主备数据同步响应消息(消息类型＝4)、等等。

序列号由1个字节组成，用于匹配一对请求消息和响应消息。当一个请求消息被接收到后，其中的序列号被拷贝到随后发送的响应消息内。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，全局服务器2发送主备同步启动消息到全局服务器1，全局服务器1接收到该消息后会发送一个主备同步启动响应消息到全局服务器2，承载主备同步启动响应消息的报文的同步消息首部的序列号将使用接收到的主备同步启动消息中的序列号。因此，当全局服务器2接收到主备同步启动响应消息后，可以立刻判别出它是对前面发送的主备同步启动消息的应答消息。

消息元长度用于指出视频分发网络全局服务器主备同步协议报文的消息元域的长度字节数。

以下，对本发明的第五方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。

消息元被用来承载同步消息的内容，一个视频分发网络全局服务器主备同步协议报文可以包含0到多个消息元。消息元由参数值类型、参数值长度和参数值等部分组成。其中，参数值类型用于表示参数值域内承载的信息类型；参数值长度用于表示参数值域内数据的长度字节数；参数值域用于承载具体的控制消息内容。

每个同步消息的具体定义不同，在消息元域内承载的信息也是不同的。例如：主备同步启动消息是视频分发网络全局服务器主备同步协议定义的一种同步消息。主用视频分发网络全局服务器发送主备同步启动消息到备用视频分发网络全局服务器，来启动主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的信息同步。主备同步启动消息中包含两个消息元，分别用于承载视频分发网络全局服务器标识和同步类型信息。视频分发网络全局服务器标识消息元和同步类型消息元内携带的数据类型不同，数据长度也不同。

以下，参照图3对本发明的第六方面进行描述。其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。

以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，在全局服务器1和全局服务器2内都运行一个主备同步消息处理装置，负责实现视频分发网络主备同步消息的接收、发送和处理功能。

主备同步消息处理装置中包括：第一获取装置101、第一发送装置102、消息接口装置103。其中：

第一获取装置101，用于获取来自对端主备同步消息处理装置的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文。对于全局服务器1内包含的主备同步消息处理装置而言，其中的第一获取装置101负责接收来自全局服务器2内包含的主备同步消息处理装置的信息。

第一发送装置102，用于发送视频分发网络全局服务器主备同步协议报文到对端主备同步消息处理装置。对于全局服务器1内包含的主备同步消息处理装置而言，其中的第一发送装置102负责发送信息到全局服务器2内包含的主备同步消息处理装置。

消息接口装置103，用于对接收到的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文进行协议解封装，提取其中承载的同步消息转交给视频分发网络全局服务器的相关处理装置(如：主备切换处理装置)进行消息处理，并对来自视频分发网络全局服务器的其它处理装置(如：主备切换处理装置)的同步消息进行协议封装，封装成视频分发网络全局服务器主备同步协议报文，提交给第一发送装置102进行发送。

以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，当全局服务器2中的主备切换装置要发送主备切换通知消息到全局服务器1时，全局服务器2中的主备切换装置将主备切换通知消息提交给主备同步消息处理装置中的消息接口装置103。消息接口装置103将主备切换通知消息按照视频分发网络全局服务器主备同步协议报文的格式进行封装后，提交给第一发送装置102进行发送，由第一发送装置102将所述报文发送到全局服务器1。全局服务器1中的主备同步消息处理装置中的第一获取装置101接收到所述报文后，提交给消息接口装置103。消息接口装置103对所述报文进行解封装，提取其中的主备切换通知消息，转交给全局服务器1中的主备切换装置做进一步的处理。

以下，参照图4对本发明的第七方面进行描述。其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。

以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，主备同步消息发送处理过程包括如下步骤：

步骤S10：全局服务器1中的主备同步消息处理装置接收到来自全局服务器1的其它处理装置的同步消息。例如：全局服务器1中的主备同步消息处理装置接收到来自全局服务器1中的主备切换装置的主备切换通知消息。

步骤S11：全局服务器1中的主备同步消息处理装置将步骤S10中接收到的同步消息封装进视频分发网络全局服务器主备同步协议报文中。

步骤S12：全局服务器1中的主备同步消息处理装置发送步骤S11中生成的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文到全局服务器2中的主备同步消息处理装置。

以下，参照图5对本发明的第八方面进行描述。其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。

以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，主备同步消息接收处理过程包括如下步骤：

步骤S20：全局服务器2中的主备同步消息处理装置接收到来自全局服务器1中的主备同步消息处理装置的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文。

步骤S21：全局服务器2中的主备同步消息处理装置对接收到的协议报文进行解封装，获取其中的同步消息(如：主备切换通知消息)。

步骤S22：全局服务器2中的主备同步消息处理装置将步骤S21中获取的同步消息转交给视频分发网络全局服务器中的相应主备处理装置(如：主备切换装置)进行消息处理。

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)

1.一种视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息实现方法，其特征在于：视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息负责在主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间传输同步信息。

2.根据权利要求1所述的视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息实现方法，其特征还在于：

a)视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息由视频分发网络全局服务器主备同步协议报文承载；

b)视频分发网络全局服务器主备同步协议报文采用UDP协议进行网络传输。

3.根据权利要求1-2所述的视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息实现方法，视频分发网络全局服务器主备同步协议报文的特征在于：

a)视频分发网络全局服务器主备同步协议报文由IP首部、UDP首部、视频分发网络全局服务器主备同步协议首部、同步消息首部、消息元等部分组成；

b)IP首部和UDP首部分别用于表示承载该报文的数据包的IP协议包头和UDP协议包头；

c)视频分发网络全局服务器主备同步协议首部用于承载该报文的视频分发网络全局服务器主备同步协议的首部描述信息；

d)同步消息首部用于承载同步消息的首部描述信息；

e)消息元用于承载同步消息的具体内容。

4.根据权利要求3所述的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文，视频分发网络全局服务器主备同步协议首部的特征在于：

a)视频分发网络全局服务器主备同步协议首部由：首部长度、分组标志、分组结束标志、分组标识符、分组位移、预留码等部分组成；

b)首部长度由5位二进制数字组成，表示视频分发网络全局服务器主备同步协议首部的长度字节数；

c)分组标志由1位二进制数字组成，用于标识该报文是一个完整的协议报文还是一个分组包，当值为1时表示该报文为分组包，否则表示该报文为一个完整的协议报文；

d)分组结束标志由1位二进制数字组成，表示该报文是否包含分组的最后一部分，值为1时表示此报文包含一个分组的最后一个分组包；

e)分组标识符由16位二进制数字组成，用于识别不同的报文分组，分组标识符相同的分组包属于同一个协议报文；

f)分组位移由13位二进制数字组成，用于表示该分组报文在整个完整协议报文中的位置，以进行报文重组工作；

g)预留码由4位二进制数字0组成，为保留位。

5.根据权利要求3-4所述的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文，其特征还在于：

a)同步消息首部包括：消息类型、序列号、消息元长度等组成部分；

b)消息类型用于表示同步消息的类型；

c)序列号用于匹配一对请求消息和响应消息，当一个请求消息被接收到后，其中的序列号被拷贝到随后发送的响应消息内；

d)消息元长度用于指出消息元域的长度字节数。

6.根据权利要求3-5所述的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文，其特征还在于：

a)消息元被用来承载同步消息的内容，一个视频分发网络全局服务器主备同步协议报文可以包含0到多个消息元；

b)消息元由参数值类型、参数值长度和参数值等部分组成；

c)参数值类型用于表示参数值域内承载的信息类型；

d)参数值长度用于表示参数值域内数据的长度字节数；

e)参数值域用于承载具体的控制消息内容；

f)消息元用于携带每种消息的具体内容，根据消息类型的不同，消息元内容的具体定义也会随之变化。

7.根据权利要求1-2所述的视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息实现方法，主备同步消息发送处理过程特征在于：

a)主备同步消息处理装置接收到来自视频分发网络全局服务器中的其它装置的同步消息；

b)主备同步消息处理装置将接收到的同步信息封装进视频分发网络全局服务器主备同步协议报文中；

c)主备同步消息处理装置发送步骤b)中生成的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文到对端主备同步消息处理装置。

8.根据权利要求1-2所述的视频分发网络全局服务器主备同步协议的同步消息实现方法，主备同步消息接收处理过程特征在于：

a)主备同步消息处理装置接收到来自对端主备同步消息处理装置的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文；

b)主备同步消息处理装置对接收到的协议报文进行解封装，获取其中的同步消息；

c)主备同步消息处理装置将步骤b)获取的同步消息转交给视频分发网络全局服务器中的相应主备处理装置进行消息处理。

9.一种主备同步消息处理装置，其特征在于：

a)主备同步消息处理装置中包括：第一获取装置、第一发送装置、消息接口装置；

b)第一获取装置用于获取来自对端主备同步消息处理装置的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文；

c)第一发送装置用于发送视频分发网络全局服务器主备同步协议报文到对端主备同步消息处理装置；

d)消息接口装置用于对接收到的视频分发网络全局服务器主备同步协议报文进行协议解封装，提取其中承载的同步消息转交给视频分发网络全局服务器的相关处理装置进行消息处理，并对来自视频分发网络全局服务器的其它处理装置的同步消息进行协议封装，封装成视频分发网络全局服务器主备同步协议报文，提交给第一发送装置进行发送。

10.一种视频分发网络中的控制设备，其特征在于，包含权利要求9所述的主备同步消息处理装置。

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