CN104601944B - 连线至媒体串流提供装置的方法、媒体串流系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种媒体串流系统，包含媒体串流提供装置、登录服务器与媒体串流接收装置。登录服务器用以登录关联于媒体串流提供装置的连线资讯，包含近端网络位置、对外网络位置、中介服务器位置及代理服务器位置。媒体串流接收装置用以自登录服务器取得连线资讯，并分别依据近端网络位置、对外网络位置、中介服务器位置及代理服务器位置，于一时点开始测量以一近端路径、一远端路径、一点对点路径及一代理路径连线至媒体串流提供装置所需的第一成本至第四成本，再依据所述成本，选择所述路径之一以连线至媒体串流提供装置。

Description

连线至媒体串流提供装置的方法、媒体串流系统
技术领域
本发明关于媒体串流(media streaming)技术，特别是关于提供、接收媒体串流的装置和系统及其间经不同路径的连线方法。
背景技术
网络摄影器材的家用化，或如VLC Media Player等多功能视讯软件的普及，让愈来愈多人有机会当起内容提供者(content provider)。在此同时，以传输控制协定/网际网络协定(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，简称TCP/IP)为基础的网际网络架构也发展得愈来愈复杂，尤其随着具网络位址转换(network addresstranslation，简称NAT)功能的路由器(router)的广泛使用，如何设定各种装置使其能被动接受所在区域网络外的装置的连线对于大众而言仍是难题。以网络监视摄影机(IPcamera)为例，通常厂商会标榜成功安装并设定路由器的通讯端口转递(port forwarding)后使用者无论何时何地皆可存取摄影机观看即时画面，但假若摄影机位于某区域网络，在使用者没有该区域网络的路由器或防火墙管理权限，或甚至根本不知区域网络为何物时，业者所宣称的好处不啻海市蜃楼。即使业者为摄影机和相应的影像接收装置实作了某些穿透(traverse)网络位址转换的机制或准备了代理(proxy)或中继(relay)服务器作为备案，也无法保证点对点(peer-to-peer或point-to-point)连线的确实建立，且在反复尝试最佳的连线方式时会耗去大量的时间。
发明内容
鉴于上述问题，本发明旨在提供一种媒体串流提供装置、一种连线至媒体串流提供装置的方法与一种媒体串流系统，可减少连线前置作业时间。具体而言，本发明同时进行四种可能连线方式的测量，以平行地比较出最佳的网络路径。
本发明提供一种连线至媒体串流提供装置的方法，包含：自登录服务器取得关联于媒体串流提供装置的连线资讯，包含近端网络位置、对外网络位置、中介服务器位置及代理服务器位置；依据近端网络位置，于一时点开始测量以一近端路径连线至媒体串流提供装置所需的第一成本；依据对外网络位置，于同一时点开始测量以一远端路径连线至媒体串流提供装置所需的第二成本；依据中介服务器位置，于同一时点开始测量以一点对点路径连线至该媒体串流提供装置所需的第三成本；依据代理服务器位置，于同一时点开始测量以一代理路径连线至该媒体串流提供装置所需的第四成本；以及依据所述成本，选择所述路径之一以连线至媒体串流提供装置。
本发明提供一种媒体串流系统，包含媒体串流提供装置、登录服务器与媒体串流接收装置。登录服务器用以登录关联于媒体串流提供装置的连线资讯，包含近端网络位置、对外网络位置、中介服务器位置及代理服务器位置。媒体串流接收装置用以自登录服务器取得连线资讯，并分别依据近端网络位置、对外网络位置、中介服务器位置及代理服务器位置，于一时点开始测量以一近端路径、一远端路径、一点对点路径及一代理路径连线至媒体串流提供装置所需的第一成本至第四成本，再依据所述成本，选择所述路径之一以连线至媒体串流提供装置。
本发明提供一种媒体串流提供装置，用以被动接受来自媒体串流接收装置的连线。媒体串流提供装置包含近端连线模块、点对点连线模块、代理连线模块和登录模块。近端连线模块用以取得近端网络位置。点对点连线模块用以与中介服务器建立连线。代理连线模块用以与代理服务器建立连线。登录模块用以向登录服务器登录关联于媒体串流提供装置本身的连线资讯，包含近端网络位置、中介服务器的位置及代理服务器的位置。
综上所述，本发明提供的媒体串流提供装置准备接受连线时已具有近端网络位置，其对外管道为中介和代理服务器所知。媒体串流提供装置向登录服务器登录其连线资讯，登录服务器并将其对外网络位置附加于连线资讯中。取得此连线资讯后，媒体串流接收装置同时测试以近端路径、远端路径、点对点路径和代理路径连线至媒体串流提供装置，并依据分别的成本选择其中一条传输媒体串流。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
图1依据本发明一实施例媒体串流系统与媒体串流提供装置的高阶方块图；
图2依据本发明一实施例媒体串流提供装置准备连线的流程图；
图3依据本发明一实施例连线至媒体串流提供装置的方法的流程图。
其中，附图标记：
11 媒体串流提供装置
110 近端连线模块
112 远端连线模块
115 登录模块
117 点对点连线模块
119 代理连线模块
13 媒体串流接收装置
15 登录服务器
2 网络
21 中介服务器
23 代理服务器
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且依据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参见图1。图1是依据本发明一实施例媒体串流系统与媒体串流提供装置的高阶方块图。如图1所示，媒体串流系统包含媒体串流提供装置11(以下称提供装置)、媒体串流接收装置13(以下称接收装置)和登录服务器15，彼此通过网络2通讯。网络2可以是区域网络(local area network)、广域网络(wide area network)或两者的混成，且不限于有线或无线的实体链结。通过网络2，媒体串流系统各成员亦可连接到中介服务器21和代理服务器23。登录服务器15、中介服务器21和代理服务器23三者功能不同，但实务上后两者于实作时可以合并，可以是媒体串流系统的一部分，也可以与登录服务器15整合为单一设备、伺服机群、丛集(cluster)或云端架构。简单来说，中介服务器21用于居中牵线，使提供装置11和接收装置13能建立直接的点对点连线传输媒体串流，但代理服务器23尚需负责媒体串流的中继(relay)或转递(forwarding)。通过代理服务器23建立的代理路径必然包含代理服务器23。
提供装置11可以是网络监视摄影机、网络视讯录影机(network videorecorder)、网络视讯服务器(network video server)、影像管理软件(video managementsoftware，简称VMS)等等。提供装置11包含近端连线模块110、远端连线模块112、登录模块115、点对点连线模块117和代理连线模块119，其运作可参见图2。图2是依据一实施例提供装置11准备连线的流程图。步骤S21、S22、S23和S25彼此不具有绝对的顺序；如图2所示，事实上它们也可以同时进行。于步骤S21中，近端连线模块110取得近端网络位置。假设提供装置11位于某区域网络，则近端网络位置可以是提供装置11请求该区域网络的闸道器或路由器通过动态主机设定协定(Dynamic Host Configuration Protocol，简称DHCP)等方式配发而得的IP位址。假设提供装置11能直接与网际网络服务供应商(Internet serviceprovider，简称ISP)的机房连线，则对外网络位置可以是网际网络服务供应商所提供的公共(public)IP位址。请注意所谓网络位置在实际使用上还可以包含通讯协定和端口号(port number)等等要素。于步骤S22中，远端连线模块112取得对外网络位置。假设提供装置11位于某区域网络，则对外网络位置可以是该区域网络对外路由器的公共IP位址，以及提供装置11对该对外路由器进行通用随插即用(Universal Plug and Play，简称UPnP)通讯端口转递设定中所被指定的通讯端口。步骤S22并非必要。
于步骤S23中，点对点连线模块117建立提供装置11与中介服务器21的连线。以提供装置11位于路由器之后为例，由于网络位址转换，点对点连线模块117用来和中介服务器21沟通的封包中的近端网络位置会被抽换成路由器的一个对外网络位置(可包含IP位址和端口号)。中介服务器21藉此对外网络位置即可通过路由器反过来联系提供装置11，例如转介某个接收装置13。一般而言，提供装置11与中介服务器21的连线是需要随时维持的(如提供装置11定时向中介服务器21传送keepalive封包)。步骤S25与步骤S23类似，是代理连线模块119建立提供装置11与代理服务器23的连线。
于步骤S27中，登录模块115向登录服务器15登录关联于提供装置11的连线资讯，包含所述近端网络位置、对外网络位置(如果有执行步骤S22的话)、所用中介服务器21的位置及所用代理服务器23的位置。中介服务器位置和代理服务器位置一般而言也是网络位置，可包含IP位址和端口号。提供装置11可预设有或自登录服务器15取得包含至少一个中介服务器的连线资讯和至少一个代理服务器的连线资讯的清单，于步骤S23和S25中从这张清单选择中介服务器21和代理服务器23。由于此连线资讯将为接收装置13所用，若接收装置13亦有管道取得这张清单，则中介服务器位置和代理服务器位置可以仅仅是清单中某个索引栏位的内容，如服务器的主机名称(hostname)。
请参见图3。图3是依据本发明一实施例接收装置13连线至提供装置11的方法的流程图。于步骤S31中，接收装置13自登录服务器15取得关联于提供装置11的连线资讯，包含提供装置11的近端网络位置、对外网络位置、所用中介服务器21的位置及所用代理服务器23的位置。需注意的是，若提供装置11向登录服务器15登录时未告诉登录服务器自身的对外网络位置，由于登录服务器15所收到的是网络位址转换后的封包，所以可将所收到转换后的网络位址与通讯端口登录为该提供装置11的对外网络位置并于步骤S31时转而提供给接收装置13。
于步骤S33a至S33d中，接收装置13同时进行四种连线成本的测量和计算。具体而言，于步骤S33a中，接收装置13尝试以取得的近端网络位置连线至提供装置11。此连线由网络2产生的路径称为近端路径，所需成本为第一成本。
所谓成本具有多种面向。连线成本愈高代表连线愈困难、愈不稳定、愈慢或频宽愈窄，极大或无限大的成本可能意味着完全无法连线。成本可由至少一个网络测量因子计算。网络测量因子可以是通讯延迟(communication latency，如往返时间[round-trip time，简称RTT])、频宽或可分配给单一媒体串流的中介或代理服务器资源等等，凡本发明所属领域具有通常知识者应可轻易依需求自由取用与设计。
于步骤S33b中，接收装置13尝试以取得的对外网络位置连线至提供装置11。此连线由网络2产生的路径称为远端路径，所需成本为第二成本。于步骤S33c中，接收装置13向具有所述中介服务器位置的中介服务器21请求将连线导向提供装置11。具体而言，以对话起始协定(Session Initiation Protocol)为例，提供装置11于传送至中介服务器21的“邀请”(invite)讯息中指定接收装置13。中介服务器21利用之前于步骤S23中建立的连线将此邀请转发给提供装置13。提供装置11和接收装置13可但不限定以现有的方式预测自己所处区域网络中网络位址转换的通讯端口分派规则，再通过中介服务器21告知对方，从而建立起两者间的点对点连线。此连线由网络2产生的路径称为点对点路径，所需成本为第三成本。于步骤S33d中，接收装置13向具有所述代理服务器位置的代理服务器23请求将连线导向提供装置11。与中介服务器21不同的是，接收装置13和提供装置11在代理连线中不能以点对点的方式直接和彼此沟通；这可能肇因于其中一方甚至双方的对外连线遭到路由器严格的管制。代理连线的路径由网络2产生，唯代理服务器23居于此路径中段。代理连线所需成本为第四成本。所有提供装置11和接收装置13间的流量皆需假手于代理服务器23。
于步骤S35中，接收装置13依据所述第一成本、第二成本、第三成本及第四成本，从近端路径、远端路径、点对点路径和代理路径中选择出一条路径，以连线至提供装置11。一般而言接收装置13会选择成本最低的路径，但如上所述，以代理连线传递媒体串流可能会占用代理服务器23非常多的运算和网络资源，因此在一实施例中，除非第四成本显著优于其他成本(如其他连线方式皆不可行，成本无限大)，接收装置13不会选用代理路径。于步骤S37中，接收装置13可记下所选用的路径，避免需频繁地从步骤S31启动连线至提供装置11的流程。
在一实施例中，提供装置11可随时侦测自身的近端网络位置和对外网络位置等有无异动，并即时地向登录服务器15更新其连线资讯。
综上所述，本发明提供的媒体串流系统包含提供装置、接收装置和登录服务器。提供装置于安装阶段会与中介服务器和代理服务器建立备用连线，并向登录服务器登录其连线资讯。接收装置依据连线资讯，同时开始测量以计算出用近端路径、远端路径、点对点路径和代理路径连线至提供装置的成本，以选择和记忆其中最佳的媒体串流路径。由于测量同时进行，本发明可有效缩短逐一尝试各种连线方式的等待期。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种连线至媒体串流提供装置的方法，其特征在于，包含：
自一登录服务器取得关联于一媒体串流提供装置的一连线资讯，该连线资讯包含一近端网络位置、一对外网络位置、一中介服务器位置及一代理服务器位置；
依据该近端网络位置，于一时点开始测量以一近端路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第一成本；
依据该对外网络位置，于该时点开始测量以一远端路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第二成本；
依据该中介服务器位置，于该时点开始测量以一点对点路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第三成本；
依据该代理服务器位置，于该时点开始测量以一代理路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第四成本；以及
依据该第一成本、该第二成本、该第三成本及该第四成本，选择一路径以连线至该媒体串流提供装置，该路径是该近端路径、该远端路径、该点对点路径或该代理路径。
2.根据权利要求1所述连线至媒体串流提供装置的方法，其特征在于，更包含记忆该路径。
3.根据权利要求1所述连线至媒体串流提供装置的方法，其特征在于，该第一成本、该第二成本、该第三成本及该第四成本组成一集合；其中当该第一成本于该集合中是最低时，该路径是该近端路径；其中当该第二成本于该集合中是最低时，该路径是该远端路径；其中当该第三成本于该集合中是最低时，该路径是该点对点路径；其中当该第四成本于该集合中是最低时，该路径是该代理路径。
4.根据权利要求1所述连线至媒体串流提供装置的方法，其特征在于，更包含：
依据至少一网络测量因子，计算该第一成本、该第二成本、该第三成本及该第四成本，该网络测量因子自一通讯延迟、一频宽和一服务器资源配额组成的集合中选择其中至少一。
5.一种媒体串流系统，其特征在于，包含：
一媒体串流提供装置；
一登录服务器，用以登录关联于该媒体串流提供装置的一连线资讯，该连线资讯包含一近端网络位置、一对外网络位置、一中介服务器位置及一代理服务器位置；以及
一媒体串流接收装置，用以自该登录服务器取得该连线资讯，用以依据该近端网络位置，于一时点开始测量以一近端路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第一成本，用以依据该对外网络位置，于该时点开始测量以一远端路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第二成本，用以依据该中介服务器位置，于该时点开始测量以一点对点路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第三成本，以及用以依据该代理服务器位置，于该时点开始测量以一代理路径连线至该媒体串流提供装置所需的一第四成本，以及依据该第一成本、该第二成本、该第三成本及该第四成本，选择一路径以连线至该媒体串流提供装置，该路径是该近端路径、该远端路径、该点对点路径或该代理路径。
6.根据权利要求5所述的媒体串流系统，其特征在于，该媒体串流接收装置更用以记忆该路径。
7.根据权利要求5所述的媒体串流系统，其特征在于，该第一成本、该第二成本、该第三成本及该第四成本组成一集合；其中当该第一成本于该集合中是最低时，该路径是该近端路径；其中当该第二成本于该集合中是最低时，该路径是该远端路径；其中当该第三成本于该集合中是最低时，该路径是该点对点路径；其中当该第四成本于该集合中是最低时，该路径是该代理路径。
8.根据权利要求5所述的媒体串流系统，其特征在于，该媒体串流接收装置更用以依据至少一网络测量因子，计算该第一成本、该第二成本、该第三成本及该第四成本，该网络测量因子自一通讯延迟、一频宽和一服务器资源配额组成的集合中选择其中至少一。
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