CN105812840A - 一种直播视频传输方法、装置，以及视频直播系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种直播视频传输方法、装置，以及视频直播系统。本申请方法应用于边缘服务器时，所述方法包括：间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量；根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段；接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段；将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。本申请可快速实现从视频源服务器向终极服务器发送分片文件，同时消除由于中继服务器的故障而造成的部分用户无法观看视频直播的问题。

Description

一种直播视频传输方法、装置，以及视频直播系统

技术领域

本申请涉及视频传输技术领域，尤其涉及一种直播视频传输方法、装置，以及视频直播系统。

背景技术

随着互联网及计算机信息技术的发展，视频直播已经越来越多地应用到各行各业。视频直播是指利用互联网及流媒体技术将视频源数据直播给客户。

早期的视频直播应用中，视频源服务器将视频源数据打包，直接连接到互联网上给用户提供直播服务，客户使用客户端程序或浏览器直接连接视频源服务器来观看直播。随着用户的日益增加、视频的分辨率增加和质量增加后，直播视频的带宽也成倍增加，一台服务器能服务的用户数是有限的。这时采用的方法是增加中继服务器和边缘服务器，参见图1，视频源服务器将直播视频流分片文件，由中继服务器将直播视频流分片文件转发给边缘服务器，再由边缘服务器给用户提供视频直播服务，这样处理后视频直播的处理能力大大增强。

但是直播对于延时和稳定的要求很高，现有的直播视频传输方法无法实现更快的从视频源服务器向中继服务器发送分片文件。另外，中继服务器本身的稳定性也很重要，单个中继服务器的故障会令为其服务的边缘服务器无法取到直播视频流，这样这些边缘服务器所服务的用户就会受到影响。

因此，如何消除中继服务器故障对用户的影响，成为现有技术中亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种直播视频传输方法、装置，以及视频直播系统，其可快速实现从视频源服务器向终极服务器发送分片文件，同时消除由于中继服务器的故障而造成的部分用户无法观看视频直播的问题。

本申请提供一种直播视频传输方法，应用于边缘服务器，所述方法包括：

间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量；

根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段；

接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段；

将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

在本申请一具体实施例中，所述接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的不同数据段包括：

根据所述中继服务器发送的所述索引文件，在边缘服务器内存中建立对应于各分片文件的本地文件；

将每个所述分片文件的各数据段分别映射到相应的所述本地文件的内存地址。

在本申请一具体实施例中，所述接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的不同数据段还包括：

如任一数据段下载完成，所述边缘服务器获得其他数据段的下载情况；

根据速率匹配算法，对未完成下载的数据分段进行进一步切割得到待下载数据子分段，从完成下载的中继服务器下载所述待下载数据子分段。

在本申请一具体实施例中，所述传输状态包括：带宽、丢包率、运行状态，所述分片文件的数据量为该分片文件的字节数；

所述根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的不同数据段为：选择运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器，根据所述分片文件的字节数及各边缘服务器与中继服务器的带宽，按照负载均衡原则，分别向各选择的中继服务器请求所述分片文件的数据段。

本申请还提供一种直播视频传输方法，应用于中继服务器，所述方法包括：

中继服务器接收从至少一个边缘服务器发送的下载所述直播视频流的分片文件的数据段的请求；

中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据。

本申请还提供一种直播视频传输装置，应用于边缘服务器，所述装置包括：

文件请求模块，用于间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量；

数据请求模块，用于根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段；

数据下载模块，用于接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段；

文件组装模块，用于将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

在本申请一具体实施例中，所述数据下载模块包括：

本地文件建立单元，用于根据所述中继服务器发送的所述索引文件，在边缘服务器内存中建立对应于各分片文件的本地文件；

本地文件映射单元，用于将每个所述分片文件的各数据段分别映射到相应的所述本地文件的内存地址。

在本申请一具体实施例中，所述数据下载模块包括：

下载侦测单元，用于如任一数据段下载完成，所述边缘服务器获得其他数据段的下载情况；

下载分割单元，用于根据速率匹配算法，对未完成下载的数据分段进行进一步切割得到待下载数据子分段，从完成下载的中继服务器下载所述待下载数据子分段。

在本申请一具体实施例中，所述传输状态包括：带宽、丢包率、运行状态，所述分片文件的数据量为该分片文件的字节数

所述数据请求模块具体用于选择运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器，根据所述分片文件的字节数及各边缘服务器与中继服务器的带宽，按照负载均衡原则，分别向各选择的中继服务器请求所述分片文件的数据段。

本申请还提供一种直播视频传输装置，应用于中继服务器，所述装置包括：

请求接收模块，用于中继服务器接收从至少一个边缘服务器发送的下载所述直播视频流的分片文件的数据段的请求；

数据发送模块，用于中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据。

本申请还提供一种直播视频传输系统，包括至少一台边缘服务器、至少一台中继服务器以及至少一台视频源服务器，

所述边缘服务器间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量；

所述边缘服务器根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段；

所述中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据；

所述边缘服务器接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段，并将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

由以上技术方案可见，本申请所述中继服务器使用多链接连接所述视频源服务器，可以快速从视频源服务器向中继服务器发送分片文件，加速直播视频流数据从视频源服务器到中继服务器的传输过程。本申请将直播视频流分片文件进行分段，使边缘服务器同时从至少两个中继服务器上下载直播视频流分片文件的数据段，减少下载的延时，可消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术视频直播系统的结构图；

图2是本申请直播视频传输系统的结构图；

图3是本申请直播视频传输方法所应用的边缘服务器一示例性硬件结构图；

图4是本申请直播视频传输方法一实施例的流程图；

图5是本申请直播视频传输方法中步骤S3一实施例的流程图；

图6是本申请直播视频传输方法中步骤S3另一实施例的流程图；

图7是本申请直播视频传输方法所应用的边缘服务器一示例性硬件结构图；

图8是本申请直播视频传输方法另一实施例的流程图；

图9是本申请直播视频传输装置一实施例的结构图；

图10是本申请直播视频传输装置中数据下载模块一实施例的结构图；

图11是本申请直播视频传输装置中数据下载模块另一实施例的结构图；

图12是本申请直播视频传输装置另一实施例的结构图；

图13是本申请直播视频传输系统一示例性应用的流程图。

具体实施方式

本申请所述中继服务器使用多链接连接所述视频源服务器，可以快速从视频源服务器向中继服务器发送分片文件，加速直播视频流数据从视频源服务器到中继服务器的传输过程。本申请将直播视频流分片文件进行分段，使边缘服务器同时从至少两个中继服务器上下载直播视频流分片文件的数据段，减少下载的延时，可消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

当然，实施本申请的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

为了使本领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面结合本申请附图进一步说明本申请具体实现。

参见图2，本申请直播视频传输系统如图2所示。在一具体实施例中，所述视频直播系统包括边缘服务器1、中继服务器2、视频源服务器3、调度服务器4。

所述视频源服务器3，用于实时接收UDP(UserDatagramProtocol，用户数据包协议)组播信号流，转码程序将信号流转码为MpegTS封装直播视频流数据。并且，对所述直播视频流数据进行分片，具体地，在每十秒后的第一个关键帧之前切分，按顺序生成分片文件N.ts，N为自然数，例如，1.ts，2.ts，等。同时，生成索引文件desc.xml，索引文件第一行包含一个分片文件的序号，时间，文件名信息以及文件的数据量，如：

#desc.xml

1,2011-12-1510:00:00,1.ts，3,000,000

2,2011-12-1510:00:10,2.ts，3,145,926

3,2011-12-1510:00:20,3.ts，3,045,728

上述转码、分片方法仅为示例，本申请视频源服务器3亦可以采用其它转码、分片方法处理直播视频流数据。

所述中继服务器2，用于间隔第二预设周期从所述视频源服务器3下载索引文件和分片文件存在本地。所述中继服务器2在高负载的情况下，可有效地分担了视频源服务器3和边缘服务器2的压力，提高了系统的稳定性和抗压性。所述第二预设周期为本领域技术人员根据需求取得。

本申请视频直播系统具有至少两台中继服务器2，所述视频源服务器3，将索引文件和每一分片文件分别发送给各中继服务器2。本申请同一直播视频流分片文件被视频源服务器3发送给多台中继服务器2，避免了由于某台中继服务器发生故障，影响视频传输。例如，视频源服务器3将分片文件1.ts分别发送给中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C，边缘服务器1可以通过中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C获得所述分片文件1.ts。如中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C中任意中继服务器发生故障，均不会影响视频传输。

所述边缘服务器1，用于提供MpegTS直播视频流数据给客户端。所述边缘服务器1间隔第三预设周期从所述中继服务器2下载索引文件和分片文件。所述边缘服务器1接收到客户端的HTTP请求后，将索引文件和分片文件发送给客户端。所述第三预设周期为本领域技术人员根据需求取得。

所述调度服务器4，用于间隔第四预设周期侦测各中继服务器2上的分片文件状态，如中继服务器2上的分片文件传输完毕，则通知调度服务器4，由调度服务器4分配其他分片文件到该中继服务器2。所述第四预设周期为本领域技术人员根据需求取得。

下面详细说明本申请边缘服务器1及中继服务器2的具体实现。

本申请提供一种视频直播方法，应用于边缘服务器1，所述边缘服务器1可以为单机服务器或者分布式服务器。

下面仅以单机服务器为例进行说明。

参见图3，所述边缘服务器1在硬件上包括控制模块11，存储模块12、输入模块13以及输出模块14。其中，所述控制模块11用于对各功能模块进行控制。所述存储模块12用于存储程序以及中间数据。所述输入模块13用于接收用户的输入指令。所述输出模块14用于输出音视频数据。

参见图4，本申请直播视频传输方法一实施例包括：

S1、间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量。

为了避免单台中继服务器故障，造成无法获得直播视频流分片文件的索引文件，本申请分别向至少两台中继服务器请求索引文件。所述第一预设周期为本领域技术人员根据需求取得，例如1.5秒。

具体地，所述索引文件为desc.xml文件，通过所述desc.xml可以获得各分片文件的数据量。

S2、根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段。

在本申请一具体实现中，所述传输状态包括：带宽、丢包率、运行状态，所述分片文件的数据量为该分片文件的字节数。

所述步骤S2为：选择运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器，根据所述分片文件的字节数及各边缘服务器与中继服务器的带宽，按照负载均衡原则，分别向各选择的中继服务器请求所述分片文件的数据段。

例如，所述边缘服务器1向三台中继服务器2(中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C)请求直播视频流分片文件1.ts的数据段。所述中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值。所述分片文件1.ts的数据量为3,000,000byte，中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C与所述边缘服务器之间的带宽分别为10M、20M、20M。按照负载均衡原则，所述边缘服务器1向中继服务器A请求600,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器B请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器C请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段。若中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C与所述边缘服务器之间的带宽发生变化，所述边缘服务器1向中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C请求的分片文件的各数据段的数据量亦进行调整。

由于所述边缘服务器向各中继服务器请求的分片文件的数据段的数据量是根据分片文件的数据量和运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的各边缘服务器与中继服务器之间的带宽确定的。因此，本申请可以根据边缘服务器与各中继服务器之间的带宽，调整所述边缘服务器向各运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器请求的数据段的数据量。本申请避免了由于边缘服务器与各中继服务器之间带宽波动影响直播视频流分片文件的传输。

S3、接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段。

在本申请一具体实现中，参看图5，所述步骤S3包括：

S31、根据所述中继服务器发送的所述索引文件，在边缘服务器内存中建立对应于各分片文件的本地文件。

具体地，根据所述分片文件的desc.xml文件，获得获得直播视频流分片文件的数据量，根据所述数据量在所述边缘服务器的内存中建立对应于各分片文件的本地文件。

比如，对应分片文件1.ts，建立本地文件1_local.ts。

S32、将每个所述分片文件的各分段数据分别映射到相应的所述本地文件的内存地址。

具体地，将每个所述分片文件的各数据段分别映射到所述本地文件的内存地址。即，将***byte——***byte映射到所述本地文件的同样的内存地址中，保证了所述数据段在内存中的存放顺序同其在分片文件N.ts中存放顺序相同。

例如，所述分片文件1.ts分成三段数据段，分别从中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C下载。所述边缘服务器同时从中继服务器A下载分片文件1.ts的第一段数据段0——1,000,000byte，从中继服务器B下载分片文件1.ts的第二段数据段1,000,001——2,000,000byte，从中继服务器C下载分片文件1.ts的第三段数据段2,000,001——3,000,000byte。所述三段数据段分别映射到1_local.ts的内存地址偏移量0——1,000,000、1,000,001——2,000,000、2,000,001——3,000,000。所述三段数据段在内存中本地文件1_local.ts的存放顺序同其在分片文件1.ts中存放顺序完全相同。

本申请将每个所述分片文件的各数据段映射到根据索引文件建立的对应的本地文件的内存地址，提高了将数据段写入内存的速度，且保证本地文件中各数据段的顺序同其在分片文件中的顺序相同。本申请无需将内存中的每个所述分片文件的各数据段读取出来，再对数据段进行排序，获得完整的直播视频流分片文件。本申请避免了内存的频繁读写，提高了内存输入输出接口的工作效率。

S4、将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

具体地，记录所述分片文件的全部数据段下载完成，记录下载信息，所述下载信息包括下载完成时间，本地文件地址等。

本申请生成视频直播的时移文件，并记录每分钟生成时移文件的数量，供直播向前回退。

本申请将直播视频流分片文件进行分段，使边缘服务器同时从至少两个中继服务器上下载直播视频流分片文件的数据段，减少下载的延时，可消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

在本申请另一具体实现中，所述方法包括上述步骤S1-S4。

参看图6，所述步骤S3包括：

S33、如任一数据段下载完成，所述边缘服务器获得其他数据段的下载情况。

S34、根据速率匹配算法，对未完成下载的数据分段进行进一步切割得到待下载数据子分段，从完成下载的中继服务器下载所述待下载数据子分段。

例如，所述边缘服务器1向中继服务器A请求600,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器B请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器C请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段。分片文件1.ts的第一段数据段从中继服务器A下载，为600,000byte；分片文件1.ts的第二段数据段从中继服务器B下载，为1,200,000byte；分片文件1.ts的第三段数据段从中继服务器C下载，为1,200,000byte。下载过程中，中继服务器C与所述边缘服务器之间的带宽发生变化，由20M变为10M，中继服务器B与所述边缘服务器之间的带宽发生变化，由20M变为30M。所述边缘服务器从所述中继服务器B最先下载完分片文件1.ts的第二段数据段，获得中继服务器A和中继服务器C的下载情况。此时中继服务器A也即将完成下载，而中继服务器C由于带宽变小，下载速度最慢。根据速率匹配算法，对中继服务器A和中继服务器C尚未下载完成的数据段进行计算。由于中继服务器A即将完成下载任务，则对中继服务器C尚未完成的数据段进行进一步切割，得到待下载数据子分段，并从中继服务器B进行下载数据子分段。由于中继服务器B亦保存了分片文件1.ts，则从中继服务器B继续下载第三段数据段中切割出来的数据子分段。所述中继服务器A完成下载任务后继续判断中继服务器B和中继服务器C的下载情况，从中继服务器B和中继服务器C中尚未完成的数据段进行切割，共同完成全部数据段的下载。

再例如，中继服务器B发生故障，则边缘服务器根据中继服务器B尚未完成的数据段进行切割得到待下载数据子分段，将数据子分段从中继服务器A和中继服务器C进行下载。

本申请根据各中继服务器的数据段下载情况，调节各中继服务器共同完成对分片文件的各数据段的下载，可以充分利用各中继服务器与边缘服务器之间的带宽。同时，避免由于中继服务器发生故障，影响视频传输，消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

本申请还提供一种直播视频传输方法，应用于中继服务器，所述中继服务器2可以为单机服务器或者分布式服务器。

下面仅以单机服务器为例进行说明。

参见图7，所述中继服务器2在硬件上包括控制模块21，存储模块22、输入模块23以及输出模块24。其中，所述控制模块21用于对各功能模块进行控制。所述存储模块22用于存储程序以及中间数据。所述输入模块23用于接收用户的输入指令。所述输出模块24用于输出音视频数据。

参看图8，所述方法包括：

P1、中继服务器接收从至少一个边缘服务器发送的下载所述直播视频流的分片文件的数据段的请求。

P2、中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据。

所述中继服务器根据边缘服务器发送的数据段请求，向所述边缘服务器发送分片文件的数据段。例如，所述边缘服务器要求发送分片文件1.ts的第一段数据段600,000byte，所述中继服务器则将分片文件1.ts的第一段数据段600,000byte发送给所述边缘服务器。

参看图2，每台中继服务器2均采用多于一个链接连接视频源服务器3，获取获取直播视频流分片文件。

因此，本申请可以充分利用中继服务器2与视频源服务器3间的带宽，加速直播流数据从视频源服务器3到中继服务器2的传输过程。

对应于上述方法，本申请还提供一种视频直播装置，应用于边缘服务器1，所述边缘服务器1可以为单机服务器或者分布式服务器。

下面仅以单机服务器为例进行说明。

参见图3，所述边缘服务器1在硬件上包括控制模块11，存储模块12、输入模块13以及输出模块14。其中，所述控制模块11用于对各功能模块进行控制。所述存储模块12用于存储程序以及中间数据。所述输入模块13用于接收用户的输入指令。所述输出模块14用于输出音视频数据。

参见图9，本申请直播视频传输装置一实施例包括：

文件请求模块91，用于间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量。

数据请求模块92，用于根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段。

数据下载模块93，用于接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段。

文件组装模块94，用于将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

为了避免单台中继服务器故障，造成无法获得直播视频流分片文件的索引文件，本申请分别向至少两台中继服务器请求索引文件。所述第一预设周期为本领域技术人员根据需求取得，例如1.5秒。

具体地，所述索引文件为desc.xml文件，通过所述desc.xml可以获得各分片文件的数据量。

在本申请一具体实现中，所述传输状态包括：带宽、丢包率、运行状态，所述分片文件的数据量为该分片文件的字节数。

所述数据请求模块92具体用于，选择运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器，根据所述分片文件的字节数及各边缘服务器与中继服务器的带宽，按照负载均衡原则，分别向各选择的中继服务器请求所述分片文件的数据段。

例如，所述边缘服务器1向三台中继服务器2(中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C)请求直播视频流分片文件1.ts的数据段。所述中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值。所述分片文件1.ts的数据量为3,000,000byte，中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C与所述边缘服务器之间的带宽分别为10M、20M、20M。按照负载均衡原则，所述边缘服务器1向中继服务器A请求600,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器B请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器C请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段。若中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C与所述边缘服务器之间的带宽发生变化，所述边缘服务器1向中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C请求的分片文件的各数据段的数据量亦进行调整。

由于所述边缘服务器向各中继服务器请求的分片文件的数据段的数据量是根据分片文件的数据量和运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的各边缘服务器与中继服务器之间的带宽确定的。因此，本申请可以根据边缘服务器与各中继服务器之间的带宽，调整所述边缘服务器向各运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器请求的数据段的数据量。本申请避免了由于边缘服务器与各中继服务器之间带宽波动影响直播视频流分片文件的传输。

在本申请一具体实现中，参看图10，所述数据下载模块93包括：

本地文件建立单元931，用于根据所述中继服务器发送的所述索引文件，在边缘服务器内存中建立对应于各分片文件的本地文件。

具体地，根据所述分片文件的desc.xml文件，获得获得直播视频流分片文件的数据量，根据所述数据量在所述边缘服务器的内存中建立对应于各分片文件的本地文件。

比如，对应分片文件1.ts，建立本地文件1_local.ts。

本地文件映射单元932，用于将每个所述分片文件的各分段数据分别映射到相应的所述本地文件的内存地址。

具体地，将每个所述分片文件的各数据段分别映射到所述本地文件的内存地址。即，将***byte——***byte映射到所述本地文件的同样的内存地址中，保证了所述数据段在内存中的存放顺序同其在分片文件N.ts中存放顺序相同。

例如，所述分片文件1.ts分成三段数据段，分别从中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C下载。所述边缘服务器同时从中继服务器A下载分片文件1.ts的第一段数据段0——1,000,000byte，从中继服务器B下载分片文件1.ts的第二段数据段1,000,001——2,000,000byte，从中继服务器C下载分片文件1.ts的第三段数据段2,000,001——3,000,000byte。所述三段数据段分别映射到1_local.ts的内存地址偏移量0——1,000,000、1,000,001——2,000,000、2,000,001——3,000,000。所述三段数据段在内存中本地文件1_local.ts的存放顺序同其在分片文件1.ts中存放顺序完全相同。

本申请将每个所述分片文件的各数据段映射到根据索引文件建立的对应的本地文件的内存地址，提高了将数据段写入内存的速度，且保证本地文件中各数据段的顺序同其在分片文件中的顺序相同。本申请无需将内存中的每个所述分片文件的各数据段读取出来，再对数据段进行排序，获得完整的直播视频流分片文件。本申请避免了内存的频繁读写，提高了内存输入输出接口的工作效率。

具体地，记录所述分片文件的全部数据段下载完成，记录下载信息，所述下载信息包括下载完成时间，本地文件地址等。

本申请生成视频直播的时移文件，并记录每分钟生成时移文件的数量，供直播向前回退。

本申请将直播视频流分片文件进行分段，使边缘服务器同时从至少两个中继服务器上下载直播视频流分片文件的数据段，减少下载的延时，可消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

在本申请另一具体实现中，所述装置包括上述文件请求模块91、数据请求模块92、数据下载模块93、文件组装模块94。

参看图11，所述数据下载模块93包括：

下载侦测单元933，用于如任一数据段下载完成，所述边缘服务器获得其他数据段的下载情况。

下载分割单元934，用于根据速率匹配算法，对未完成下载的数据分段进行进一步切割得到待下载数据子分段，从完成下载的中继服务器下载所述待下载数据子分段。

例如，所述边缘服务器1向中继服务器A请求600,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器B请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段，向中继服务器C请求1,200,000byte分片文件1.ts的数据段。分片文件1.ts的第一段数据段从中继服务器A下载，为600,000byte；分片文件1.ts的第二段数据段从中继服务器B下载，为1,200,000byte；分片文件1.ts的第三段数据段从中继服务器C下载，为1,200,000byte。下载过程中，中继服务器C与所述边缘服务器之间的带宽发生变化，由20M变为10M，中继服务器B与所述边缘服务器之间的带宽发生变化，由20M变为30M。所述边缘服务器从所述中继服务器B最先下载完分片文件1.ts的第二段数据段，获得中继服务器A和中继服务器C的下载情况。此时中继服务器A也即将完成下载，而中继服务器C由于带宽变小，下载速度最慢。根据速率匹配算法，对中继服务器A和中继服务器C尚未下载完成的数据段进行计算。由于中继服务器A即将完成下载任务，则对中继服务器C尚未完成的数据段进行进一步切割，得到待下载数据子分段，并从中继服务器B进行下载数据子分段。由于中继服务器B亦保存了分片文件1.ts，则从中继服务器B继续下载第三段数据段中切割出来的数据子分段。所述中继服务器A完成下载任务后继续判断中继服务器B和中继服务器C的下载情况，从中继服务器B和中继服务器C中尚未完成的数据段进行切割，共同完成全部数据段的下载。

再例如，中继服务器B发生故障，则边缘服务器根据中继服务器B尚未完成的数据段进行切割得到待下载数据子分段，将数据子分段从中继服务器A和中继服务器C进行下载。

本申请根据各中继服务器的数据段下载情况，调节各中继服务器共同完成对分片文件的各数据段的下载，可以充分利用各中继服务器与边缘服务器之间的带宽。同时，避免由于中继服务器发生故障，影响视频传输，消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

本申请还提供一种直播视频传输装置，应用于中继服务器，所述中继服务器2可以为单机服务器或者分布式服务器。下面仅以单机服务器为例进行说明。

参见图7，所述中继服务器2在硬件上包括控制模块21，存储模块22、输入模块23以及输出模块24。其中，所述控制模块21用于对各功能模块进行控制。所述存储模块22用于存储程序以及中间数据。所述输入模块23用于接收用户的输入指令。所述输出模块24用于输出音视频数据。

参看图12，所述装置包括：

请求接收模块121，用于中继服务器接收从至少一个边缘服务器发送的下载所述直播视频流的分片文件的数据段的请求。

数据发送模块122，用于中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据。

所述中继服务器根据边缘服务器发送的数据段请求，向所述边缘服务器发送分片文件的数据段。例如，所述边缘服务器要求发送分片文件1.ts的第一段数据段600,000byte，所述中继服务器则将分片文件1.ts的第一段数据段600,000byte发送给所述边缘服务器。

参看图2，每台中继服务器2均采用多于一个链接连接视频源服务器3，获取获取直播视频流分片文件。

因此，本申请可以充分利用中继服务器2与视频源服务器3间的带宽，加速直播流数据从视频源服务器3到中继服务器2的传输过程。

参看图2，本申请还提供一种直播视频传输传输系统，包括至少一台边缘服务器1、至少一台中继服务器2以及至少一台视频源服务器3。

所述边缘服务器1间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器2请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量。

所述边缘服务器1根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器1与中继服务器2的传输状态，分别向各中继服务器2请求所述分片文件的数据段。

所述中继服务器2根据所述请求从所述视频源服务器3下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器1，其中，中继服务器2通过创建多个链接从视频源服务器3下载数据。

所述边缘服务器1接收从各中继服务器2并行下载的所述分片文件的各不同数据段，并将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

下面通过一具体应用场景来进一步说明本申请实现。

参看图13，直播视频传输系统的实现过程如下：

T1、直播视频传输系统解析命令行输入参数，对视频源服务器的直播流存放位置、直播频道信息等进行配置。

T2、启动视频直播系统中的调度服务器，所述调度服务器每5分钟侦测各中继服务器上的分片文件状态，如中继服务器上的分片文件传输完毕，则通知调度服务器，由调度服务器分配其他分片文件到该中继服务器。

T3、边缘服务器每间隔1.5秒分别向运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C请求直播视频流的desc.xml文件，并根据desc.xml文件确定各分片文件的数据量，其中分片文件1.ts的数据量为3,000,000byte。

T4、根据分片文件1.ts的数据量及边缘服务器与三台中继服务器的带宽，按照负载均衡原则，分别向各中继服务器请求分片文件1.ts的各数据段。

中继服务器A、中继服务器B、中继服务器C与所述边缘服务器之间的带宽分别为10M、20M、20M。按照负载均衡原则，所述边缘服务器1向中继服务器A请求600,000byte的数据段，向中继服务器B请求1,200,000byte的数据段，向中继服务器C请求1,200,000byte的数据段。

由于所述边缘服务器向各运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器请求的分片文件的数据段的数据量是根据分片文件的数据量和所述边缘服务器与各中继服务器之间带宽确定的。因此，本申请可以根据边缘服务器与各中继服务器之间的带宽，调整所述边缘服务器向各中继服务器请求的数据段的数据量。本申请避免了由于边缘服务器与各中继服务器之间带宽波动影响直播视频流分片文件的传输。

T5、从各中继服务器同时下载的所述分片文件1.ts的各数据段。

如任一数据段下载完成，根据速率匹配算法，对未完成下载的数据段进行任务切割得到待下载数据子分段，从完成下载的中继服务器下载所述待下载数据子分段。

本申请根据各中继服务器的数据段下载情况，调节各中继服务器共同完成对分片文件的各数据段的下载，可以充分利用各中继服务器与边缘服务器之间的带宽。同时，避免由于中继服务器发生故障，影响视频传输，消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

T6、将分片文件1.ts的各数据段映射到根据索引文件建立的对应的本地文件的内存地址。

本申请将每一分片文件各数据段映射到根据索引文件建立的对应的本地文件的内存地址，提高了将数据段写入内存的速度，且保证本地文件中各数据段的顺序同其在分片文件中的顺序相同。本申请无需将内存中的数据段读取出来，再对数据段进行排序，获得完整的直播视频流分片文件。本申请避免了内存的频繁读写，提高了内存输入输出接口的工作效率。

T7、将全部下载完成的所述分片文件的数据段组装成完整的分片文件，生成视频直播的时移文件。

T8、本申请生成视频直播的时移文件，并记录每分钟生成时移文件的数量，供直播向前回退。

T9、重复步骤T3——T8，完成下一分片文件的下载。

本申请将直播视频流分片文件进行分段，使边缘服务器同时从至少两个中继服务器上下载直播视频流分片文件的数据段，减少下载的延时，可消除中继服务器的故障对于用户服务的影响。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种直播视频传输方法，应用于边缘服务器，其特征在于，所述方法包括：

间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量；

根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段；

接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段；

将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的不同数据段包括：

根据所述中继服务器发送的所述索引文件，在边缘服务器内存中建立对应于各分片文件的本地文件；

将每个所述分片文件的各数据段分别映射到相应的所述本地文件的内存地址。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的不同数据段还包括：

如任一数据段下载完成，所述边缘服务器获得其他数据段的下载情况；

根据速率匹配算法，对未完成下载的数据分段进行进一步切割得到待下载数据子分段，从完成下载的中继服务器下载所述待下载数据子分段。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输状态包括：带宽、丢包率、运行状态，所述分片文件的数据量为该分片文件的字节数；

所述根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的不同数据段为：选择运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器，根据所述分片文件的字节数及各边缘服务器与中继服务器的带宽，按照负载均衡原则，分别向各选择的中继服务器请求所述分片文件的数据段。

5.一种直播视频传输方法，应用于中继服务器，其特征在于，所述方法包括：

中继服务器接收从至少一个边缘服务器发送的下载所述直播视频流的分片文件的数据段的请求；

中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据。

6.一种直播视频传输装置，应用于边缘服务器，其特征在于，所述装置包括：

文件请求模块，用于间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量；

数据请求模块，用于根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段；

数据下载模块，用于接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段；

文件组装模块，用于将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据下载模块包括：

本地文件建立单元，用于根据所述中继服务器发送的所述索引文件，在边缘服务器内存中建立对应于各分片文件的本地文件；

本地文件映射单元，用于将每个所述分片文件的各数据段分别映射到相应的所述本地文件的内存地址。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述数据下载模块包括：

下载侦测单元，用于如任一数据段下载完成，所述边缘服务器获得其他数据段的下载情况；

下载分割单元，用于根据速率匹配算法，对未完成下载的数据分段进行进一步切割得到待下载数据子分段，从完成下载的中继服务器下载所述待下载数据子分段。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输状态包括：带宽、丢包率、运行状态，所述分片文件的数据量为该分片文件的字节数；

所述数据请求模块具体用于选择运行状态良好、中继服务器丢包率低于设定阈值的中继服务器，根据所述分片文件的字节数及各边缘服务器与中继服务器的带宽，按照负载均衡原则，分别向各选择的中继服务器请求所述分片文件的数据段。

10.一种直播视频传输装置，应用于中继服务器，其特征在于，所述装置包括：

请求接收模块，用于中继服务器接收从至少一个边缘服务器发送的下载所述直播视频流的分片文件的数据段的请求；

数据发送模块，用于中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据。

11.一种直播视频传输系统，包括至少一台边缘服务器、至少一台中继服务器以及至少一台视频源服务器，其特征在于，

所述边缘服务器间隔第一预设周期分别向至少两台中继服务器请求直播视频流的索引文件，并根据所述索引文件确定各分片文件的数据量；

所述边缘服务器根据所述分片文件的数据量及各边缘服务器与中继服务器的传输状态，分别向各中继服务器请求所述分片文件的数据段；

所述中继服务器根据所述请求从所述视频源服务器下载直播视频流的索引文件和分片文件的数据段，并发送所述索引文件和数据段给发起请求的所述边缘服务器，其中，中继服务器通过创建多个链接从视频源服务器下载数据；

所述边缘服务器接收从各中继服务器并行下载的所述分片文件的各不同数据段，并将所述各不同数据段组装成直播视频流的完整的分片文件。