CN105392020A - 一种互联网视频直播方法，及系统 - Google Patents

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Abstract

一种互联网视频直播方法，及系统，其中方法应用于互联网视频直播系统，互联网视频直播系统包括：直播终端、网关服务器、聚合服务器以及分发服务器；直播终端的第一网卡和第二网卡分别与网关服务器建立第一通信链路和第二通信链路；直播终端对采集到的视频数据进行编码和分割操作，获得数据包；将获得的数据包分配给第一网卡和第二网卡发往网关服务器；网关服务器将接收到的数据包转发往聚合服务器；聚合服务器接收到数据包后，恢复得到视频数据，并将视频数据发往分发服务器；分发服务器将接收到的视频数据发往视频数据的观众终端。该实现方案可以有效提高了视频数据上行带宽，可以减少无线通信网络覆盖盲区，实现稳定的视频直播。

Description

一种互联网视频直播方法，及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种互联网视频直播方法，及系统。
背景技术
目前在互联网领域，网络视频直播主要是基于有线以太网或无线保真(WirelessFidelity，wifi)技术实现。受通信方式的限制，这类直播大部分情况下只能在室内进行并且不可移动，对直播对象的活动范围限制比较大。随着移动互联网的飞速发展，对户外直播和移动直播的需求越来越多。就目前来说，互联网进行户外直播和移动直播时采用两种方式来实现：
1、第一种方式采用传统电视台使用的卫星或微波直播技术。使用电视台专用摄像机系统配合卫星或微波通信进行现场直播。这种直播方式成本高，使用灵活性差，并且需要较多的人员进行配合。同时受环境，天气的影响比较大，当天气条件恶劣时，卫星或微波通信信号比较差，直播质量受到影响。此外，这种直播方式还受地形的限制，很多直播现场交通不便，新闻直播车根本无法驶入现场。
2、第二种方式采用通过移动运营商的无线通信网络进行直播。在实际使用中，由于单个数据终端的上行带宽有限，并且单个运营商无线通信网络覆盖范围有限，通过这种方式进行视频直播经常会出现视频卡顿和马赛克的现象。
针对上述问题，如何有效地提高视频数据上行带宽，减少无线通信网络覆盖盲区，实现稳定的视频直播成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种互联网视频直播方法，及系统，用于有效地提高视频数据上行带宽，减少无线通信网络覆盖盲区，实现稳定的视频直播。
本发明实施例一方面提供了一种互联网视频直播方法，应用于互联网视频直播系统，所述互联网视频直播系统包括：直播终端、网关服务器、聚合服务器以及分发服务器；
所述直播终端的第一网卡和第二网卡分别与所述网关服务器建立第一通信链路和第二通信链路；
所述直播终端对采集到的视频数据进行编码和分割操作，获得数据包；将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器；
所述网关服务器将接收到的数据包转发往所述聚合服务器；
所述聚合服务器接收到所述数据包后，通过接收到的数据包恢复得到所述视频数据，并将所述视频数据发往所述分发服务器；
所述分发服务器将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端。
在一种可能的实现方式中，所述第一网卡和所述第二网卡均为无线网卡；
所述第一网卡与所述第二网卡隶属于同一运营商；或者，
所述网关服务器包括第一网关服务器和第二网关服务器，所述第一网关服务器和所述第二网关服务器分别隶属于不同的运营商，所述第一网卡与所述第一网关服务器隶属于同一运营商，所述第二网卡与所述第二网关服务器隶属于同一运营商。
在一种可能的实现方式中，在将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器之前，所述方法还包括：
监测所述第一通信链路的通信质量，监测所述第二通信链路的通信质量；
所述将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器包括：
依据所述第一通信链路的通信质量和所述第二通信链路的通信质量，以负载均衡的方式将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器。
在一种可能的实现方式中，所述互联网视频直播系统还包括域名系统DNS服务器；所述直播终端的第一网卡和第二网卡分别与所述网关服务器建立第一通信链路和第二通信链路包括：
所述第一网卡拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第一网卡所属运营商的核心网内的距离所述第一网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第一通信链路；所述第二网卡拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第二网卡所属运营商的核心网内的距离所述第二网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第二通信链路。
在一种可能的实现方式中，所述数据包为用户数据报协议UDP数据包。
在一种可能的实现方式中，所述分发服务器将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端包括：
所述分发服务器采用具有至少两台服务器的分发云将接收到的视频数据推送所述视频数据的观众终端。
在一种可能的实现方式中，所述分发服务器在推送所述视频数据的观众终端的过程中使用点对点P2P技术或内容分发网络CDN技术进行推送。
在一种可能的实现方式中，所述视频数据包括：图像数据、音频数据以及字幕数据中的至少一项。
本发明实施例二方面提供了一种互联网视频直播系统，包括：
直播终端、网关服务器、聚合服务器以及分发服务器；所述直播终端包括第一网卡和第二网卡；
所述第一网卡，用于与所述网关服务器建立第一通信链路；
所述第二网卡，用于与所述网关服务器建立第二通信链路；
所述直播终端，用于对采集到的视频数据进行编码和分割操作，获得数据包；将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器；
所述网关服务器，用于将接收到的数据包转发往所述聚合服务器；
所述聚合服务器，用于在接收到所述数据包后，通过接收到的数据包恢复得到所述视频数据，并将所述视频数据发往所述分发服务器；
所述分发服务器，用于将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端。
在一种可能的实现方式中，所述第一网卡和所述第二网卡均为无线网卡；
所述第一网卡与所述第二网卡隶属于同一运营商；或者，
所述网关服务器包括第一网关服务器和第二网关服务器，所述第一网关服务器和所述第二网关服务器分别隶属于不同的运营商，所述第一网卡与所述第一网关服务器隶属于同一运营商，所述第二网卡与所述第二网关服务器隶属于同一运营商。
在一种可能的实现方式中，所述直播终端，还用于监测所述第一通信链路的通信质量，监测所述第二通信链路的通信质量；
所述直播终端，用于将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器包括：用于依据所述第一通信链路的通信质量和所述第二通信链路的通信质量，以负载均衡的方式将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器。
在一种可能的实现方式中，所述互联网视频直播系统还包括：域名系统DNS服务器；
所述第一网卡，具体用于拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第一网卡所属运营商的核心网内的距离所述第一网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第一通信链路；
所述第二网卡，具体用于拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第二网卡所属运营商的核心网内的距离所述第二网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第二通信链路；
所述DNS服务器，用于接收到域名解析请求后，确定与所述域名解析请求的源端跳数最小的所述网关服务器，并将所述网关服务器的互联网协议地址返回给所述域名解析请求的源端。
在一种可能的实现方式中，所述数据包为用户数据报协议UDP数据包。
在一种可能的实现方式中，所述分发服务器包括至少两台服务器的分发云；
所述分发服务器，具体用于采用具有至少两台服务器的分发云将接收到的视频数据推送所述视频数据的观众终端。
在一种可能的实现方式中，所述分发服务器，具体用于在推送所述视频数据的观众终端的过程中使用点对点P2P技术或内容分发网络CDN技术进行推送。
在一种可能的实现方式中，所述视频数据包括：图像数据、音频数据以及字幕数据中的至少一项。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：直播终端有多个网卡，多个网卡建立了多条通信链路，视频数据被分割为数据包以后经多条通信链路发送到网络侧，由聚合服务器还原出视频数据，再由分发服务器进行视频分发。该实现方案不再依赖于单一通信链路，有效提高了视频数据上行带宽，多个网卡可以对应到多个不同覆盖区域的无线通信网络可以减少无线通信网络覆盖盲区，因此可以实现稳定的视频直播。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例系统结构示意图；
图2为本发明实施例方法流程示意图；
图3为本发明实施例系统结构示意图；
图4为本发明实施例系统结构示意图；
图5为本发明实施例方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示为本发明实施例的一个典型应用场景的系统结构示意图，该系统中包含：直播终端、网关服务器、聚合服务器、分发服务器以及观众终端。
直播终端一侧在硬件实体上可能分为视频采集设备和视频直播设备，视频直播设备包含至少两个网卡，图1中示意了N个网卡，其中包含第一网卡和第二网卡；网关服务器的个数可能有一个也可能有多个，在图1中示意为多个且与网卡一一对应；分发服务器在图1中示意为分发云，观众终端在图1中示意了个人电脑、手机、平板电脑。作为一个典型的应用场景举例，以上举例不应理解为对本发明实施例的唯一性限定。
网卡与网关服务器，可以采用无线空口建立无线通信连接，网关服务网以及聚合服务器均位于主干网内，因此通常可以使用光纤等方式进行连接，分发云与聚合服务器按照不同的网络架构可能有不同的连接方式，常用的可以采用以太网连接，观众终端按照其具体类型不同与分发云之间的连接也可以不同，具体如：终端为个人电脑，则可以通过以太网的有线连接，如果是移动终端则可以采用移动通信网络的无线空口进行连接。具体的连接方式以及通信方式可以参考目前相关的移动通信网络技术，本发明实施例对此不作唯一性限定。
结合以上图1所示的典型应用场景，本发明实施例提供了一种互联网视频直播方法，如图2所示，该方法应用于互联网视频直播系统，所述互联网视频直播系统包括：直播终端、网关服务器、聚合服务器以及分发服务器；
201：所述直播终端的第一网卡和第二网卡分别与所述网关服务器建立第一通信链路和第二通信链路；
在本施例中，直播终端是视频采集侧的终端设备统称，具体可以是一个硬件设备，也可以是多个硬件设备的组合。通常来说，本实施例中视频采集由摄像机完成，视频编码分割操作以及分配发送的工作由另一设备完成。如图1中所示。
在本实施例中“第一”和“第二”仅为了区分相同技术术语表示的不同硬件或者通信链路，不具有其他的技术含义，不应作其他解读。后续实施例不再一一说明。
第一通信链路和第二通信链路，均为网卡与网关服务器之间的通信链路，本发明实施例用于无线通信技术领域，直播终端属于可移动的直播终端，因此第一通信链路和第二通信链路均属于无线通信链路，应用于无线移动网络；单个的无线通信链路上行数据带宽是有限的，而且可能存在不稳定的情况；本实施例使用多个无线链路共同实现上行数据传输，则可以增加上行带宽，并且提高带宽的综合稳定性。
202：所述直播终端对采集到的视频数据进行编码和分割操作，获得数据包；将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器；
在本实施例中视频数据是采集到的视频数据通常来说会包含图像数据和音频数据，如果进行过后期处理可能还有字幕类的文字数据。视频数据不应仅理解为图像数据。编码操作可以是压缩编码，例如压缩编码为H.264格式的视频流和高级音频编码(AdvancedAudioCoding，AAC)格式的音频流；编码格式可能有很多本实施例不予限定。分割操作是由于视频数据量较大无法以一个数据包在网络中传递，因此需要分割为数据包的形式，具体分割方式可以参考各种流媒体数据的数据包分割方式，这些数据包因为是有时序的因此分割后的数据包会携带顺序信息，例如：所属的数据包编号、所属的数据包对应的帧号后者其他能体现数据包对应时序的信息，数据包如何体现其时序本发明实施例不作唯一性限定。
203：所述网关服务器将接收到的数据包转发往所述聚合服务器；
网关服务可以是同一运营商的，也可以不是同一运营商的，参与一次视频直播的网关服务器可以只有一台也可以有多台，具体根据实际应用场景确定。后续实施例将进行举例说明。网关服务器主要进行数据包的转发操作，使数据包能够汇聚到同一服务器。
204：所述聚合服务器接收到所述数据包后，通过接收到的数据包恢复得到所述视频数据，并将所述视频数据发往所述分发服务器；
聚合服务器在收到数据包以后会恢复出视频数据，由于数据包会携带时序信息，因此聚合服务器是可以获得各数据包的顺序的，按照数据包的顺序进行重组，解码就可以恢复出视频数据。具体实现方式可以参考视频直播中设备接收数据包还原视频数据的过程，本实施例对此不作赘述。
205：所述分发服务器将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端。
分发服务器可以认为是一台硬件设备也可以理解为多台服务器组成的云，分发服务器已经获得了完整的视频数据，那么如何分发可以参考目前的视频分发实现方式，对此本发明实施例不作具体限定。观众终端是视频直播的受众所使用的终端，通常来说终端会使用客户端进行观看，因此这里的观众终端也可以理解为是观众客户端或者观众客户端所在的终端。
本发明实施例中，直播终端有多个网卡，多个网卡建立了多条通信链路，视频数据被分割为数据包以后经多条通信链路发送到网络侧，由聚合服务器还原出视频数据，再由分发服务器进行视频分发。该实现方案不再依赖于单一通信链路，有效提高了视频数据上行带宽，多个网卡可以对应到多个不同覆盖区域的无线通信网络可以减少无线通信网络覆盖盲区，因此可以实现稳定的视频直播。
需要说明的是本发明实施例中的网卡在理论上可以是有线网卡，作为更为迫切实现的技术应用场景而言会如下：所述第一网卡和所述第二网卡均为无线网卡；
所述第一网卡与所述第二网卡隶属于同一运营商；或者，
所述网关服务器包括第一网关服务器和第二网关服务器，所述第一网关服务器和所述第二网关服务器分别隶属于不同的运营商，所述第一网卡与所述第一网关服务器隶属于同一运营商，所述第二网卡与所述第二网关服务器隶属于同一运营商。
在本实施例中，不同的运营商的网络覆盖会存在差异，直播终端的网卡可以优选配置非单一运营商的网卡，从而接入到不同的运营商网络中，这样可以更好的提高稳定性。需要说明的是，即使第一网卡和第二网卡都对应同一运营商，也是可以分别连接到不同网关服务器的，这样可能减少可能出现的网络拥堵现象。
进一步地，由于视频直播过程中直播终端可能有移动的需求，在移动过程中各条无线的通信链路则可能会出现通信质量的变化，本发明实施例则针对于此提出了动态分配数据包的方式，实现负载均衡并保持上行视频数据的稳定传输，具体如下：在将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器之前，所述方法还包括：
监测所述第一通信链路的通信质量，监测所述第二通信链路的通信质量；
所述将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器包括：
依据所述第一通信链路的通信质量和所述第二通信链路的通信质量，以负载均衡的方式将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器。
需要说明的是，对于一个网卡而言，各网卡之间的通信链路是独立的，因此不同的网卡在移动过程中，各自可以进行小区重选等操作甚至重新建立新的通信链路，对此本发明实施例不作唯一性限定；本实施例所称的通信链路是与该网卡对应的通信链路，并不一定是永远不变的通信链路。
可选地，本发明实施例还提供了网关服务器的确定方式，即针对于移动通信而言网关服务器的动态分配实现方案，具体如下：所述互联网视频直播系统还包括域名系统(DomainNameSystem，DNS)服务器；所述直播终端的第一网卡和第二网卡分别与所述网关服务器建立第一通信链路和第二通信链路包括：
所述第一网卡拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第一网卡所属运营商的核心网内的距离所述第一网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第一通信链路；所述第二网卡拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第二网卡所属运营商的核心网内的距离所述第二网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第二通信链路。
可选地，所述数据包为用户数据报协议(UserDatagramProtocol，UDP)数据包。UDP数据包作为能够保证传输质量的数据包可以在本实施例中优选使用，如果直播视频数据的要求比较低，也可以采用其他更注重传输效率减少重传的数据包传输协议，以上UDP数据包的实现方案不应理解为对本发明实施例的唯一性限定。
可选地，为了提高网络传输效率并提高视频在网络中的分发效果，本发明实施例提供出了使用分发云的实现方式实现视频分发，具体如下：所述分发服务器将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端包括：
所述分发服务器采用具有至少两台服务器的分发云将接收到的视频数据推送所述视频数据的观众终端。
可选地，所述分发服务器在推送所述视频数据的观众终端的过程中使用点对点(peer-to-peer，P2P)技术或内容分发网络(ContentDeliveryNetwork，CDN)技术进行推送。P2P技术对应的网络是对等网络，通过最直接交换来共享资源和服务、采用非集中式，各节点地位平等，兼作服务器和客户机。具体实现方式可参考P2P技术，在此不再进行进一步的说明。
可选地，在本实施例中，视频数据不应狭隘的理解为仅包含图像数据，可以理解的是视频数据通常来说一定会包含图像数据、可能有音频数据，如果进行过后期编辑可能还会有字幕数据，具体如下：所述视频数据包括：图像数据、音频数据以及字幕数据中的至少一项。
在视频采集过程中，视频帧可能未发生变化或者变化较少，通过视频压缩通常不会传递完整的视频帧的图像，这些图像帧可能有I帧P帧和B帧或者其他类型的图像帧，具体如下：I帧(Iframe)又称为内部画面(intrapicture)、P帧是前向预测编码帧，B帧是双向预测内插编码帧。在某一时间点，可能并没有图像数据而只有音频数据和/或字幕数据是有可能的。
本发明实施例还提供了一种互联网视频直播系统，包括：直播终端、网关服务器、聚合服务器、分发服务器以及观众终端。
直播终端一侧在硬件实体上可能分为视频采集设备和视频直播设备，视频直播设备包含至少两个网卡，图1中示意了N个网卡，其中包含第一网卡和第二网卡；网关服务器的个数可能有一个也可能有多个，在图1中示意为多个且与网卡一一对应；分发服务器在图1中示意为分发云，观众终端在图1中示意了个人电脑、手机、平板电脑。作为一个典型的应用场景举例，以上举例不应理解为对本发明实施例的唯一性限定。
所述第一网卡，用于与所述网关服务器建立第一通信链路；
所述第二网卡，用于与所述网关服务器建立第二通信链路；
所述直播终端，用于对采集到的视频数据进行编码和分割操作，获得数据包；将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器；
所述网关服务器，用于将接收到的数据包转发往所述聚合服务器；
所述聚合服务器，用于在接收到所述数据包后，通过接收到的数据包恢复得到所述视频数据，并将所述视频数据发往所述分发服务器；
所述分发服务器，用于将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端。
在本施例中，直播终端是视频采集侧的终端设备统称，具体可以是一个硬件设备，也可以是多个硬件设备的组合。通常来说，本实施例中视频采集由摄像机完成，视频编码分割操作以及分配发送的工作由另一设备完成。如图1中所示。
在本实施例中“第一”和“第二”仅为了区分相同技术术语表示的不同硬件或者通信链路，不具有其他的技术含义，不应作其他解读。后续实施例不再一一说明。
在本实施例中视频数据是采集到的视频数据通常来说会包含图像数据和音频数据，如果进行过后期处理可能还有字幕类的文字数据。视频数据不应仅理解为图像数据。编码操作可以是压缩编码，例如压缩编码为H.264格式的视频流和高级音频编码(AdvancedAudioCoding，AAC)格式的音频流；编码格式可能有很多本实施例不予限定。分割操作是由于视频数据量较大无法以一个数据包在网络中传递，因此需要分割为数据包的形式，具体分割方式可以参考各种流媒体数据的数据包分割方式，这些数据包因为是有时序的因此分割后的数据包会携带顺序信息，例如：所属的数据包编号、所属的数据包对应的帧号后者其他能体现数据包对应时序的信息，数据包如何体现其时序本发明实施例不作唯一性限定。
网关服务可以是同一运营商的，也可以不是同一运营商的，参与一次视频直播的网关服务器可以只有一台也可以有多台，具体根据实际应用场景确定。后续实施例将进行举例说明。网关服务器主要进行数据包的转发操作，使数据包能够汇聚到同一服务器。
聚合服务器在收到数据包以后会恢复出视频数据，由于数据包会携带时序信息，因此聚合服务器是可以获得各数据包的顺序的，按照数据包的顺序进行重组，解码就可以恢复出视频数据。具体实现方式可以参考视频直播中设备接收数据包还原视频数据的过程，本实施例对此不作赘述。
分发服务器可以认为是一台硬件设备也可以理解为多台服务器组成的云，分发服务器已经获得了完整的视频数据，那么如何分发可以参考目前的视频分发实现方式，对此本发明实施例不作具体限定。观众终端是视频直播的受众所使用的终端，通常来说终端会使用客户端进行观看，因此这里的观众终端也可以理解为是观众客户端或者观众客户端所在的终端。
本发明实施例中，直播终端有多个网卡，多个网卡建立了多条通信链路，视频数据被分割为数据包以后经多条通信链路发送到网络侧，由聚合服务器还原出视频数据，再由分发服务器进行视频分发。该实现方案不再依赖于单一通信链路，有效提高了视频数据上行带宽，多个网卡可以对应到多个不同覆盖区域的无线通信网络可以减少无线通信网络覆盖盲区，因此可以实现稳定的视频直播。
需要说明的是本发明实施例中的网卡在理论上可以是有线网卡，作为更为迫切实现的技术应用场景而言会如下：所述第一网卡和所述第二网卡均为无线网卡；
所述第一网卡与所述第二网卡隶属于同一运营商；或者，
所述网关服务器包括第一网关服务器和第二网关服务器，所述第一网关服务器和所述第二网关服务器分别隶属于不同的运营商，所述第一网卡与所述第一网关服务器隶属于同一运营商，所述第二网卡与所述第二网关服务器隶属于同一运营商。
在本实施例中，不同的运营商的网络覆盖会存在差异，直播终端的网卡可以优选配置非单一运营商的网卡，从而接入到不同的运营商网络中，这样可以更好的提高稳定性。需要说明的是，即使第一网卡和第二网卡都对应同一运营商，也是可以分别连接到不同网关服务器的，这样可能减少可能出现的网络拥堵现象。
进一步地，由于视频直播过程中直播终端可能有移动的需求，在移动过程中各条无线的通信链路则可能会出现通信质量的变化，本发明实施例则针对于此提出了动态分配数据包的方式，实现负载均衡并保持上行视频数据的稳定传输，具体如下：所述直播终端，还用于监测所述第一通信链路的通信质量，监测所述第二通信链路的通信质量；
所述直播终端，用于将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器包括：用于依据所述第一通信链路的通信质量和所述第二通信链路的通信质量，以负载均衡的方式将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器。
需要说明的是，对于一个网卡而言，各网卡之间的通信链路是独立的，因此不同的网卡在移动过程中，各自可以进行小区重选等操作甚至重新建立新的通信链路，对此本发明实施例不作唯一性限定；本实施例所称的通信链路是与该网卡对应的通信链路，并不一定是永远不变的通信链路。
可选地，本发明实施例还提供了网关服务器的确定方式，即针对于移动通信而言网关服务器的动态分配实现方案，具体如下：所述互联网视频直播系统还包括：域名系统DNS服务器；
所述第一网卡，具体用于拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第一网卡所属运营商的核心网内的距离所述第一网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第一通信链路；
所述第二网卡，具体用于拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第二网卡所属运营商的核心网内的距离所述第二网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第二通信链路；
所述DNS服务器，用于接收到域名解析请求后，确定与所述域名解析请求的源端跳数最小的所述网关服务器，并将所述网关服务器的互联网协议地址返回给所述域名解析请求的源端。
可选地，所述数据包为用户数据报协议UDP数据包。UDP数据包作为能够保证传输质量的数据包可以在本实施例中优选使用，如果直播视频数据的要求比较低，也可以采用其他更注重传输效率减少重传的数据包传输协议，以上UDP数据包的实现方案不应理解为对本发明实施例的唯一性限定。
可选地，为了提高网络传输效率并提高视频在网络中的分发效果，本发明实施例提供出了使用分发云的实现方式实现视频分发，具体如下：所述分发服务器包括至少两台服务器的分发云；
所述分发服务器，具体用于采用具有至少两台服务器的分发云将接收到的视频数据推送所述视频数据的观众终端。
可选地，所述分发服务器，具体用于在推送所述视频数据的观众终端的过程中使用点对点P2P技术或内容分发网络(ContentDeliveryNetwork，CDN)技术进行推送。
P2P技术对应的网络是对等网络，通过最直接交换来共享资源和服务、采用非集中式，各节点地位平等，兼作服务器和客户机。具体实现方式可参考P2P技术，在此不再进行进一步的说明。
可选地，在本实施例中，视频数据不应狭隘的理解为仅包含图像数据，可以理解的是视频数据通常来说一定会包含图像数据、可能有音频数据，如果进行过后期编辑可能还会有字幕数据，具体如下：所述视频数据包括：图像数据、音频数据以及字幕数据中的至少一项。
在视频采集过程中，视频帧可能未发生变化或者变化较少，通过视频压缩通常不会传递完整的视频帧的图像，这些图像帧可能有I帧P帧和B帧或者其他类型的图像帧，具体如下：I帧(Iframe)又称为内部画面(intrapicture)、P帧是前向预测编码帧，B帧是双向预测内插编码帧。在某一时间点，可能并没有图像数据而只有音频数据和/或字幕数据是有可能的。
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清晰明确。以下举实例，并且附图，对本发明进行进一步的详细说明。
图3为本发明实施例的一个较佳实施例：便携式互联网视频直播系统的结构示意图。
在本实施例中，摄像师使用一台便携式摄像机并配备一台便携式直播设备进行现场直播。便携式的直播设备体积较小，可以采用蓄电池供电，可直接放入背包随身携带；通过内置或外置麦克风，摄像机对现场音/视频进行采集，将无损的原始音/视频信号通过高清晰度多媒体接口(HighDefinitionMultimediaInterface，HDMI)或数字分量串行接口(serialdigitalinterface，SDI)线缆传送到便携式直播设备。
便携式直播设备对原始音/视频信号进行采集并通过编码器进行压缩处理。同时直播设备内部的控制模块将编码后的音/视频流分割后组装成适合在网络上传递的用户数据报协议(UserDatagramProtocol，UDP)数据包。便携式直播设备内部配备了若干个无线上网卡，上网卡可以属于不同运营商，例如：包括中国移动、中国联通、中国电信等运营商。上网卡初始化完成建立通信链路后，向控制模块上报链路的状态信息。控制模块根据上网卡所属的运营商网络，确定对应网络的网关服务器。网关服务器部署在对应运营商互联网骨干网内，如电信的网关服务器部署在电信互联网骨干网(CHINANET)内。便携式直播设备的控制器根据各个上网卡的状态以及线路带宽，将分割后的视频数据包分配给各个上网卡，各上网卡将数据包通过无线通信链路传递给对应的网关服务器。
网关服务器接收到数据包后，转发给聚合服务器。
聚合服务器将来自各网关服务器的数据包聚合后，恢复出经过编码的音/视频流，然后将音/视频流的数据流推送给视频分发云。
根据观看者的规模，视频分发云由一台或多台服务器组成，视频分发云将聚合服务器推送的视频数据流分发给观看的观众客户端，包括手机客户端和个人计算机(personalcomputer，PC)客户端。
在户外进行移动直播时，随着直播者的位置发生变化，无线通信网络的信号也会随之变化。虽然运营商的无线信号覆盖很广，但是不可避免的会存在一些信号盲区和通信质量比较差的地方。在这些区域，无线数据通信的带宽迅速下降甚至为降为零。在这种情况下，聚合多个运营商的信道带宽，可以大幅降低通信信号盲区出现的概率并提高无线通信上行带宽。
在图3所示的系统中，如果无线上网卡(即无线网卡)与聚合服务器直接通信，也能实现音/视频流的数据的上传。但是这样存在一个问题：当无线上网卡作为一个数据终端和聚合服务器属于不同运营商网络时，数据终端和服务器之间的跨网络通信链路将会使用运营商提供的路由。在这种情况下，通信链路的带宽和延迟无法得到保证。视频直播对链路的带宽和延迟要求特别高，当链路质量得不到保证时，视频会出现明显的马赛克和卡顿现象。本发明实施例为了解决这一问题，在传输网络中引入网关服务器，数据终端与处于同一运营商网络的网关服务器通信，传输音/视频流的数据流。网关服务器收集同一网络来自多个上网卡的音/视频流的数据流后，再转发给聚合服务器。音/视频聚合服务器聚合多个网关服务器推送的音/视频流的数据流，还原出编码后的视频流，分发给最终的观众客户端。
图4为本发明实施例的一个较佳实施例，在该实施例中，便携式直播设备从上到下依次配备了2张中国移动的上网卡，2张中国联通的上网卡，2张中国电信的上网卡，在图4中便携式直播设备内依次为：对应上网卡的椭圆形区域为相应运营商所属网络范围。在中国移动、中国联通、中国电信的互联骨干网中分别配置一台网关服务器。当直播开始时，编码模块对输入的原始音/视频流进行编码压缩，输出H.264格式的视频流和高级音频编码(AdvancedAudioCoding，AAC)格式的音频流，同时，将输出的音/视频流进行分割并打包成UDP数据包。然后将UDP数据包分配给6个上网卡。2张移动上网卡分别与布置在移动互联骨干网的网关服务器建立链路，并传递UDP数据包。同样联通、电信上网卡分别与对应的网关服务器建立链路并发送UDP数据包。聚合服务器布置在三线机房，直接连接到移动、电信、联通的互联骨干网，同三台网关服务器之间均有高速网络直连。聚合服务器从三台网关服务器接收音/视频流的数据包，还原成H264格式的视频流和ACC格式的音频流。将音/视频同步后推送给视频分发云，分发给观众客户端。
采用网关服务器中转的技术方案能够有效地提升数据包传输的成功率并降低传输延迟，一般来说，使用固定的网关服务器即可满足要求。但是当接入网关服务器的便携式直播设备很多并且地域范围很广时，很难放置网关服务器使其满足所有的便携式直播设备就近接入的要求，当上网卡接入点与网关服务器之间的连接跳跃数较大时。通信链路的带宽和延迟性能也会受到影响，这种情况下，采用动态分配网关服务器的方法可以有效地提升通信链路传输的性能，其流程图如图5所示，具体包括：
501：初始化上网卡，得到运营商分配给上网卡的互联网协议(InternetProtocol，IP)地址；
502：通过该IP地址向指定DNS服务器申请网关服务器的域名解析；
503：DNS服务器根据源IPR地址，从网关服务器资源池里选择与上述上网卡同一运营商核心网内的连接跳跃数最小的网关服务器；
504：DNS服务器返回该网关服务器的IP地址；
505：上网卡与该网关服务器建立通信链路的连接，通过该通信链路传输音/视频数据。
在以上处理流程中，上网卡拨号初始化后，运营商会分配给一个该网络的IP地址。网卡获取到IP地址后，通过该上网卡申请网关服务器的域名解析。DNS收到该上网卡的域名解析请求后，根据该上网卡的IP地址，从网关服务器资源池里面选择一个距离该上网卡跳跃数最小的服务器，并将该服务器的IP地址返回给上网卡。该上网卡通过返回的网关服务器IP与之建立网络连接，发送音/视频流数据。该实施例可以实现网卡与网关服务器的最优连接，适应于移动通信中的视频直播。
本发明实施例技术方案以较低的成本解决了当前户外直播和移动直播必须要解决的一个问题，即：在户外或移动时必须提供一个稳定并且可靠的通信通道，能够提供比较大的通信带宽并且较低的通信延迟；从而满足了户外直播和移动直播业务的迫切需求。
本发明实施例提供的便携式移动互联网视频直播系统。该系统由包含了音/视频的捕捉设备、便携式的直播设备、聚合服务器、分发服务等设备。
其中音/视频的捕捉设备是音/视频数据流的录入设备，可以是摄像机，数字视频(DigitalVideo，DV)机等等具有图像传感器和声音传感器的视频及音频采集功能的设备。
便携式直播设备可以是采用电池供电的小型视频、音频数据处理设备。该便携式直播设备可以包含数据采集压缩模块，通信控制模块和多个无线网卡。数据采集压缩模块对音/视频捕捉设备传递过来的音/视频数据进行采集、压缩处理，得到比特率更小的音/视频数据流；通信控制模块将压缩后的音/视频数据流进行分割、打包后得到数据包后分配给各无线网卡。每个无线网卡都维持一条连接到网关服务器的无线通信链路，通过该无线通信链路将数据包上传到互联网。通信控制模块对无线网卡的状态进行维护，根据各通信链路的状态调整音/视频编码器参数，还可以调整分配给各个无线无线网卡的数据包的数量。
聚合服务器获取便携式直播设备发送的数据包后，将数据包中的音/视频数据流还原后通过分发服务器分发给观众客户端，观众客户端可以包括PC客户端和手机客户端。
在本发明实施例的视频直播系统中可以包括一台或多台网关服务器。
网关服务器负责与便携式直播设备上属于相同运营商网络的无线模块进行通信，从无线模块处获取多媒体流数据包，并将这些数据包整理后发送给聚合服务器。
在本发明实施例中的视频直播系统中还可以包括DNS解析服务器并且在该系统中网关服务器是动态分配的，具体如下：当便携式直播设备的无线网卡初始化之后，会获取到一个IP地址。该无线网卡向DNS服务器请求网关服务器域名解析。DNS服务器根据该无线网卡获取的IP地址从网关服务器资源池中选择与该IP地址连接跳跃数最小的网关服务器。并将该网关服务器的IP地址返回给直播设备的无线网卡。无线网卡根据该IP地址与网关服务器建立通信链路。
在本发明实施例中的分发服务器可以采用音/视频分发云实现，具体如下：聚合服务器还原出音/视频流数据后，将音/视频流数据推送给音/视频分发云，音/视频分发云可以由多台分发服务器组成，通过视频分发云可以将音/视频流数据快速地推送给大量的观众客户端。
本发明实施例提供的便携式互联网视频直播方法，主要包括以下几个步骤：
(1)、音/视频捕捉设备获取直播的原始音/视频数据后，将原始数据传递给便携式直播设备。
(2)、便携式直播设备对原始音/视频信号进行采集并通过编码器对信号进行压缩处理，并将编码后的音/视频流分割，并封装成适合在互联网传输的数据包。
(3)、便携式设备对多个无线网卡进行初始化并分别建立多条连接到网关服务器的通信链路。然后通过直播设备的多个无线网卡并发地将音/视频数据包上传到互联网侧。
(4)、位于互联网侧的聚合服务器获取到便携式直播设备发送的数据包后，将数据包中的音/视频数据流还原后分发给观众客户端，观众客户端可以包括PC客户端和手机客户端。
可选地，在以上步骤(3)中，便携式设备的无线网卡可以与属于相同运营商的网关服务器之间建立链路。无线网卡可以将分配到的数据包传递给与之相连接的网关服务器。在步骤(4)中，聚合服务器从网关服务器中获取到音/视频数据包后，实现聚合操作还原出音/视频数据流。
可选地，在步骤(3)中，当便携式直播设备的无线网卡初始化之后，会获取到一个IP地址。该无线网卡向DNS服务器请求网关服务器域名解析。DNS服务器根据该无线网卡获取的IP地址从网关服务器资源池中选择与该IP地址连接跳跃数最小的网关服务器。并将该网关服务器的IP地址返回给直播设备的无线网卡。无线网卡根据返回的IP地址与网关服务器建立通信链路。
在本发明实施例中，可以优选使用分发云实现视频分发具体如下：聚合服务器还原出音/视频数据后，将音/视频数据推送给音/视频的分发云(分发云可以包含由一台或多台分发服务器)，然后，音/视频的分发云将直播音/视频流快速地推送给大量的观众客户端。
可选地，在步骤(4)中，视频分发云使用了内容分发网络(ContentDeliveryNetwork，CDN)技术加速音/视频流分发。
可选地，在步骤(4)中，在步骤4中，视频分发云使用了P2P技术加速音/视频流分发并节省流量。
可选地，在步骤(2)中，便携式直播设备对分割后的音/视频的数据包进行封装时，可以使用UDP格式的数据包。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个设备可能只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能设备的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种互联网视频直播方法，其特征在于，应用于互联网视频直播系统，所述互联网视频直播系统包括：直播终端、网关服务器、聚合服务器以及分发服务器；
所述直播终端的第一网卡和第二网卡分别与所述网关服务器建立第一通信链路和第二通信链路；
所述直播终端对采集到的视频数据进行编码和分割操作，获得数据包；将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器；
所述网关服务器将接收到的数据包转发往所述聚合服务器；
所述聚合服务器接收到所述数据包后，通过接收到的数据包恢复得到所述视频数据，并将所述视频数据发往所述分发服务器；
所述分发服务器将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一网卡和所述第二网卡均为无线网卡；
所述第一网卡与所述第二网卡隶属于同一运营商；或者，
所述网关服务器包括第一网关服务器和第二网关服务器，所述第一网关服务器和所述第二网关服务器分别隶属于不同的运营商，所述第一网卡与所述第一网关服务器隶属于同一运营商，所述第二网卡与所述第二网关服务器隶属于同一运营商。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器之前，所述方法还包括：
监测所述第一通信链路的通信质量，监测所述第二通信链路的通信质量；
所述将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器包括：
依据所述第一通信链路的通信质量和所述第二通信链路的通信质量，以负载均衡的方式将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述互联网视频直播系统还包括域名系统DNS服务器；所述直播终端的第一网卡和第二网卡分别与所述网关服务器建立第一通信链路和第二通信链路包括：
所述第一网卡拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第一网卡所属运营商的核心网内的距离所述第一网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第一通信链路；所述第二网卡拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第二网卡所属运营商的核心网内的距离所述第二网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第二通信链路。
5.根据权利要求1至4任意一项所述方法，其特征在于，所述数据包为用户数据报协议UDP数据包。
6.根据权利要求1至4任意一项所述方法，其特征在于，所述分发服务器将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端包括：
所述分发服务器采用具有至少两台服务器的分发云将接收到的视频数据推送所述视频数据的观众终端。
7.根据权利要求1至4任意一项所述方法，其特征在于，
所述分发服务器在推送所述视频数据的观众终端的过程中使用点对点P2P技术或内容分发网络CDN技术进行推送。
8.一种互联网视频直播系统，其特征在于，包括：
直播终端、网关服务器、聚合服务器以及分发服务器；所述直播终端包括第一网卡和第二网卡；
所述第一网卡，用于与所述网关服务器建立第一通信链路；
所述第二网卡，用于与所述网关服务器建立第二通信链路；
所述直播终端，用于对采集到的视频数据进行编码和分割操作，获得数据包；将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器；
所述网关服务器，用于将接收到的数据包转发往所述聚合服务器；
所述聚合服务器，用于在接收到所述数据包后，通过接收到的数据包恢复得到所述视频数据，并将所述视频数据发往所述分发服务器；
所述分发服务器，用于将接收到的视频数据发往所述视频数据的观众终端。
9.根据权利要求8所述系统，其特征在于，所述第一网卡和所述第二网卡均为无线网卡；
所述第一网卡与所述第二网卡隶属于同一运营商；或者，
所述网关服务器包括第一网关服务器和第二网关服务器，所述第一网关服务器和所述第二网关服务器分别隶属于不同的运营商，所述第一网卡与所述第一网关服务器隶属于同一运营商，所述第二网卡与所述第二网关服务器隶属于同一运营商。
10.根据权利要求8所述系统，其特征在于，
所述直播终端，还用于监测所述第一通信链路的通信质量，监测所述第二通信链路的通信质量；
所述直播终端，用于将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器包括：用于依据所述第一通信链路的通信质量和所述第二通信链路的通信质量，以负载均衡的方式将获得的数据包分配给所述第一网卡和所述第二网卡发往所述网关服务器。
11.根据权利要求8所述系统，其特征在于，所述互联网视频直播系统还包括：域名系统DNS服务器；
所述第一网卡，具体用于拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第一网卡所属运营商的核心网内的距离所述第一网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第一通信链路；
所述第二网卡，具体用于拨号初始化，并向DNS服务器发送域名解析请求；接收DNS服务器返回的所述第二网卡所属运营商的核心网内的距离所述第二网卡跳数最小的所述网关服务器的互联网协议地址，依据所述网关服务器的互联网协议地址建立所述第二通信链路；
所述DNS服务器，用于接收到域名解析请求后，确定与所述域名解析请求的源端跳数最小的所述网关服务器，并将所述网关服务器的互联网协议地址返回给所述域名解析请求的源端。
12.根据权利要求8至11任意一项所述系统，其特征在于，所述数据包为用户数据报协议UDP数据包。
13.根据权利要求8至11任意一项所述系统，其特征在于，所述分发服务器包括至少两台服务器的分发云；
所述分发服务器，具体用于采用具有至少两台服务器的分发云将接收到的视频数据推送所述视频数据的观众终端。
14.根据权利要求8至11任意一项所述系统，其特征在于，
所述分发服务器，具体用于在推送所述视频数据的观众终端的过程中使用点对点P2P技术或内容分发网络CDN技术进行推送。
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Application publication date: 20160309

Assignee: GUANGZHOU CUBESILI INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: GUANGZHOU HUADUO NETWORK TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021980000101

Denomination of invention: The invention relates to an Internet video live broadcast method and a system thereof

Granted publication date: 20190125

License type: Common License

Record date: 20210106