CN104427353B - 视频传输方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种视频传输方法及设备。方法包括：客户端获取存储有待请求的视频数据的多台内容分发网络CDN服务器的地址信息；根据多台CDN服务器的地址信息，向多台CDN服务器发送请求观看视频数据的请求消息，以使多台CDN服务器对视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给客户端；接收多台CDN服务器分别发送的视频分块，并根据接收的视频分块解码出视频数据。本发明技术方案使用多台CDN服务器并发传输视频分块，可以有效地提升视频传输的质量。
Description
技术领域
本发明涉及视频传输技术，尤其涉及一种视频传输方法及设备。
背景技术
随着有线和无线宽带演进的高速发展，互联网（Internet）的基础架构正日益完善，许多城市的城域网从接入到核心各个部分都实现了宽带化，于是网络视频流媒体直播和点播业务在这种情景下得以应运而生。
传统的流媒体业务往往采用基于用户数据报协议（User Datagram Protocol，简称为UDP）的实时传输协议（Real-time Transport Protocol，简称为RTP）或实时流协议（Real Time Streaming Protocol，简称为RTSP）等，这些协议往往需要专用的流媒体软件，应用分发成本高，维护复杂，效果欠佳。近年来，基于超文本传输协议（Hypertext TransferProtocol，简称为HTTP）的视频流媒体传输在业内引发了巨大的兴趣。基于HTTP的视频流媒体传输流程如下：客户端向服务器请求视频；服务端将视频的内容分发网络（ContentDelivery Network，简称为CDN）地址返回给客户端，客户端通过域名系统（Domain NameSystem，简称为DNS）查找获得网络状况最好的CDN服务器；客户端和CDN服务器之间进行测速通信，得到一个合适的视频码率；客户端到CDN服务器上获取选定质量的视频。
在上述基于HTTP的视频流媒体传输过程中存在以下问题：客户端只从一个CDN服务器获取视频，下载的速度有限，尤其是在网络状况不好的情况下，客户端观看视频的质量会受到影响。
发明内容
本发明提供一种视频传输方法及设备，用以提高视频传输质量。
第一方面提供一种视频传输方法，包括：
客户端获取存储有待请求的视频数据的多台内容分发网络CDN服务器的地址信息；
所述客户端根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使所述多台CDN服务器对所述视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给所述客户端；
所述客户端接收所述多台CDN服务器分别发送的所述视频分块，并根据所述接收的视频分块解码出所述视频数据。
第二方面提供一种视频传输方法，包括：
内容分发网络CDN服务器接收客户端根据所述CDN服务器的地址信息发送的请求观看视频数据的请求消息，所述请求消息包括所述客户端获取的所述CDN服务器的传输时间，所述传输时间是指所述CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度；
所述CDN服务器根据所述请求消息，对所述视频数据进行卢比变换LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块；其中，不同视频分块的编号信息不同；
所述CDN服务器以所述传输时间为依据向所述客户端发送所述视频分块，以使所述客户端根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
第三方面提供一种客户端，包括：
第一获取模块，用于获取存储有待请求的视频数据的多台内容分发网络CDN服务器的地址信息；
发送模块，用于根据所述第一获取模块获取的所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使所述CDN服务器对所述视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给所述客户端；
接收模块，用于接收所述多台CDN服务器分别发送的所述视频分块，并根据所述接收的视频分块解码出所述视频数据。
第四方面提供一种内容分发网络CDN服务器，包括：
接收模块，用于接收客户端根据所述CDN服务器的地址信息发送的请求观看视频数据的请求消息，所述请求消息包括所述客户端获取的所述CDN服务器的传输时间，所述传输时间是指所述CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度；
编码分块模块，用于根据所述请求消息，对所述视频数据进行卢比变换LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块；其中，不同视频分块的编号信息不同；
发送模块，用于以所述传输时间为依据向所述客户端发送所述视频分块，以使所述客户端根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
本发明提供的视频传输方法及设备，客户端获取存储有待请求视频数据的多台CDN服务器的地址信息，然后根据获取的地址信息向多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使多台CDN服务器分别对视频数据进行分块处理形成视频分块后分别发送给客户端，这样客户端就可以接收多台CDN服务器分别发送的视频分块，并根据接收到的视频分块解码出视频数据。与现有技术相比，本发明使用多台CDN服务器并发传输视频分块，可以有效地提升视频传输的质量。
附图说明
图1为本发明各实施例所基于的一种应用场景示意图；
图2为本发明实施例提供的一种视频传输方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的另一种视频传输方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的又一种视频传输方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的又一种视频传输方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的一种客户端的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种客户端的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种CDN服务器的结构示意图。
具体实施方式
本发明以下实施例的一种应用场景可以如图1所示，但不限于此。图1所示系统包括多台CDN服务器和一个客户端。如图1所示，所述系统还包括视频网站；视频网站的所有视频在每台CDN服务器上都存有副本。如果视频网站提供的是HTTP渐进式下载的流媒体服务，则视频文件完整地存放在每台CDN服务器上，进一步可选的为了便于客户端可以随机访问该视频文件，视频网站还可以将视频文件的索引（box）放到视频文件头部。如果视频网站提供的是动态流媒体视频，则每个视频会被切片后放在每台CDN服务器上，例如可以将视频切成大约5s一段的视频片段放在每台CDN服务器上，但不限于此。
图2为本发明实施例提供的一种视频传输方法的流程图。如图2所示，所述方法包括：
201、客户端获取存储有待请求的视频数据的多台内容分发网络CDN服务器的地址信息；
202、客户端根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使所述多台CDN服务器对所述视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给所述客户端；
203、客户端接收所述多台CDN服务器分别发送的所述视频分块，并根据所述接收的视频分块解码出所述视频数据。
针对现有技术中客户端仅从一台CDN服务器取视频数据所存在的缺陷，本实施例提供一种由多台CDN服务器并发传输视频数据的方法。具体的，客户端首先获取存储有待请求的视频数据的多台CDN服务器的地址信息，然后基于获取的地址信息，向多台CDN服务器发送请求观看视频数据的请求消息；对每台CDN服务器来说，在接收到客户端发送的请求消息后，对视频数据进行分块处理形成多个视频分块，然后将视频分块发送给客户端；客户端接收多台CDN服务器分别发送的视频分块，进而根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
在此说明，客户端发送的请求消息中可以包括请求观看的视频数据的标识或索引等信息，用于供CDN服务器确定所述视频数据。
在此说明，客户端请求观看的视频数据可以是一个完整的视频文件，或者是一个视频片段。例如，如果视频网站提供的是HTTP渐进式下载的流媒体服务，则该视频文件将被完整地存放在CDN服务器上，则在该情况下客户端请求观看的视频数据就是完整的视频文件，具体的客户端可以通过超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，简称为HTTP）范围请求来对该视频文件进行寻址和播放。如果视频网站提供的是动态流媒体视频，则每个视频文件会被切片后放在CDN服务器上，则在该情况下客户端请求的视频数据就是一个一个的视频片段，例如，所述视频数据可以是大约5s一段的视频片段，但不限于此。
可选的，客户端可以以单播方式分别向每台CDN服务器发送所述请求消息。或者，客户端可以采用广播或组播等方式向多台CDN服务器发送所述请求消息。
在一可选实施方式中，客户端可以采用以下方式获取存储有待请求的视频数据的多台CDN服务器的地址信息：客户端向视频网站发送请求观看所述视频数据的观看请求，以请求所述视频网站返回所述视频数据的统一资源定位符（Uniform Resource Locator，简称为URL）信息；视频网站向客户端返回一组所述视频数据在CDN服务器上的URL；客户端接收所述视频网站返回的URL信息，并根据所述URL信息进行DNS查询获取所述多台CDN服务器的地址信息。可选的，CDN服务器的地址信息可以是CDN服务器的IP地址，但不限于此。
在本实施例中，客户端获取存储有待请求视频数据的多台CDN服务器的地址信息，然后根据获取的地址信息向多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使多台CDN服务器分别对视频数据进行分块处理形成视频分块后分别发送给客户端，这样客户端就可以接收多台CDN服务器分别发送的视频分块，并根据接收到的视频分块解码出视频数据。与现有技术相比，本实施例使用多台CDN服务器并发传输视频分块，可以有效地提升视频传输的质量。
图3为本发明实施例提供的另一种视频传输方法的流程图。如图3所示，所述方法包括：
301、客户端获取存储有待请求的视频数据的多台内容分发网络CDN服务器的地址信息。
针对现有技术中客户端仅从一台CDN服务器取视频数据所存在的缺陷，本实施例提供一种由多台CDN服务器并发传输视频数据的方法。具体的，客户端首先获取存储有待请求的视频数据的多台CDN服务器的地址信息，以便于向多台CDN服务器同时请求所述视频数据。
可选的，以图1所示应用场景为例，则客户端可以向视频网站发送请求观看所述视频数据的观看请求，以请求所述视频网站返回所述视频数据的URL信息；视频网站向客户端返回一组所述视频数据在CDN服务器上的URL；客户端接收所述视频网站返回的URL信息，并根据所述URL信息进行DNS查询获取所述多台CDN服务器的地址信息。可选的，CDN服务器的地址信息可以是CDN服务器的IP地址，但不限于此。
在此说明，客户端请求观看的视频数据可以是一个完整的视频文件，或者是一个视频片段。例如，如果视频网站提供的是HTTP渐进式下载的流媒体服务，则该视频文件将被完整地存放在CDN服务器上，则在该情况下客户端请求观看的视频数据就是完整的视频文件，具体的客户端可以通过HTTP范围请求来对该视频文件进行寻址和播放。如果视频网站提供的是动态流媒体视频，则每个视频文件会被切片后放在CDN服务器上，则在该情况下客户端请求的视频数据就是一个一个的视频片段，例如，所述视频数据可以是大约5s一段的视频片段，但不限于此。
302、客户端获取每台CDN服务器的传输时间，其中，每台CDN服务器的传输时间是指每台CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度。
在本实施例中，客户端除了获取多台CDN服务器的地址信息之外，还要获取每台CDN服务器的传输时间，即预先计算好每台CDN服务器向客户端发送所示视频数据的时间长度，在一定程度上减轻CDN服务器因发送数据不足或者过量等造成的资源浪费。
可选的，客户端获取每台CDN服务器的传输时间的过程可以包括：
客户端首先获取每台CDN服务器的第一带宽数据，每台CDN服务器的第一带宽数据用于表征每台CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽，相当于预先获取每台CDN服务器的历史传输带宽；
然后，客户端根据每台CDN服务器的第一带宽数据使用自回归滑动平均/广义自回归条件异方差（ARMA/GARCH）模型预测每台CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值和方差；具体而言，对传输带宽进行差分，可以使传输带宽的时间序列达到平稳。自回归滑动平均（ARMA）的阶数由偏自相关图和自相关图的截尾确定。通过数据训练出每台CDN服务器的时间序列ARMA/GARCH模型后，在滑动窗口w上，利用该模型预测每台CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值和方差；
接下来，根据公式（1），计算每台CDN服务器的传输时间。
公式（1）中各参数的具体含义如下：ti为第i台CDN服务器的传输时间；β=Φ-1(1-ε)，ε表示指定的期望解码成功概率的下限值；M为满足ε时应接收到的所述多个视频分块的大小，假设CDN服务器进行分块处理之前的视频数据的大小为C，则优选的M=1.001C；N为所述多台CDN服务器的数目；μi表示第i台CDN服务器在未来指定时间内传输带宽的均值；σi表示第i台CDN服务器在未来指定时间内传输带宽的方差。在此说明，为了保证客户端能够根据接收到的视频分块正确解码出请求观看的视频数据，ε优选可以设置为0.997，但不限于此。
在此说明，客户端使用ARMA/GARCH模型利用滑动窗口w预测每台CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值和方差时，总是要确保滑动窗口w内的观察值得到了真实传输带宽大小的更新，有利于避免误差的累计。
进一步可选的，客户端获取每台CDN服务器的第一带宽数据的过程可以包括：如果客户端在接收CDN服务器发送的视频分块之前接收到CDN服务器发送的其它数据，则客户端获取CDN服务器传输所述其它数据的传输带宽作为所述第一带宽数据。具体的，客户端在接收到CDN服务器发送的任何数据之后，可以记录所接收的数据的传输速度，也就是CDN服务器传输该数据的传输带宽，以便于基于所记录的传输带宽估计CDN服务器传输后续数据的传输时间。可选的，如果客户端在接收CDN服务器发送的视频分块之前未接收到CDN服务器发送的任何数据，则客户端可以通过探测的方式获知CDN服务器传输视频数据之前的传输带宽，所述探测过程包括：客户端向CDN服务器发送带宽测试请求，并接收CDN服务器根据该带宽测试请求返回的测试数据，客户端获取CDN服务器传输所述测试数据的传输带宽作为所述第一带宽数据。在此说明，本发明实施例对CDN服务器返回的测试数据的具体实现不做限定，可以是CDN服务器上存储的任何数据，或者还可以是CDN服务器根据所述带宽测试请求临时生成的数据，等等。
303、客户端根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使每台CDN服务器对所述视频数据进行卢比变换（LT）编码，形成包括编号信息的多个视频分块并发送给所述客户端；其中，不同视频分块的编号信息不同，且发送给每台CDN服务器的请求消息包括每台CDN服务器的传输时间，以使每台CDN服务器依据所述传输时间向所述客户端发送所述视频分块。
在上述步骤301和302的基础上，客户端根据多台CDN服务器的地址信息，向多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息。可选的，客户端可以以单播方式分别向每台CDN服务器发送所述请求消息。或者，客户端可以采用广播或组播等方式向多台CDN服务器发送所述请求消息。进一步，客户端发送给CDN服务器的请求消息还携带有客户端获取的CDN服务器的传输时间，这样可以使每台CDN服务器依据所述传输时间向所述客户端发送所述视频分块。
对每台CDN服务器来说，接收客户端根据该CDN服务器的地址信息发送的请求观看视频数据的请求消息，所述请求消息包括所述客户端获取的CDN服务器的传输时间，所述传输时间是指CDN服务器向客户端传输所述视频数据的时间长度；然后根据该请求消息，对所述视频数据进行LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块；其中，不同视频分块的编号信息不同；之后，CDN服务器以所述传输时间为依据向所述客户端发送所述视频分块，以使所述客户端根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
在本实施例中，为了与客户端采取的预测每台CDN服务器的传输时间的手段相配合，每台CDN服务器收到客户端发送的请求消息后，对所述视频数据进行LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块。其中，LT编码的过程如下：CDN服务器将待编码的视频数据切成固定大小为L的分块，每个分块都有自己的编号；然后CDN服务器随机选择一定数量的分块进行异或，异或后获得的分块即为编码后的视频分块，同时把异或前分块的编号信息存入编码后的视频分块的头部，形成携带有编号信息的视频分块，之后将其发送给客户端。
在此说明，本实施例中的CDN服务器使用了LT编码，提高了传输的可靠性和传输效率。其中，经过基于HTTP的流媒体传输是基于TCP完成的，TCP可以保证传输的可靠性，但是底层的丢包会导致上层TCP吞吐的降低甚至连接断开，而本实施例使用LT编码能够将多个独立的不稳定的低速链路合成一个虚拟的高速链路，提高了传输的可靠性。
另外，本实施例的CDN服务器基于LT编码的并发传输还解决了多CDN服务器并发传输过程中数据块的分配问题，减少了CDN服务器和客户端之间的通信开销，并且杜绝了传输中的块间空闲和结束空闲，从而提高了传输效率。
可选的，CDN服务器以所述传输时间为依据向客户端发送所述视频分块的一种方式包括：CDN服务器在所述传输时间到达之前向客户端发送所述视频分块，并在所述传输时间到达时停止向客户端发送所述视频分块。这种方式最简单，便于实现。
可选的，由于CDN服务器的传输时间是客户端采用ARMA/GARCH模型预测出的，可能存在预测不准而出现发送数据不足或者过量的问题，为了解决该问题，CDN服务器可以基于所述传输时间进行视频数据的发送但并不是完全依赖于所述传输时间，具体的，CDN服务器可以采用在线修正的方法，采用提前结束或延长发送的措施，来缓解由于ARMA/GARCH模型预测不准情况下出现的发送数据不足或者过量的问题。
具体的，CDN服务器在所述传输时间到达之前，根据已经向客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向客户端发送所述视频分块的时间长度，确定是否需要修正所述传输时间；如果确定结果为是，则CDN服务器修正所述传输时间，并在所述修正后的传输时间到达时停止向所述客户端发送所述视频分块。
进一步可选的，CDN服务器在所述传输时间到达之前，根据已经向客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向客户端发送所述视频分块的时间长度，确定是否需要修正所述传输时间可以包括：如果CDN服务器在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量达到，或者如果CDN服务器在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度达到，则CDN服务器根据已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度，确定平均速度，如果所述平均速度不等于CDN服务器的预测速度，确定需要修正所述传输时间；其中，所述预测速度是根据所述CDN服务器的第一带宽数据使用ARMA/GARCH模型预测出的所述CND服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值；所述CDN服务器的第一带宽数据用于表征所述CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽。
基于上述，CDN服务器修正所述传输时间的过程可以为：CDN服务器将所述传输时间修正为
上述各公式中的参数具体含义如下：t为CDN服务器的传输时间；RTT为CDN服务器和客户端之间的链路的往返时延；μ为预测速度；M为多个视频分块的总数据量；为所述平均速度。
在此说明，在多台CDN服务器的情况下，上述公式可以表示为可以表示为 可以表示为；角标i表示第i台CDN服务器。
通过上述对传输时间的修正，CDN服务器在修正后的传输时间到达时停止发送视频分块，而此时的数据量也足够客户端将原始视频数据解码出来，有利于节约CDN服务器的传输开销，提高带宽利用率。
304、客户端接收所述多台CDN服务器分别以各自的传输时间为依据发送的编号信息不同的视频分块，并根据所述接收的编号信息不同的视频分块解码出所述视频数据。
具体的，客户端在接收到不同CDN服务器传输的编码后的视频分块后，可以维护一个编号列表，用于存储已经接收到的编码后的视频分块携带的编号信息，基于该编号列表可以拒绝接收重复的视频分块，并根据这些编号信息对已经接收到的视频分块尝试进行解码，直到解码成功。
进一步可选的，客户端除了不断接收视频分块并进行解码以外，还可以记录CDN服务器传输这些视频分块的网络速度（即传输带宽），以便于对CDN服务器后续发送其他视频数据的传输时间进行预测。
本实施例提供的方法，通过多CDN服务器并行传输，能够有效的减少CDN服务器的请求次数和传输中的开销，提高带宽利用率，在相同的带宽状况下客户端能够获得更优的视频观看质量。
图4为本发明实施例提供的又一种视频传输方法的流程图。如图4所示，所述方法包括：
401、CDN服务器接收客户端根据所述CDN服务器的地址信息发送的请求观看视频数据的请求消息，所述请求消息包括所述客户端获取的所述CDN服务器的传输时间，所述传输时间是指所述CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度。
402、CDN服务器根据所述请求消息，对所述视频数据进行LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块；其中，不同视频分块的编号信息不同。
403、CDN服务器以所述传输时间为依据向所述客户端发送所述视频分块，以使所述客户端根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
可选的，CDN服务器以所述传输时间为依据向客户端发送所述视频分块，可以包括：CDN服务器在所述传输时间到达之前向客户端发送所述视频分块，并在所述传输时间到达时停止向客户端发送所述视频分块。
可选的，CDN服务器以所述传输时间为依据向客户端发送所述视频分块，可以包括：CDN服务器在所述传输时间到达之前，根据已经向客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向客户端发送所述视频分块的时间长度，确定是否需要修正所述传输时间；如果确定结果为是，CDN服务器修正所述传输时间，并在所述修正后的传输时间到达时停止向客户端发送所述视频分块。
进一步可选的，CDN服务器在所述传输时间到达之前，根据已经向客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向客户端发送所述视频分块的时间长度，确定是否需要修正所述传输时间，包括：
如果CDN服务器在所述传输时间到达之前，已经向客户端发送的所述视频分块的数据量达到，或者如果CDN服务器在所述传输时间到达之前，已经向客户端发送所述视频分块的时间长度达到，则CDN服务器根据已经向客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向客户端发送所述视频分块的时间长度，确定平均速度，如果所述平均速度不等于CDN服务器的预测速度，确定需要修正所述传输时间；其中，所述预测速度是根据CDN服务器的第一带宽数据使用ARMA/GARCH模型预测出的CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值；CDN服务器的第一带宽数据用于表征CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽。
基于上述，CDN服务器修正所述传输时间，可以包括：所述CDN服务器将所述传输时间修正为
其中，t为所述CDN服务器的传输时间；RTT为所述CDN服务器和所述客户端之间的链路的往返时延；μ为所述预测速度；M为所述多个视频分块的总数据量；为所述平均速度。
本实施例提供的视频传输方法是从CDN服务器的角度进行的描述，详细描述可参见图3所示实施例中的相应部分，在此不再赘述。
在本实施例中，CDN服务器与客户端相配合，使得客户端可以同时向多台CDN服务器请求观看的视频数据，而CDN服务器采用LT编码以及对客户端获取的传输时间等进行修正的方式，有利于减轻CDN服务器的传输开销，提高带宽利用率等。
图5为本发明实施例提供的又一种视频传输方法的流程图。如图5所示，所述方法包括：
501、客户端像视频网站请求一段观看一段视频数据。
502、视频网站向客户端返回一组存放在CDN服务器上的视频数据的URL。
503、客户端基于视频网站返回的URL，通过DNS查询获得离客户端最近的多台CDN服务器的IP地址。
504、客户端获取每台CDN服务器的传输时间。
505、客户端同时向多台CDN服务器发出要观看视频数据的请求消息，同时将每台CDN服务器的传输时间携带在请求消息中发送给每台CDN服务器。
506、每台CDN服务器在收到请求消息后，对被请求的视频数据进行LT编码，并向客户端发送编码后的视频分块。
507、每台CDN服务器在传输时间到达之前，条件满足时，根据已经向客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向客户端发送所述视频分块的时间长度，确定平均速度。所述条件是指已经向客户端发送的视频分块的数据量达到，或者已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度达到
508、每台CDN服务器判断上述确定出的平均速度是否等于CDN服务器的预测速度，如果否，执行步骤509；如果是，执行步骤511。
509、每台CDN服务器将所述传输时间修正为数据分块的总数量除以平均速度的结果，即
上述公式中各参数的具体含义可参见上述实施例的描述，在此不再赘述。
510、每台CDN服务器在修正后的传输时间，即到达时，停止向客户端发送视频分块，转去执行步骤512。
511、每台CDN服务器在传输时间到达时，停止向客户端发送视频分块，转去执行步骤512。
512、客户端在接收到不同CDN服务器传输的编码后的子块后，维护一个编号列表，用于存储已经接收到的编码后的视频分块携带的编号信息，基于该编号列表可以拒绝接收重复的视频分块，并根据这些编号信息对已经接收到的视频分块尝试进行解码，直到解码成功。
本实施例提供的方法，通过多CDN服务器并行传输，能够有效的减少CDN服务器的请求次数和传输中的开销，提高带宽利用率，在相同的带宽状况下客户端能够获得更优的视频观看质量。
图6为本发明实施例提供的一种客户端的结构示意图。如图6所示，所述客户端包括：第一获取模块61、发送模块62和接收模块63。
第一获取模块61，用于获取存储有待请求的视频数据的多台CDN服务器的地址信息。
发送模块62，用于根据第一获取模块61获取的所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使所述CDN服务器对所述视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给所述客户端。
接收模块63，用于接收所述多台CDN服务器分别发送的所述视频分块，并根据所述接收的视频分块解码出所述视频数据。可选的，接收模块63与发送模块62连接，用于在发送模块62发送所述请求消息之后，接收CDN服务器发送的视频分块。
在一可选实施方式中，第一获取模块61具体用于向视频网站发送请求观看所述视频数据的观看请求，以请求所述视频网站返回所述视频数据的URL信息，接收所述视频网站返回的URL信息，并根据所述URL信息进行DNS查询获取所述多台CDN服务器的地址信息。
进一步，如图7所示，所述客户端还包括：第二获取模块64。
第二获取模块64，用于在发送模块62发送所述请求消息之前，获取每台CDN服务器的传输时间，其中，每台CDN服务器的传输时间是指每台CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度。
其中，发送模块62还与第二获取模块64连接，发送模块62发送给每台CDN服务器的请求消息包括每台CDN服务器的传输时间，以使每台CDN服务器依据所述传输时间向所述客户端发送所述视频分块。
可选的，第二获取模块64具体用于获取每台CDN服务器的第一带宽数据，并根据每台CDN服务器的第一带宽数据使用ARMA/GARCH模型预测每台CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值和方差；并根据公式（1）计算每台CDN服务器的传输时间。其中，每台CDN服务器的第一带宽数据用于表征每台CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽。关于公式（1）具体可参见前述实施例的描述，在此不再赘述。
进一步可选的，第二获取模块64获取每台CDN服务器的第一带宽数据，包括：第二获取模块64具体用于如果接收模块63在接收所述CDN服务器发送的视频分块之前接收到所述CDN服务器发送的其它数据，获取所述CDN服务器传输所述其它数据的传输带宽作为所述第一带宽数据；如果接收模块63在接收所述CDN服务器发送的视频分块之前未接收到所述CDN服务器发送的任何数据，向所述CDN服务器发送带宽测试请求，并接收所述CDN服务器根据所述带宽测试请求返回的测试数据，获取所述CDN服务器传输所述测试数据的传输带宽作为所述第一带宽数据。
在一可选实施方式中，发送模块62具体用于根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使每台CDN服务器对所述视频数据进行LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块并发送给所述客户端；其中，不同视频分块的编号信息不同。
基于上述，接收模块63具体用于接收所述多台CDN服务器分别以各自的传输时间为依据发送的编号信息不同的视频分块，并根据所述接收的编号信息不同的视频分块解码出所述视频数据。
本实施例提供的客户端的各功能模块可用于执行图1或图2或图3或图5所示方法实施例中的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。
本实施例提供的客户端，获取存储有待请求视频数据的多台CDN服务器的地址信息，然后根据获取的地址信息向多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使多台CDN服务器分别对视频数据进行分块处理形成视频分块后分别发送给客户端，这样客户端就可以接收多台CDN服务器分别发送的视频分块，并根据接收到的视频分块解码出视频数据，由于使用多台CDN服务器并发传输视频分块，可以有效地提升视频传输的质量。
图8为本发明实施例提供的一种CDN服务器的结构示意图。如图8所示，所述CDN服务器包括：接收模块81、编码分块模块82和发送模块83。
接收模块81，用于接收客户端根据所述CDN服务器的地址信息发送的请求观看视频数据的请求消息，所述请求消息包括所述客户端获取的所述CDN服务器的传输时间，所述传输时间是指所述CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度。
编码分块模块82，与接收模块81连接，用于根据接收模块81接收的所述请求消息，对所述视频数据进行LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块；其中，不同视频分块的编号信息不同。
发送模块83，与编码分块模块82连接，用于以所述传输时间为依据向所述客户端发送编码分块模块82形成的所述视频分块，以使所述客户端根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
可选的，发送模块83具体用于在所述传输时间到达之前向所述客户端发送所述视频分块，并在所述传输时间到达时停止向所述客户端发送所述视频分块。
可选的，发送模块83具体用于在所述传输时间到达之前，根据已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度，确定是否需要修正所述传输时间，如果确定结果为是，修正所述传输时间，并在所述修正后的传输时间到达时停止向所述客户端发送所述视频分块。
进一步可选的，发送模块83具体用于如果在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量达到，或者如果在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度达到，根据已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度，确定平均速度，如果所述平均速度不等于所述CDN服务器的预测速度，确定需要修正所述传输时间，并将所述传输时间修正为，并在所述修正后的传输时间到达时停止向所述客户端发送所述视频分块；其中，所述预测速度是根据所述CDN服务器的第一带宽数据使用ARMA/GARCH模型预测出的所述CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值；所述CDN服务器的第一带宽数据用于表征所述CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽；
其中，t为所述CDN服务器的传输时间；RTT为所述CDN服务器和所述客户端之间的链路的往返时延；μ为所述预测速度；M为所述多个视频分块的总数据量；为所述平均速度。
本实施例提供的CDN服务器的各功能模块可用于执行图4所示方法实施例的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。
本实施例提供的CDN服务器与前述实施例提供的客户端相配合，使得客户端可以同时向多台CDN服务器请求观看的视频数据，有利于提高客户端观看视频数据的质量；另外，本实施例的CDN服务器采用LT编码以及对客户端获取的传输时间等进行修正的方式，有利于减轻CDN服务器的传输开销，提高带宽利用率等。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种视频传输方法，其特征在于，包括：
客户端获取存储有待请求的视频数据的多台内容分发网络CDN服务器的地址信息；
所述客户端根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使所述多台CDN服务器对所述视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给所述客户端；
所述客户端接收所述多台CDN服务器分别发送的所述视频分块，并根据所述接收的视频分块解码出所述视频数据；
所述客户端根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使每台CDN服务器对所述视频数据进行卢比变换LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块并发送给所述客户端；其中，所述视频分块是所述CDN服务器将待编码的视频数据切成固定大小为L的分块并随机选择一定数量的分块进行异或后获得的，不同视频分块的编号信息不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述客户端根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使所述多台CDN服务器对所述视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给所述客户端之前，还包括：
所述客户端获取每台CDN服务器的传输时间，其中，每台CDN服务器的传输时间是指每台CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度；
其中，发送给每台CDN服务器的请求消息包括每台CDN服务器的传输时间，以使每台CDN服务器依据所述传输时间向所述客户端发送所述视频分块。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述客户端获取每台CDN服务器的传输时间，包括：
所述客户端获取每台CDN服务器的第一带宽数据，并根据每台CDN服务器的第一带宽数据使用自回归滑动平均/广义自回归条件异方差(ARMA/GARCH)模型预测每台CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值和方差；其中，每台CDN服务器的第一带宽数据用于表征每台CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽；
根据公式计算每台CDN服务器的传输时间；
其中，ti为第i台CDN服务器的传输时间；β＝Φ-1(1-ε)，ε表示指定的期望解码成功概率的下限值；M为满足ε时应接收到的所述多个视频分块的大小；N为所述多台CDN服务器的数目；μi表示第i台CDN服务器在未来指定时间内传输带宽的均值；σi表示第i台CDN服务器在未来指定时间内传输带宽的方差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述客户端获取每台CDN服务器的第一带宽数据，包括：
如果所述客户端在接收所述CDN服务器发送的视频分块之前接收到所述CDN服务器发送的其它数据，所述客户端获取所述CDN服务器传输所述其它数据的传输带宽作为所述第一带宽数据；
如果所述客户端在接收所述CDN服务器发送的视频分块之前未接收到所述CDN服务器发送的任何数据，所述客户端向所述CDN服务器发送带宽测试请求，并接收所述CDN服务器根据所述带宽测试请求返回的测试数据，获取所述CDN服务器传输所述测试数据的传输带宽作为所述第一带宽数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述客户端接收所述多台CDN服务器分别发送的所述视频分块，并根据所述接收的视频分块解码出所述视频数据，包括：
所述客户端接收所述多台CDN服务器分别以各自的传输时间为依据发送的编号信息不同的视频分块，并根据所述接收的编号信息不同的视频分块解码出所述视频数据。
6.一种视频传输方法，其特征在于，包括：
内容分发网络CDN服务器接收客户端根据所述CDN服务器的地址信息发送的请求观看视频数据的请求消息，所述请求消息包括所述客户端获取的所述CDN服务器的传输时间，所述传输时间是指所述CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度；
所述CDN服务器根据所述请求消息，对所述视频数据进行卢比变换LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块；其中，所述视频分块是所述CDN服务器将待编码的视频数据切成固定大小为L的分块并随机选择一定数量的分块进行异或后获得的，不同视频分块的编号信息不同；
所述CDN服务器以所述传输时间为依据向所述客户端发送所述视频分块，以使所述客户端根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述CDN服务器以所述传输时间为依据向所述客户端发送所述视频分块，包括：
所述CDN服务器在所述传输时间到达之前，根据已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度，确定是否需要修正所述传输时间；
如果确定结果为是，所述CDN服务器修正所述传输时间，并在所述修正后的传输时间到达时停止向所述客户端发送所述视频分块。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述CDN服务器在所述传输时间到达之前，根据已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度，确定是否需要修正所述传输时间，包括：
如果所述CDN服务器在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量达到或者如果所述CDN服务器在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度达到所述CDN服务器根据已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度，确定平均速度，如果所述平均速度不等于所述CDN服务器的预测速度，确定需要修正所述传输时间；其中，所述预测速度是根据所述CDN服务器的第一带宽数据使用自回归滑动平均/广义自回归条件异方差(ARMA/GARCH)模型预测出的所述CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值；所述CDN服务器的第一带宽数据用于表征所述CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽；
所述CDN服务器修正所述传输时间，包括：
所述CDN服务器将所述传输时间修正为
其中，t为所述CDN服务器的传输时间；RTT为所述CDN服务器和所述客户端之间的链路的往返时延；μ为所述预测速度；M为所述多个视频分块的总数据量；为所述平均速度。
9.一种客户端，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取存储有待请求的视频数据的多台内容分发网络CDN服务器的地址信息；
发送模块，用于根据所述第一获取模块获取的所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使所述CDN服务器对所述视频数据进行分块处理形成多个视频分块并发送给所述客户端；
接收模块，用于接收所述多台CDN服务器分别发送的所述视频分块，并根据所述接收的视频分块解码出所述视频数据；
所述发送模块，具体用于根据所述多台CDN服务器的地址信息，向所述多台CDN服务器发送请求观看所述视频数据的请求消息，以使每台CDN服务器对所述视频数据进行卢比变换LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块并发送给所述接收模块；其中，所述视频分块是所述CDN服务器将待编码的视频数据切成固定大小为L的分块并随机选择一定数量的分块进行异或后获得的，不同视频分块的编号信息不同。
10.根据权利要求9所述的客户端，其特征在于，还包括：
第二获取模块，用于在所述发送模块发送所述请求消息之前，获取每台CDN服务器的传输时间，其中，每台CDN服务器的传输时间是指每台CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度；
其中，所述发送模块发送给每台CDN服务器的请求消息包括每台CDN服务器的传输时间，以使每台CDN服务器依据所述传输时间向所述客户端发送所述视频分块。
11.根据权利要求10所述的客户端，其特征在于，所述第二获取模块具体用于获取每台CDN服务器的第一带宽数据，并根据每台CDN服务器的第一带宽数据使用自回归滑动平均/广义自回归条件异方差(ARMA/GARCH)模型预测每台CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值和方差；根据公式计算每台CDN服务器的传输时间；其中，每台CDN服务器的第一带宽数据用于表征每台CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽；
其中，ti为第i台CDN服务器的传输时间；β＝Φ-1(1-ε)，ε表示指定的期望解码成功概率的下限值；M为满足ε时应接收到的所述多个视频分块的大小；N为所述多台CDN服务器的数目；μi表示第i台CDN服务器在未来指定时间内传输带宽的均值；σi表示第i台CDN服务器在未来指定时间内传输带宽的方差。
12.一种内容分发网络CDN服务器，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收客户端根据所述CDN服务器的地址信息发送的请求观看视频数据的请求消息，所述请求消息包括所述客户端获取的所述CDN服务器的传输时间，所述传输时间是指所述CDN服务器向所述客户端传输所述视频数据的时间长度；
编码分块模块，用于根据所述请求消息，对所述视频数据进行LT编码，形成包括编号信息的多个视频分块；其中，所述视频分块是所述编码分块模块将待编码的视频数据切成固定大小为L的分块并随机选择一定数量的分块进行异或后获得的，不同视频分块的编号信息不同；
发送模块，用于以所述传输时间为依据向所述客户端发送所述视频分块，以使所述客户端根据接收到的视频分块解码出所述视频数据。
13.根据权利要求12所述的CDN服务器，其特征在于，所述发送模块具体用于如果在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量达到或者如果在所述传输时间到达之前，已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度达到根据已经向所述客户端发送的所述视频分块的数据量和已经向所述客户端发送所述视频分块的时间长度，确定平均速度，如果所述平均速度不等于所述CDN服务器的预测速度，确定需要修正所述传输时间，并将所述传输时间修正为并在所述修正后的传输时间到达时停止向所述客户端发送所述视频分块；其中，所述预测速度是根据所述CDN服务器的第一带宽数据使用自回归滑动平均/广义自回归条件异方差(ARMA/GARCH)模型预测出的所述CDN服务器在未来指定时间内的传输带宽的均值；所述CDN服务器的第一带宽数据用于表征所述CDN服务器在传输所述视频数据之前的传输带宽；
其中，t为所述CDN服务器的传输时间；RTT为所述CDN服务器和所述客户端之间的链路的往返时延；μ为所述预测速度；M为所述多个视频分块的总数据量；为所述平均速度。
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