CN109257620B - 基于多路径传输的网络直播方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多路径传输的网络直播方法及其系统，涉及网络技术领域。所述网络直播方法包括以下步骤：编码服务器采集待直播的视频信号，并将所述视频信号进行编码以形成数据流信号；所述编码服务器将所述数据流信号发送至视频流服务器进行保存；扩展所述视频流服务器，以使所述编码服务器与所述视频流服务器之间的通信连接兼容IPv6协议和MPTCP协议；当用户需要观看直播时，通过客户端访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器进行链接通信，播放所述视频流服务器上保存的所述数据流信号。本发明通过编码服务器、视频流服务器及客户端之间的链接进行多条网络路径并行数据传输；以低成本方式解决了传统单路径传输负载均衡、鲁棒性的问题。

Description

基于多路径传输的网络直播方法及其系统
技术领域
本发明涉及网络技术领域，特别是涉及一种基于多路径传输的网络直播方法及其系统。
背景技术
传统的直播平台一般是基于IPv4及TCP协议进行传输。其中，IPv4协议的地址空间匮乏，而TCP协议只能支持单路径传输，一旦拥塞链路故障，用户体验降低或失去服务。为了解决负载均衡，无缝切换，鲁棒性等问题，传统的直播系统通常以增加资金投入分布式的部署多个硬件设备节点来同时传输视频资源，而且还需要使用在路由上实现汇聚算法以达到链路聚合的目的，不但大大的增加了成本，且该类方法一般都需要网络层设备的支持。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于多路径传输的网络直播方法及其系统，旨在解决传统单路径传输负载均衡、鲁棒性的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于多路径传输的网络直播方法，包括以下步骤：
编码服务器采集待直播的视频信号，并将所述视频信号进行编码以形成数据流信号；
所述编码服务器将所述数据流信号发送至视频流服务器进行保存；
扩展所述视频流服务器，以使所述编码服务器与所述视频流服务器之间的通信连接兼容IPv6协议和MPTCP(MultiPath TCP，多路传输控制协议)协议；所述编码服务器与所述视频流服务器之间通过MPTCP协议进行通信连接，该通信连接基于IPv6协议或IPv4协议；
当用户需要观看直播时，通过客户端访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器进行链接通信，播放所述视频流服务器上保存的所述数据流信号。
优选地，待直播的所述视频信号包括视频源文件、媒体源文件；所述编码服务器通过编码程序将所述视频源文件和所述媒体源文件进行编码，以形成所述视频流服务器所能识别的数据流信号。
优选地，所述编码服务器将所述数据流信号发送至所述视频流服务器还包括：
所述编码服务器和所述视频流服务器之间通过MPTCP数据主连接进行网络通信。
优选地，所述编码服务器将所述数据流信号发送至所述视频流服务器还包括：
在所述MPTCP数据主连接之外设置多条MPTCP数据子连接，使用轮询包调度算法将所述数据流信号分组通过多条所述MPTCP数据子连接进行并行发送。
优选地，所述扩展所述视频流服务器还包括：
通过地址重载和编程端口(Socket)重载以扩展所述视频流服务器。
优选地，客户端访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器通过RTMP(RealTime Messaging Protocol，实时消息传输协议)协议进行链接通信。
本发明还提供一种基于多路径传输的网络直播系统，所述直播系统包括编码服务器、视频流服务器以及多个客户端，所述编码服务器采集待直播的视频信号、并进行编码以形成数据流信号，所述编码服务器将所述数据流信号发送至所述视频流服务器进行保存；多个所述客户端分别访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器通过RTMP协议进行链接通信，以播放所述视频流服务器上保存的所述数据流信号。
优选地，待直播的所述视频信号包括视频源文件、媒体源文件。
优选地，所述编码服务器包括：MPTCP通信主模块，所述编码服务器和所述视频流服务器之间通过MPTCP通信主模块进行网络通信；
MPTCP通信子模块，所述编码服务器和所述视频流服务器之间还设置有多个MPTCP通信子模块，使用轮询包调度算法将所述数据流信号分组通过多个所述MPTCP通信子模块进行发送。
优选地，所述MPTCP通信主模块和所述MPTCP通信子模块基于IPv6协议或IPv4协议。
本发明通过编码服务器、视频流服务器及客户端之间的链接进行多条网络路径并行数据传输，达到了充分利用多条传输链路带宽实现端到端的直播数据流的平滑切换及高鲁棒性的目的，在传输层以低成本方式解决了传统单路径传输负载均衡、鲁棒性、无缝切换、快速复原的问题。
附图说明
图1为基于多路径传输的网络直播方法的流程示意图；
图2为基于多路径传输的网络直播系统的原理示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明进一步说明。
本发明提供一种基于多路径传输的网络直播方法及其系统，为了实现从视频编码到视频流媒体再到用户端的多路径视频流传输。
一种基于多路径传输的网络直播方法，如图1所示，包括以下步骤：
编码服务器采集待直播的视频信号，并将所述视频信号进行编码以形成数据流信号；
所述编码服务器将所述数据流信号发送至视频流服务器进行保存；
扩展所述视频流服务器，以使所述编码服务器与所述视频流服务器之间的通信连接兼容IPv6协议和MPTCP协议；所述编码服务器与所述视频流服务器之间通过MPTCP协议进行通信连接，该通信连接基于IPv6协议或IPv4协议；
当用户需要观看直播时，通过客户端访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器进行链接通信，播放所述视频流服务器上保存的所述数据流信号。
从编码服务器推送数据流到视频流服务器端，再从客户端接收直播数据流，都采用MPTCP多路径传输层协议进行连接，默认基于IPv6协议栈，同时也可以兼容IPv4协议。
本发明通过编码服务器、视频流服务器及客户端之间的链接进行多条网络路径并行数据传输，达到了充分利用多条传输链路带宽实现端到端的直播数据流的平滑切换及高鲁棒性的目的，在传输层以低成本方式解决了传统单路径传输负载均衡、鲁棒性、无缝切换、快速复原的问题。
优选地，待直播的所述视频信号包括视频源文件、媒体源文件；所述编码服务器通过编码程序将所述视频源文件和所述媒体源文件进行编码，以形成所述视频流服务器所能识别的数据流信号。编码服务器是将视频源文件或媒体源文件以FFMPEG(Fast ForwardMpeg，多媒体视频处理工具)的形式编码形成视频数据流。
在本发明实施例中，所述编码服务器将所述数据流信号发送至所述视频流服务器还包括：所述编码服务器和所述视频流服务器之间通过MPTCP数据主连接进行网络通信。编码服务器通过MPTCP协议栈将应用层的所述数据流信号进行封装，并通过MPTCP协议包将所述数据流信号进行多路径传输至所述视频流服务器。
具体地，在所述MPTCP数据主连接之外设置多条MPTCP数据子连接，使用轮询包调度算法将所述数据流信号分组通过多条所述MPTCP数据子连接进行并行发送。
具体的实现方式是：
在编码服务器和视频流服务器之间创建一条MPTCP协议数据主连接，并在该MPTCP协议数据主连接之外的网络连接增加新的MPTCP数据子连接，使用轮询包调度算法将数据分组通过多条MPTCP数据子连接进行发送，达到并发传输的效果；
在传输过程中，如果由于单条数据连接出现故障而产生断流，其他的数据连接会自动负担断开的数据连接的数据量，达到整体传输平滑过渡、无断流的效果。
本发明的技术方案基于IPv6、MPTCP协议的直播平台，不需要额外的投资，以低成本方式利用现有的网络资源就达到了负载均衡、提高网络的鲁棒性、实现无缝切换、快速复原的目的，且可以将多个网络端口互连，进行数据及信息的交流。
优选地，所述扩展所述视频流服务器还包括：通过地址重载和编程端口重载以扩展所述视频流服务器。
视频流服务器良好的兼容了IPv6及MPTCP多路径传输协议。通过重载方法将视频流服务器从仅支持TCP/IPv4的分布式工作模式扩展为支持MPTCP/IPv6的工作方式。具体地，地址重载包括：地址结构从IPv4到IPv6的重载，使得视频流服务器既可支持32位地址，也可支持128位地址；编程端口重载包括：Socket从IPv4到IPv6的重载，解决了视频流服务器基于IPv6的分布式各主机间相关进程之间数据的交换。
优选地，客户端访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器通过RTMP协议进行链接通信。当有客户端播放器需要观看直播时，客户端访问视频流服务器端的URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)，视频流服务器使用应用层RTMP协议进行视频数据流的播放，客户端与视频流服务器端同样采用MPTCP协议进行传输，可以做到充分利用两端所有的路径接入连接，并将流量在多个MPTCP数据子连接上进行负载均衡，当某条MPTCP数据子连接出现断流时，其他未断流的数据连接会自动进行数据重传的操作，达到整体上避免断流且数据传输平滑的效果。
本发明实施例利用IPv6协议、MPTCP协议及RTMP协议的核心技术，通过多路径传输技术低成本地解决现有直播平台的“不流畅”、“断”的问题；同时，扩展了直播平台的软件系统及客户端的可视化界面；使SRS服务器能同时与IPv6及MPTCP多路径传输协议协同良好工作；基于IPv6、MPTCP协议的直播平台，不需要额外的投资，以低成本方式利用现有的网络资源就达到了负载均衡、提高网络的鲁棒性、实现无缝切换、快速复原的目的，以低成本的方式利用多接口资源增加了网络吞吐量，增加了经济效益。
本发明还提供一种基于多路径传输的网络直播系统，所述直播系统包括编码服务器、视频流服务器以及多个客户端，所述编码服务器采集待直播的视频信号、并进行编码以形成数据流信号，所述编码服务器将所述数据流信号发送至所述视频流服务器进行保存；多个所述客户端分别访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器通过RTMP协议进行链接通信，以播放所述视频流服务器上保存的所述数据流信号。
优选地，待直播的所述视频信号包括视频源文件、媒体源文件。
优选地，所述编码服务器包括：MPTCP通信主模块，所述编码服务器和所述视频流服务器之间通过MPTCP通信主模块进行网络通信；
MPTCP通信子模块，所述编码服务器和所述视频流服务器之间还设置有多个MPTCP通信子模块，使用轮询包调度算法将所述数据流信号分组通过多个所述MPTCP通信子模块进行发送。
优选地，所述MPTCP通信主模块和所述MPTCP通信子模块基于IPv6协议或IPv4协议。
应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于多路径传输的网络直播方法，其特征在于，包括以下步骤：
编码服务器采集待直播的视频信号，并将所述视频信号进行编码以形成数据流信号；
所述编码服务器将所述数据流信号发送至视频流服务器进行保存；
扩展所述视频流服务器，以使所述编码服务器与所述视频流服务器之间的通信连接兼容IPv6协议和MPTCP协议；所述编码服务器与所述视频流服务器之间通过MPTCP协议进行通信连接，该通信连接基于IPv6协议或IPv4协议，所述编码服务器和所述视频流服务器之间通过MPTCP数据主连接进行网络通信，在所述MPTCP数据主连接之外设置多条MPTCP数据子连接，使用轮询包调度算法将所述数据流信号分组通过多条所述MPTCP数据子连接进行并行发送；
当用户需要观看直播时，通过客户端访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器进行链接通信，播放所述视频流服务器上保存的所述数据流信号。
2.根据权利要求1所述的基于多路径传输的网络直播方法，其特征在于，待直播的所述视频信号包括视频源文件、媒体源文件；所述编码服务器通过编码程序将所述视频源文件和所述媒体源文件进行编码，以形成所述视频流服务器所能识别的数据流信号。
3.根据权利要求1所述的基于多路径传输的网络直播方法，其特征在于，所述扩展所述视频流服务器还包括：
通过地址重载和编程端口重载以扩展所述视频流服务器。
4.根据权利要求1所述的基于多路径传输的网络直播方法，其特征在于，
客户端访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器通过RTMP协议进行链接通信。
5.一种基于多路径传输的网络直播系统，其特征在于，所述直播系统包括编码服务器、视频流服务器以及多个客户端，所述编码服务器采集待直播的视频信号、并进行编码以形成数据流信号，所述编码服务器包括MPTCP通信主模块、MPTCP通信子模块，所述编码服务器和所述视频流服务器之间通过MPTCP通信主模块进行网络通信；所述编码服务器和所述视频流服务器之间还设置有多个MPTCP通信子模块，使用轮询包调度算法将所述数据流信号分组通过多个所述MPTCP通信子模块进行发送；所述MPTCP通信主模块和所述MPTCP通信子模块基于IPv6协议或IPv4协议；所述编码服务器将所述数据流信号发送至所述视频流服务器进行保存；多个所述客户端分别访问所述视频流服务器，并与所述视频流服务器通过RTMP协议进行链接通信，以播放所述视频流服务器上保存的所述数据流信号。
6.根据权利要求5所述的基于多路径传输的网络直播系统，其特征在于，待直播的所述视频信号包括视频源文件、媒体源文件。
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