CN105577819B - 一种虚拟化桌面的分享系统、分享方法以及分享装置 - Google Patents

一种虚拟化桌面的分享系统、分享方法以及分享装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种虚拟化桌面的分享系统、分享方法以及分享装置。其中分享方法应用于包括桌面云终端、虚拟机服务器、流媒体服务器以及客户端的分享系统中，所述虚拟机服务器配置有与所述桌面云终端相交互的桌面虚拟机，所述分享方法包括：监控所述分享系统的负载状态；根据所述负载状态选择转码服务器；在转码服务器上对采集自桌面虚拟机的多媒体流进行转码；根据客户端的分享请求，将转码后的多媒体流发送至相应的客户端。本发明虚拟化桌面的分享系统以及方法和装置，可以更有效利用虚拟化桌面系统的计算及网络资源，以及实现虚拟机桌面的视频分享，不仅如此还可以根据分享系统的负载优化虚拟桌面多媒体数据的压缩、传输。

Description

一种虚拟化桌面的分享系统、分享方法以及分享装置
技术领域
本发明涉及虚拟化计算领域，尤其涉及已一种基于虚拟化桌面的多媒体流分享系统、分享方法以及分享装置。
背景技术
随着技术的发展，虚拟化桌面的应用领域也日益增多，成为最为典型的虚拟化应用之一。使用虚拟化桌面技术，用户的桌面系统以虚拟机的形式运行于虚拟机服务器上，虚拟机服务器对于所有用户的虚拟机进行统一管理，同时，用户通过桌面客户端设备软件连接虚拟机，并在客户端设备上显示虚拟机的桌面。
例如公开号为CN 102460407 A的专利文献公开了一种用于提供虚拟计算服务的系统，包括：一个或者多个服务器，每个服务器被配置成实例化和管理在所述服务器上运行的多个虚拟计算机的操作，每个服务器还被配置成关联在所述服务器上运行的一个或者多个应用与每个虚拟计算机，每个虚拟计算机包括图形显示部件和音频输出部件，所述图形显示部件被配置成生成用于一个或者多个关联应用的图形显示数据，所述音频输出部件被配置成生成用于所述一个或者多个关联应用的音频输出数据，每个服务器也包括一个或者多个编码器，每个编码器被配置成对来自所述虚拟计算机中的对应一个的所述图形显示数据和所述音频输出数据编码用于通过网络传输，使得同步编码的图形显示数据和编码的音频输出数据；以及多个客户端，用于与关联显示器一起使用，每个客户端被配置成经由所述网络接收用于所述虚拟计算机中的分配的一个虚拟计算机的所述编码的图形显示数据和所述编码的音频输出数据，并且在所述关联显示器上呈现分配的虚拟计算机的表示，每个客户端包括解码器，所述解码器被配置成对所述编码的图形显示数据和所述编码的音频输出数据解码，使得所述分配的虚拟计算机的所述表示的可见和可听组成基本上同步。
使用现有的虚拟化桌面技术，用户可以看见自己的桌面。但是在有些场合，例如电子竞技视频分享，一个用户的虚拟机桌面需要让多个用户同时可见，这种情况下，现有技术无法完全满足需求。
现有的远程桌面技术，如RDP，虽然能够让多个用户连接到一台虚拟机观看，在一定程度上实现视频分享，但是有如下一些问题:
1.支持的连接客户数量很有限，不适用于互联网业务；
2.客户端需要安装特殊的软件，不便于普通移动智能设备使用；
3.占用带宽比较大，不适于互联网，尤其不适合移动互联网接入。
如何更有效利用虚拟化桌面系统的计算及网络资源，以及实现虚拟机桌面的视频分享，是目前业界需要解决的一种技术难题。
不仅如此，由于运行于虚拟机服务器的虚拟机实例数目和网络负载都是动态变化的，在很多情况下，现有技术并不能非常有效调度虚拟机桌面图像的处理，来实现计算资源和网络资源的最大化利用。
发明内容
本发明提供一种虚拟化桌面的分享系统，解决了现有技术所无法处理的，虚拟化桌面多媒体内容分享问题。
一种虚拟化桌面的分享系统，包括桌面云终端以及客户端，还设有：
虚拟机服务器，配置有与所述桌面云终端相交互的桌面虚拟机，采集并发送来自所述桌面虚拟机的多媒体流；
流媒体服务器，响应于来自所述客户端的分享请求，接收来自所述虚拟机服务器的多媒体流并转发至对应的客户端。
作为优选，还设有向流媒体服务器转发分享请求并从流媒体服务器接收相应多媒体流的公网服务器，所述客户端为直接向流媒体服务器发送分享请求的局域网客户端，或直接向公网服务器发送分享请求的公网客户端。
作为优选，所述桌面虚拟机还用于显示评论信息供所有的桌面云终端以及客户端收看，该评论信息来自任一桌面云终端以及客户端，并经由流媒体服务器或公网服务器转发至桌面虚拟机。
所述多媒体流的转码是根据分享系统的负载状态在虚拟机服务器、流媒体服务器或公网服务器中进行。
按照虚拟机服务器工作原理，将从桌面虚拟机采集来的图像通过第一次编码获得原始多媒体流，由于原始多媒体流体积庞大、帧数高、格式特殊，不利于普通播放器播放，也会增加网络负载，所以需要对原始多媒体流进行转码，即对原始多媒体流进行解码和第二次编码，以获得易于播放、易于传输的多媒体流。没有特殊说明的情况下，本发明所述的转码指对原始多媒体流进行的解码和第二次编码。
本发明还提供了一种虚拟化桌面的分享方法，可以根据分享系统的负载动态优化虚拟桌面多媒体数据的压缩、传输。
一种虚拟化桌面的分享方法，应用于包括桌面云终端、虚拟机服务器、流媒体服务器以及客户端的分享系统中，所述虚拟机服务器配置有与所述桌面云终端相交互的桌面虚拟机，所述分享方法包括：
监控所述分享系统的负载状态；
根据所述负载状态选择转码服务器；
在转码服务器上对采集自桌面虚拟机的多媒体流进行转码；
根据客户端的分享请求，将转码后的多媒体流发送至相应的客户端。
所述转码服务器为虚拟机服务器或流媒体服务器。
对所述原始多媒体流进行转码前，根据所述负载状态确定转码模式，转码模式为高转码质量或低转码质量。
将原始多媒体流压缩至大于等于1000kbit/s为高转码质量，小于1000kbit/s为低转码质量。
所述分享系统的负载状态包括：
虚拟机服务器的运行状态；
流媒体服务器的运行状态；
虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态。
虚拟机服务器的运行状态包括：CPU负载、内存消耗总量、硬盘活动时间、网络占用率、以及正在运行的桌面虚拟机实例数。
任何两个或两个以上指标超出阈值则认为虚拟机服务器的运行状态为重负载，否则为轻负载。
流媒体服务器的运行状态包括：CPU负载、内存占用率、硬盘活动时间以及网络占用率。
任何两个或两个以上指标超出阈值则认为虚拟机服务器的运行状态为重负载，否则为轻负载。
各指标阈值为
CPU负载(重、轻)：
CPU使用率阈值为75％，风扇转速阈值为5000转/分钟，CPU温度阈值为60摄氏度；任何两个或两个以上指标超出阈值，则认为CPU为重负载，否则为轻负载；
内存占用率：75％；
硬盘活动时间：20％；
网络占用率：75％；
正在运行的桌面虚拟机实例数：实例总数的75％
虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态包括：当前网络占用率、网络延时和网络连通性。
网络连通性为不连通(ping值>500ms)时为重负载；
网络连通性为连通(ping值≤500ms)时，若网络占用率大于75％并且网络延时>200ms，则为重负载，否则为轻负载。
根据分享系统的负载状态选择转码服务器时，按照优先级先后进行判断，依次判断优先判定虚拟机服务器的运行状态、流媒体服务器的运行状态、虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态。
决策方法：
负载状态1、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态(虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态，下同)为轻负载，则虚拟机服务器转码(即选择虚拟机服务器作为转码服务器)；
转码模式为使用高转码质量进行转码；
负载状态2、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为重负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态3、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为轻负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用高转码质量进行转码；
负载状态4、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为重负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态5、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为轻负载，则流媒体服务器转码；
转码模式为使用高转码质量进行转码；
负载状态6、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为重负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态7、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为轻负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态8、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为重负载，则流媒体服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码。
如果虚拟机服务器转码，则转码后的多媒体流由虚拟机服务器发送给流媒体服务器；
如果流媒体服务器转码，则虚拟机服务器将原始多媒体流发送给流媒体服务器，流媒体服务器进行转码，再将转码后的多媒体流通过流媒体视频接口进行发布，供客户端使用。
根据分享系统的负载状态选择转码服务器时，可通过软件模块进行决策，软件模块既可以实施运行在虚拟机服务器内，也可以实施运行在流媒体服务器内。
选择转码服务器后，虚拟机服务器中桌面虚拟机查询选择结果，若虚拟机服务器转码，则调用本机的转码器进行转码，并将转码后的多媒体流发送给流媒体服务器；如果在流媒体服务器转码，则虚拟机服务器将原始媒体流发送给流媒体服务器再进行转码。
为了获取分享系统的负载状态，可以分别在虚拟机服务器以及流媒体服务器中配置相应的软件功能模块，以动态读取相应的参数，由于各参数的阈值可能会发生修改，那么也要求可以动态读取各参数的阈值。
作为优选，所述分享系统还设有与流媒体服务器相连的公网服务器，所述转码服务器为虚拟机服务器、流媒体服务器或公网服务器；
所述客户端为直接向流媒体服务器发送分享请求的局域网客户端，或直接向公网服务器发送分享请求的公网客户端。
作为优选，所述分享方法还包括通过桌面虚拟机显示评论信息供所有的桌面云终端以及客户端收看，该评论信息来自任一桌面云终端以及客户端，并经由流媒体服务器或公网服务器转发至桌面虚拟机。
在使用公网服务器时，若仅有公网客户端发送分享请求，也可以在虚拟机服务器、流媒体服务器和公网服务器这三者中的任一者内进行转码，即选择转码服务器。
此时，所述分享系统的负载状态包括：
虚拟机服务器的运行状态；
流媒体服务器的运行状态；
公网服务器的运行状态；
虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态；
公网服务器与流媒体服务器之间的网络状态。
公网服务器的运行状态的判定方式可以同流媒体服务器的判定方式；
公网服务器与流媒体服务器之间的网络状态的判定方式可以同虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态的判定方式。
同理可以公网服务器中配置相应的软件功能模块，以动态读取相应的参数，进行决策选择转码服务器的软件模块可以实施运行在虚拟机服务器、流媒体服务器和公网服务器这三者中的任一者内。
考虑到局域网的流量，流媒体服务器不把未转码的原始多媒体流发给公网服务器，因为这样做出口流量太大，因此所述转码服务器一般选自虚拟机服务器或流媒体服务器。
根据分享系统的负载状态选择转码服务器时，按照优先级先后进行判断，依次判断优先判定虚拟机服务器的运行状态、流媒体服务器的运行状态、虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态。
本发明还提供了一种虚拟化桌面的分享装置，用于实施所述的分享方法，即可以根据分享系统的负载动态优化虚拟桌面多媒体数据的压缩、传输。
一种虚拟化桌面的分享装置，应用于包括桌面云终端、虚拟机服务器、流媒体服务器以及客户端的分享系统中，所述虚拟机服务器配置有与所述桌面云终端相交互的桌面虚拟机，所述分享装置包括：
监控模块，用于监控所述分享系统的负载状态；
决策模块，用于根据所述负载状态选择转码服务器；
转码模块，用于在转码服务器上对采集自桌面虚拟机的多媒体流进行转码；
发送模块，用于根据客户端的分享请求，通过流媒体服务器将转码后的多媒体流发送至相应的客户端。
本发明虚拟化桌面的分享系统以及方法和装置，可以更有效利用虚拟化桌面系统的计算及网络资源，以及实现虚拟机桌面的视频分享，不仅如此还可以根据分享系统的负载动态优化虚拟桌面多媒体数据的压缩、传输，有效的调度虚拟机桌面图像的处理，来实现计算资源和网络资源的最大化利用。
附图说明
图1为本发明分享系统的构架示意图。
图2为本发明分享方法的流程示意图。
具体实施方式
参见图1，本实施例一种虚拟化桌面的分享系统，包括局域网一侧，和公网一侧，当然也可以根据需要不接入公网，在接入公网时，还设置有可提供流媒体相关服务的公网服务器
桌面虚拟机架设在虚拟机服务器上，桌面虚拟机与对应的桌面云终端之间通过网络通道进行双向通讯。
虚拟机服务器从桌面虚拟机采集视频数据，连同相应的音频通过第一次编码获得原始多媒体流。
本发明重点之一是另外设置了流媒体服务器，可以根据整个分享系统的负债状态选择在虚拟机服务器上或流媒体服务器上对原始多媒体流进行转码，何者对原始多媒体流进行转码即称之为转码服务器。
流媒体服务器可以对接收到转码后的多媒体流提供存储服务，存储服务实施定期更新，以便被访问。
流媒体服务器还提供流媒体服务，负责将转码后的多媒体流生成相应的播放地址，同时推送到公网服务器上或直接发送给局域网内的客户端。
客户端根据所处的网络位置，可以分为直接与流媒体服务器相连的局域网客户端，以及与公网服务器相连的公网客户端。
作为客户端来说，可以是PC机、移动终端或其他智能设备等等。
公网服务器一般并不作为转码服务器，但若局域网内负载很严重的时候，也可以在公网服务器转码，此时根据公网服务器和网络的压力，使用不同的转码方式。
公网服务器同样可以存储服务、流媒体服务，并通过因特网将转码后的多媒体流推送到播放地址。
以公网客户端为例，其还可以发布评论信息，发送给公网服务器，再由公网服务器发送回虚拟机服务器中的桌面虚拟机，最终在桌面云终端显示，相应的其他各客户端也可以看到该评论信息。
参见图2，基于图1中的构架，本实施例一种虚拟化桌面的分享方法具体包括：
云桌面终端与桌面虚拟机交互时，一方面桌面虚拟机将多媒体流传输到云桌面终端实现桌面显示和声音播放，另一方面云桌面终端把控制流传回桌面虚拟机实现控制。
虚拟机服务器会将从桌面虚拟机采集视频数据，连同相应的音频通过第一次编码获得原始多媒体流。
虚拟机服务器以及流媒体服务器中分别设置软件监控虚拟机服务器的运行状态、流媒体服务器的运行状态、以及虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态。
本实施中在流媒体服务器中设置决策模块，接收和分析上述的各状态参数，其中
虚拟机服务器的运行状态包括：CPU负载、内存消耗总量、硬盘活动时间、网络占用率、以及正在运行的桌面虚拟机实例数。
任何两个或两个以上指标超出阈值则认为虚拟机服务器的运行状态为重负载，否则为轻负载。
流媒体服务器的运行状态包括：CPU负载、内存占用率、硬盘活动时间以及网络占用率。
任何两个或两个以上指标超出阈值则认为虚拟机服务器的运行状态为重负载，否则为轻负载。
各指标阈值为
CPU负载(重、轻)：
CPU使用率阈值为75％，风扇转速阈值为5000转/分钟，CPU温度阈值为60摄氏度；任何两个或两个以上指标超出阈值，则认为CPU为重负载，否则为轻负载；
内存占用率：75％；
硬盘活动时间：20％；
网络占用率：75％；
正在运行的桌面虚拟机实例数：实例总数的75％
虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态包括：当前网络占用率、网络延时和网络连通性。
网络连通性为不连通(ping值>500ms)时为重负载；
网络连通性为连通(ping值≤500ms)时，若网络占用率大于75％并且网络延时>200ms，则为重负载，否则为轻负载。
根据分享系统的负载状态选择转码服务器时，按照优先级先后进行判断，依次判断优先判定虚拟机服务器的运行状态、流媒体服务器的运行状态、虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态。
例如，如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为轻负载，则决策模块选择虚拟机服务器作为转码服务器，对原始多媒体流进行转码，同时决策模块确定转码模式为使用高转码质量进行转码；即将原始多媒体流压缩至大于等于1000kbit/s。
又例如，如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为轻负载，则流媒体服务器转码；转码模式为使用高转码质量进行转码。
下面以流媒体服务器转码为例，
虚拟机服务器会将原始多媒体流通过UDP/TCP协议发送至流媒体服务器，流媒体服务器中设有nginx服务器，流媒体服务器将协议解包，分离出多媒体流(视频流音频流)，交给nginx服务器
nginx服务器去掉了网页部分，同时设置了ffmpeg命令，用于转码、推送和接收，流媒体服务器中还设置了监听http请求的服务，用于处理开关流媒体连接的分享请求。
nginx服务器收到多媒体流后，会调用ffmpeg命令逐帧解码，对每一帧处理后逐帧转码。比如要转成30帧，可以在ffmpeg命令中加入-r 30参数实现。
转码具体参数设置，主要根据决策模块确定的转码模式，对于高转码质量和低转码质量而言，仍可以根据情况选择具体的帧数或分辨率等，这些配置可以预先设置，以供决策模块调用。
举例说明几种配置:
ffmpeg -q 30 -r 60 -b 3000(单位kbit/s)-s 1920*1080，质量30，帧数60，比特率3000kbit/s，分辨率1920x1080，适用于负载较低的情况，提供较好的视频质量；
ffmpeg -q 20 -r 30 -b 1500(单位kbit/s)-s 1280*720，质量20，帧数30，比特率1500kbit/s，分辨率1280x720，适用于负载适中的情况，提供一般的视频质量；
ffmpeg -q 1 -r 24 -b 800(单位kbit/s)-s 800*480，质量1，帧数24，比特率800kbit/s，分辨率800*480，适用于负载较高的情况，提供较差的视频质量。
流媒体服务负责将流媒体服务器中转码后的多媒体流生成相应的播放地址，同时推送到公网服务器上。
公网服务器也设有nginx服务器。公网服务器中的nginx服务器除了设置ffmpeg命令外，还设有PHP网站，网站内置flash播放器，供具备访问能力的公网客户端访问收看，也用于处理来自公网客户端的信息
公网服务器上，通过nginx服务器的push，将来自流媒体服务器的转码后的多媒体流推送到播放地址上。具有播放功能的公网客户端通过调用ffplay播放rtmp地址，接受上述步骤的推送实现在线直播。
公网客户端可以在本地设备上对所播放的视频进发布行评论信息，通过JSON数据格式发送到公网服务器，公网服务器通过http长链接将评论信息发送到虚拟机服务器，从而实现视频的共享与互动。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (2)

1.一种虚拟化桌面的分享方法，应用于包括桌面云终端、虚拟机服务器、流媒体服务器以及客户端的分享系统中，所述虚拟机服务器配置有与所述桌面云终端相交互的桌面虚拟机，其特征在于，所述分享方法包括：
监控所述分享系统的负载状态；
根据所述负载状态选择转码服务器；
在转码服务器上对采集自桌面虚拟机的多媒体流进行转码；
根据客户端的分享请求，将转码后的多媒体流发送至相应的客户端；
所述分享系统的负载状态包括：
虚拟机服务器的运行状态；
流媒体服务器的运行状态；
虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态；
根据分享系统的负载状态选择转码服务器时，按照优先级先后进行判断，依次判断虚拟机服务器的运行状态、流媒体服务器的运行状态、虚拟机服务器与流媒体服务器之间的网络状态；
负载状态1、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为轻负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用高转码质量进行转码；
负载状态2、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为重负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态3、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为轻负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用高转码质量进行转码；
负载状态4、如果虚拟机服务器运行状态为轻负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为重负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态5、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为轻负载，则流媒体服务器转码；
转码模式为使用高转码质量进行转码；
负载状态6、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为重负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态7、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为重负载，并且网络状态为轻负载，则虚拟机服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码；
负载状态8、如果虚拟机服务器运行状态为重负载，并且流媒体服务器运行状态为轻负载，并且网络状态为重负载，则流媒体服务器转码；
转码模式为使用低转码质量进行转码。
2.如权利要求1所述的虚拟化桌面的分享方法，其特征在于，所述分享系统还设有与流媒体服务器相连的公网服务器，所述转码服务器为虚拟机服务器、流媒体服务器或公网服务器。
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