CN109495326A - 网络带宽分配方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网络带宽分配,一种网络带宽分配方法包括:当接收端接收发送端发送的音视频数据时,接收端接收发送端发送的包括音视频数据的传输码率信息的RTCP报文,若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知,网络带宽分配服务器向发送端发送包括目标流量信息的带宽调整请求,发送端根据目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,以使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量。本发明公开的网络带宽分配,提供了一种可靠的网络带宽调整方法,提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明实施例涉及网络技术,尤其涉及一种网络带宽分配方法和系统。
背景技术
随着网络技术的发展,用户对网络的使用需求越来越高,例如音视频点播等业务已经成为使用频率最高的网络应用之一。但网络带宽资源仍然是有限的,对于音视频点播这类业务,需要占用大量的网络带宽,若所点播的音视频流量大于网络带宽可传输流量,那么可能对用户的使用产生影响。
因此,需要采用一定的网络带宽分配方法对网络带宽进行分配和管理,确保用户正常使用网络。为了实现网络带宽的分配,首先就需要对网络带宽进行检测,确定网络中的带宽使用情况。但目前对网络带宽进行检测的方法主要是通过发送网络带宽探测数据包的方式进行。由于转发链路间的带宽不同,导致书包的链路延时随着链路发生变化,可以通过发送网络带宽探测数据包,根据探测数据包在不同连路上的延时时间,对链路瓶颈带宽进行估计。
但在网络中发送探测数据包同样会占用一定的网络带宽,在网络带宽本身就较窄的情况下,若多个链路同时发送探测数据包对网络带宽进行检测,则可能导致网络堵塞。
发明内容
本发明提供一种网络带宽分配方法和系统,提供了一种可靠的网络带宽调整方法,提高了用户体验。
第一方面,本发明实施例提供一种网络带宽分配方法,包括:
当接收端接收发送端发送的音视频数据时,接收端接收发送端发送的RTCP报文,RTCP报文中包括音视频数据的传输码率信息;
若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知;
网络带宽分配服务器向发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量;
发送端根据目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,以使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量
在第一方面一种可能的实现方式中,若网络带宽分配服务器位于带宽独享网络中,则
网络带宽分配服务器向发送端发送带宽调整请求之前,方法还包括:
网络带宽分配服务器根据接收端从发送端接收到的实际流量和与接收端处于同一子网的其他接收端从发送端接收到的实际流量,确定发送端与接收端所处子网之间的总传输流量;
网络带宽分配服务器根据发送端与接收端所处子网之间的总传输流量,确定接收端所处子网的平均流量信息;
网络带宽分配服务器向发送端发送带宽调整请求,包括:
网络带宽分配服务器向发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括平均流量信息;
发送端根据目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,包括:
发送端根据平均流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率。
在第一方面一种可能的实现方式中,发送端和接收端处于不同子网。
在第一方面一种可能的实现方式中,带宽独享网络包括光纤网络或散射网络。
在第一方面一种可能的实现方式中,若网络带宽分配服务器位于带宽共享网络中,则
接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知之后,方法还包括:
网络带宽分配服务器根据接收端从发送端接收到的实际流量和与接收端处于同一子网的其他接收端从发送端接收到的实际流量,确定发送端与接收端所处子网之间的总传输流量;
网络带宽分配服务器根据发送端与接收端所处子网之间的总传输流量,和带宽共享网络中其他子网之间传输的实际流量,确定带宽共享网络中各子网之间的总传输流量;
若带宽共享网络中各子网之间的总传输流量未超过带宽共享网络的总带宽,网络带宽分配服务器为接收端所处子网分配网络带宽,带宽共享网络中各子网的可用带宽为各子网的实际传输流量与带宽共享网络的未使用带宽之和。
在第一方面一种可能的实现方式中,网络带宽分配服务器根据接收端所处子网从发送端接收到的实际流量,和带宽共享网络中其他子网之间传输的实际流量,确定带宽共享网络中各子网之间的总传输流量之后,方法还包括:
若带宽共享网络中各子网之间的总传输流量超过带宽共享网络的总带宽,网络带宽分配服务器根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽,其中带宽共享网络中各子网之间的所有音视频传输线路所占用的网络带宽之和小于等于带宽共享网络的总网络带宽。
在第一方面一种可能的实现方式中,网络带宽分配服务器根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽,包括:
网络带宽分配服务器根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路平均分配网络带宽。
在第一方面一种可能的实现方式中,网络带宽分配服务器根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽之后,方法还包括:
网络带宽分配服务器向带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路的发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量;
接收到带宽调整请求的音视频传输线路发送端根据目标流量信息调整发送的音视频数据的传输码率,以使带宽共享网络中的每路音视频传输线路的传输流量小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量。
在第一方面一种可能的实现方式中,带宽共享网络包括卫通网络。
第二方面,本发明实施例还提供了一种网络带宽分配系统,包括:接收端、发送端和网络带宽分配服务器;
接收端,用于当接收发送端发送的音视频数据时,接收发送端发送的RTCP报文,RTCP报文中包括音视频数据的传输码率信息;若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知;
网络带宽分配服务器,用于向发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量;
发送端,用于根据目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,以使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量。
本发明实施例提供的网络带宽分配方法和系统,当接收端接收发送端发送的音视频数据时,接收端接收发送端发送的包括音视频数据的传输码率信息RTCP报文,若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知,网络带宽分配服务器向发送端发送包括目标流量信息的带宽调整请求,目标流量信息小于等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量,从而发送端根据目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,以使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量,避免使用额外的带宽探测报文对带宽进行检测,为提供音视频传输的网络提供了一种可靠的带宽调整方法,且可以根据接收端和发送端之间的网络带宽、和接收端的音视频点播需求即发送端向接收端发送音视频数据时的传输码率,对音视频数据的传输码率进行控制,保证在低带宽情况下,音视频仍然流畅播放,提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的网络带宽分配方法实施例一的流程图;
图2为本发明实施例提供的网络带宽分配方法实施例二的流程图;
图3为本发明实施例提供的网络带宽分配方法实施例三的流程图;
图4A至图4C为带宽共享网络的带宽示意图;
图5为本发明实施例提供的网络带宽分配系统实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的网络带宽分配方法实施例一的流程图,如图1所示,本实施例提供的网络带宽分配方法包括:
步骤S101,当接收端接收发送端发送的音视频数据时,接收端接收发送端发送的RTCP报文,RTCP报文中包括音视频数据的传输码率信息。
无论有线网络还是无线网络,网络之间的数据传输都是通过物理信道承载的,而各种物理信道的带宽是确定的,再根据香农定理,带宽确定的物理信道,其信息传输速率也是具有上限的。因此,网络中的数据传输速率实际上主要是根据物理信道而决定的。但随着网络大规模的应用,网络的带宽建设速度远远比不上用户的使用需求,导致网络带宽始终成为网络中的稀缺资源。特别是对于音频、图像、视频这类容量较大的数据,在网络中进行点播、直播等实时数据传输时,对网络带宽的需求更大,当网络中的这类数据传输业务较多时,网络带宽可能无法承载并发的多个数据传输业务,导致网络阻塞,影响用户使用。
因此,需要对网络中的可用带宽进行检测,以确定各数据传输信道分别能够承载的数据流量大小,避免由于传输的数据流量大于数据传输信道可承载的流量而影响用户使用。但目前的带宽检测方法是基于探测数据包的延时时间来对数据信道的可用带宽进行检测的,但这需要不断地发送带宽探测数据包,而在带宽本身就较窄或可用带宽不足的情况下,带宽探测数据包同样会占用一定的带宽,可能导致网络堵塞。
因此,本实施例提供一种网络带宽分配方法,对实时传输协议/实时传输控制协议(Real-time Transport Protocol/Real-time Transport Control Protocol,RTP/RTCP)进行扩展,从而实现对音视频数据时的传输带宽进行调整。其中RTP是一个网络传输协议,定义了用于传输音频和视频的标准数据包格式,为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务,可用于组播或单播网络服务下进行交互式视频音频或其他数据的传输。而RTP标准定义了两个子协议,RTP和RTCP,其中RTP用于实时传输数据,RTCP用于服务质量(Quality ofService,QoS)反馈和同步媒体流。也就是RTP报文是用于实时传输音视频数据的报文格式,RTCP报文是用于传输服务质量以及其他控制信息的报文格式。本实施例通过在RTCP报文中添加当前传输的音视频数据的码率信息,通过码率信息和接收端的流量信息,对接收端所能接收的带宽进行判断,并根据接收端的反馈,对发送端的传输码率进行调整,从而使得网络带宽的分配更加合理,提高用户的使用体验。RTCP报文中的传输码率信息为根据接收端的点播需求发送端向接收端发送音视频的码率,根据RTCP报文中的传输码率信息计算出的流量为接收端理论上要接收的流量。
首先,发送端在通过RTP报文向接收端发送音视频数据,同时,发送端还需要向接收端发送RTCP报文,在RTCP报文中包括RTP报文发送数据的质量反馈信息以及其他相关控制信息。在本实施例中,在RTCP报文中增加发送端向接收端发送的音视频数据的传输码率信息,传输码率信息用于表示发送端所发送的音视频数据单位时间所传送的数据位数,一般用千比特每秒(kbps)为单位,即每秒传输多少比特的数据。传输码率也可以表示音视频数据的取样率,单位时间内取样率越大,音视频数据的精度就越高,文件体积也越大,传输所需带宽也越大。其中,接收端和发送端可以是网络中的任意两个节点,发送端可以通过网络向接收端发送音视频数据,那么在发送端中,包括用于对音视频数据进行编码处理的编码器,在接收端中包括用于对音视频数据进行解码处理的解码器。
当接收端接收发送端发送的音视频数据时,同时还可以接收到发送端发送的RTCP报文,在RTCP报文中包括发送端向接收端发送的音视频数据的传输码率信息,接收端根据RTCP报文中的传输码率信息可以计算出发送端在单位时间向接收端所发送的音视频数据的流量。由于本实施例是在RTCP报文中添加了传输码率信息,而RTCP报文是在进行音视频数据传输是不可或缺的报文,因此本实施例提供的带宽调整方法并未增加多余的带宽探测报文,不会给网络带宽增加额外的流量压力。
步骤S102,若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知。
接收端通过RTP报文接收发送端发送的音视频数据,而通过RTCP报文接收发送端发送的传输码率信息,若接收端和发送端之间的网络带宽足够大,那么发送端通过RTP报文向接收端发送的音视频数据能够全部被接收端所接收到。其中接收端和发送端之间的网络带宽可以通过计算转换为每秒可以承载多少流量的数据,当然这个数据量根据传输协议、网络质量等因素的影响是不同的。但是RTP报文和RTCP报文是同时发送的,那么通过RTCP报文发送的传输码率信息所计算出的接收端和发送端之间所传输的音视频数据的流量,和通过接收端和发送端之间的网络带宽所计算出的接收端和发送端之间所能传输的最大音视频数据的流量,是基于同一网络传输协议和网络质量计算出的,可以进行对比。接收端从发送端接收到的实际流量为在发送端和接收端之间的网络带宽情况下接收端实际上接收到的流量。
那么若接收端和发送端之间的网络带宽足够大,接收端和发送端之间的网络带宽所能承载的最大音视频数据流量将大于等于接收端根据RTCP报文中的传输码率信息所计算出的发送端所发送的音视频数据的数据流量,也就是接收端从发送端接收到的实际流量将大于等于传输码率信息所对应的流量。而若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,那么意味着发送端向接收端发送的音视频数据并未被接收端全部接收到,对于使用接收端的用户,将感受到音视频数据产生卡顿、丢帧等情况,影响用户使用。那么为了提高用户的使用体验,在本实施例中,接收端需要向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知。为了使网络带宽分配服务器能够为接收端调整网络带宽,带宽不足通知中还可以包括接收端接收的实际流量、接收端接收的传输码率信息等信息。网络带宽分配服务器是部署于网络中,用于对网络中的各种参数进行控制和调整的服务器,在网络带宽分配服务器中,包括网络的拓扑图,即网络中各节点之间的连接关系、网络中各链路的带宽信息等。实际上,由于网络带宽分配服务器是部署于网络中用于对网络带宽进行分配和调整的服务器,为了使网络带宽分配服务器更好的了解网络中的带宽使用状况,无论接收端接收到的实际流量是否小于其接收到的传输码率对应的流量,接收端都可以上网络带宽分配服务器上报接收到的实际流量。网络带宽分配服务器所在网络中的所有节点,都可以作为接收端向网络带宽分配服务器周期性地上报实际流量信息。也可以在需要时,由网络带宽分配服务器主动向各节点发送查询实际流量信息的请求后再进行上报。
步骤S103,网络带宽分配服务器向发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量。
当网络带宽分配服务器接收到接收端发送的带宽不足通知后,网络带宽分配服务器获知该接收端的带宽不足,无法完整发送端发送的音视频数据,由于网络总带宽是有限的,很难通过为接收端增大网络带宽的方式使接收端完整接收到发送端发送的音视频数据。那么还可以通过调整发送端向接收端发送的音视频数据的流量,使得接收端能够完整接收到发送端发送的音视频数据。也就是使发送端调整发送给接收端的音视频数据的传输码率,使得发送端向接收端发送的音视频数据的流量降低,直至接收端所能使用的网络带宽足够承载发送端发送的音视频数据的全部流量,那么接收端即可完整接收到发送端发送的音视频数据,对于使用接收端的用户而言,可以使用户能够流畅地收听或观看到发送端发送的音视频数据,从而提高用户体验。
具体地,对于网络带宽分配服务器,根据网络带宽分配服务器中存储的网络拓扑图,可以确定接收端和发送端之间的网络拓扑关系。那么在网络带宽分配服务器接收到接收端发送的带宽不足通知后,需要向发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求中包括目标流量信息,目标流量信息小于等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量。也就是网络带宽分配服务器根据网络拓扑图确定接收端和发送端之间而对网络拓扑关系后,先确定接收端和发送端之间的网络带宽,再根据该网络带宽确定该网络带宽可承载的最大数据流量。根据该可承载最大数据流量确定目标数据流量信息,目标数据流量信息小于等于该可承载最大数据流量,然后将该目标数据流量添加至带宽调整请求中发送至发送端。目标数据流量最大可以等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量,但一般地,由于数据传输可能存在一定损耗,目标数据流量略小于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量。
步骤S104,发送端根据目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,以使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量。
当音视频数据发送端接收到带宽调整请求后,就可以根据带宽调整请求中的目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率。对音视频数据的传输码率进行调整的目标是使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量,也就是使发送端发送的音视频数据的传输码率对应的流量小于或等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量。对发送端发送的音视频数据的传输码率进行调整的具体方法可以采用现有技术的任一种音视频数据处理方法,在本实施例中不再赘述。需要说明的是,发送端对发送的音视频数据的传输码率进行的调整,是降低音视频数据的传输码率,这必然会导致传输的音视频数据的质量有所降低,但对于接收端而言,在降低了音视频数据的传输码率后,将可以完整地接收到全部音视频数据,可以使音视频数据能够流畅地播放,与未接收到全部音视频数据所产生的卡顿、丢帧等情况相比,牺牲了一部分音视频的质量而避免卡顿、丢帧等情况的产生,在低带宽的情况下,仍然能够保证音视频流畅播放,将提高用户的使用体验。
本实施例提供的网络带宽分配方法,当接收端接收发送端发送的音视频数据时,接收端接收发送端发送的包括音视频数据的传输码率信息RTCP报文,若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知,网络带宽分配服务器向发送端发送包括目标流量信息的带宽调整请求,目标流量信息小于等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量,从而发送端根据目标流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,以使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量,避免使用额外的带宽探测报文对带宽进行检测,为提供音视频传输的网络提供了一种可靠的带宽调整方法,且可以根据带宽和音视频点播需求,对音视频数据的传输码率进行控制,保证在低带宽情况下,音视频仍然流畅播放,提高了用户体验。
目前的网络中,由于需要使用网络的节点众多,很多的网络节点是通过局域网接入互联网,并实现网络连接的,例如家庭WiFi网络、公共区域的WiFi网络、公司内部的局域网络等。这些节点所接入的局域网在整个网络中可能称为一个子网,那么整个网络就是由多个子网所组成的,各个子网之间通过不同的网络拓扑进行连接。而为各个子网所提供网络连接服务的网络架构,可以分为两类,一种为带宽独享网络,另一种为带宽共享网络。其中在带宽独享网络中,各个子网之间连接的网络链路的带宽是独享的,不会被其他子网之间的连接所影响。而在带宽共享网络中,整个网络所提供的带宽是固定的,所有子网之间的连接共享一个固定的带宽,一个网络链路占用部分带宽后,其他子网之间的可用网络带宽将减少。对于这两种不同的网络架构,需要采用不同的带宽调整方法对其进行调整,下面以两个实施例分别对本发明实施例提供的网络带宽调整方法应用于不同的网络架构时的具体调整方法进行详细说明。
图2为本发明实施例提供的网络带宽分配方法实施例二的流程图,如图2所示,本实施例提供的网络带宽分配方法包括:
步骤S201,当接收端接收发送端发送的音视频数据时,接收端接收发送端发送的RTCP报文,RTCP报文中包括音视频数据的传输码率信息。
步骤S202,若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知。
步骤S201和步骤S202与步骤S101和步骤S102相同,但在本实施例中,网络带宽分配服务器位于带宽独享网络中,带宽独享网络包括光纤网络或散射网络等。接收端位于带宽独享网络中的一子网中。
进一步地,在带宽独享网络中,各子网内的网络连接一般是采用千兆网络连接,那么在同一子网内,各节点之间的数据传输不会由于网络链路的带宽不足而出现问题,只有在不同子网之间进行的音视频数据传输,才可能由于带宽不足而影响音视频的数据传输。因此,在本实施例中发送端和接收端处于不同的子网中,也就是说,接收端在进行流量统计时,仅统计与接收端处于不同子网的发送端发送的流量。
步骤S203,网络带宽分配服务器根据接收端从发送端接收到的实际流量和与接收端处于同一子网的其他接收端从发送端接收到的实际流量,确定发送端与接收端所处子网之间的总传输流量。
网络带宽服务器中存储有网络拓扑图,也就是可以获知带宽独享网络中各子网之间的网络拓扑信息等。网络带宽服务器根据网络拓扑信息,确定发送带宽不足通知的接收端所处的子网中,还有哪些其它接收端从另一子网的上述发送端接收音视频数据,从而计算与发送带宽不足通知的接收端处于同一子网的其他接收端从上述发送端接收到的实际流量,进而计算上述发送端与发送带宽不足通知的接收端所处子网之间的总传输流量。上述发送端是指发送带宽不足通知的接收端,从该发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量。
网络带宽分配服务器可以从网络中接收到各节点发送的实际流量信息,并以此判断是否对网络中的带宽分配进行调整,网络带宽分配服务器可以周期性地接收各节点发送的实际流量信息,也可以在需要时,主动向各节点查询实际流量信息。而由于在带宽独享网络中,各节点可能是接入子网,然后再通过子网接收网络中的各种数据,而各子网之间的带宽是固定的,那么在子网中的节点,需要与同一子网内的其他节点共享相同的带宽。因此当网络带宽分配服务器接收到某一子网中的接收端发送的带宽不足通知时,并不能直接为其进行带宽调整,而是需要根据从该接收端接收到的从发送端接收到的实际流量和与该接收端处于同一子网的其他接收端从同一发送端接收到的实际流量,对发送端与接收端所处子网之间的总传输流量进行计算。具体的计算方法即为将同一子网内与同一发送端之间的数据传输流量相加,即为发送端与接收端所处子网之间的总传输流量。与接收端处于同一子网的各接收端可以通过网络地址信息确定与同一发送端的数据流量。
步骤S204,网络带宽分配服务器根据发送端与接收端所处子网之间的总传输流量,确定接收端所处子网的平均流量信息,平均流量信息小于等于接收端所处子网与发送端之间的总网络带宽可承载流量。
由于接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知,意味着该接收端的音视频数据接收可能由于网络带宽不足而存在问题,为了使接收端所处子网中的各节点都能够正常接收到发送端发送的音视频数据,仅对子网中的一个接收端进行带宽调整,仅能解决一个接收端所存在的音视频数据接收问题。对于与该接收端处于同一子网的其他接收端,可能还是存在音视频数据的接收问题,因此为了解决该子网中各接收端从同一发送端接收音视频数据的问题,网络带宽分配服务器根据步骤S202中确定的发送端与接收端所处子网之间的总传输流量,还可以确定接收端所处子网的平均流量信息,也就是将接收端所处子网与发送端之间的总传输流量与各接收端的数量相除。得到的平均流量信息即为该子网内所有从同一发送端接收音视频数据的平均流量,根据该平均流量信息为该子网内的接收端分配带宽,可以使得同一子网内的各接收端享受相同的接收带宽,从而保证同一子网内的各接收端得到相同的音视频接收服务。
步骤S205,网络带宽分配服务器向发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括平均流量信息。
当网络带宽分配服务器接收到接收端确定了平均流量信息后,就可以通过调整发送端向接收端发送的音视频数据的流量,使得接收端能够完整接收到发送端发送的音视频数据。也就是使发送端调整发送给接收端的音视频数据的传输码率,使得发送端向接收端发送的音视频数据的流量降低,直至接收端所能使用的网络带宽足够承载发送端发送的音视频数据的全部流量,那么接收端即可完整接收到发送端发送的音视频数据,对于使用接收端的用户而言,可以使用户能够流畅地收听或观看到发送端发送的音视频数据,从而提高用户体验。
具体地,在带宽共享网络中,对于网络带宽分配服务器,根据网络带宽分配服务器中存储的网络拓扑信息,网络带宽分配服务器可以根据网络拓扑信息确定该发送端的路径,从而向该发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求中包括平均流量信息。平均流量信息是根据子网内的各接收端与同一发送端之间的总传输流量所计算的,必然小于等于接收端与发送端之间的网络带宽可承载流量。
步骤S206,发送端根据平均流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率,以使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量。
当音视频数据发送端接收到带宽调整请求后,就可以根据带宽调整请求中的平均流量信息调整发送至接收端的音视频数据的传输码率。对音视频数据的传输码率进行调整的目标是使接收端从发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量,也就是使发送端发送的音视频数据的传输码率对应的流量小于或等于接收端所处子网从发送端接收音视频数据的平均流量。对发送端发送的音视频数据的传输码率进行调整的具体方法可以采用现有技术的任一种音视频数据处理方法,在本实施例中不再赘述。需要说明的是,发送端对发送的音视频数据的传输码率进行的调整,是降低音视频数据的传输码率,这必然会导致传输的音视频数据的质量有所降低,但对于接收端而言,在降低了音视频数据的传输码率后,将可以完整地接收到全部音视频数据,可以使音视频数据能够流畅地播放,与未接收到全部音视频数据所产生的卡顿、丢帧等情况相比,牺牲了一部分音视频的质量而避免卡顿、丢帧等情况的产生,将提高用户的使用体验。
图3为本发明实施例提供的网络带宽分配方法实施例三的流程图,如图3所示,本实施例提供的网络带宽分配方法包括:
步骤S301,当接收端接收发送端发送的音视频数据时,接收端接收发送端发送的RTCP报文,RTCP报文中包括音视频数据的传输码率信息。
步骤S302,若接收端从发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知。
步骤S301和步骤S302与步骤S101和步骤S102相同,但在本实施例中,网络带宽分配服务器位于带宽共享网络中,带宽共享网络包括卫通网络或者其他整个网络中的带宽共享的网络。接收端位于带宽共享网络中的一子网中。
进一步地,在带宽共享网络中,各子网内的网络连接一般是采用千兆网络连接,那么在同一子网内,各节点之间的数据传输不会由于网络链路的带宽不足而出现问题,只有在不同子网之间进行的音视频数据传输,才可能由于带宽不足而影响音视频的数据传输。因此,在本实施例中发送端和接收端处于不同的子网中,也就是说,接收端在进行流量统计时,仅统计与接收端处于不同子网的发送端发送的流量。
步骤S303,网络带宽分配服务器根据接收端从发送端接收到的实际流量和与接收端处于同一子网的其他接收端从发送端接收到的实际流量,确定发送端与接收端所处子网之间的总传输流量。
网络带宽服务器中存储有网络拓扑图,也就是可以获知带宽共享网络中各子网之间的网络拓扑信息等。网络带宽服务器根据网络拓扑信息,可以确定发送带宽不足通知的接收端所处的子网中,还有哪些其它接收端从另一子网的上述发送端接收音视频数据,从而计算与发送带宽不足通知的接收端处于同一子网的其他接收端从上述发送端接收到的实际流量,进而计算上述发送端与发送带宽不足通知的接收端所处子网之间的总传输流量。上述发送端是指发送带宽不足通知的接收端,从该发送端接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量。
网络带宽分配服务器可以从网络中接收到各节点发送的实际流量信息,并以此判断是否对网络中的带宽分配进行调整,网络带宽分配服务器可以周期性地接收各节点发送的实际流量信息,也可以在需要时,主动向各节点查询实际流量信息。而由于在带宽共享网络中,各节点可能是接入子网,然后再通过子网接收网络中的各种数据,而各子网之间的带宽是固定的,那么在子网中的节点,需要与同一子网内的其他节点共享相同的带宽。因此当网络带宽分配服务器接收到某一子网中的接收端发送的带宽不足通知时,并不能直接为其进行带宽调整,而是需要根据该接收端从发送端接收到的实际流量和与该接收端处于同一子网的其他接收端从同一发送端接收到的实际流量,对发送端与接收端所处子网之间的总传输流量进行计算。具体的计算方法即为将同一子网内与同一发送端之间的数据传输流量相加,即为发送端与接收端所处子网之间的总传输流量。与接收端处于同一子网的各接收端可以通过网络地址信息确定与同一发送端的数据流量。
步骤S304,网络带宽分配服务器根据发送端与接收端所处子网之间的总传输流量,和带宽共享网络中其他子网之间传输的实际流量,确定带宽共享网络中各子网之间的总传输流量。
由于接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知,意味着该接收端的音视频数据接收可能由于网络带宽不足而存在问题,而对于带宽共享网络,由于网络中的各子网之间的数据传输链路共享同一个带宽,因此在对发送至发送带宽不足通知的接收端的音视频数据进行带宽调整时,带宽分配服务器还需要考虑带宽共享网络中的其他子网之间的数据传输对带宽的占用情况。那么网络带宽服务器需要根据发送端与接收端所处子网之间的总传输流量,以及带宽共享网络中其他子网之间的实际流量,确定带宽共享网络中各子网之间的总传输流量。也就是统计整个带宽共享网络中的总传输流量,才能对接收端的带宽进行调整,从而保证网络中各子网的音视频数据传输均正常。
例如,如图4A至图4C所示,图4A至图4C为带宽共享网络的带宽示意图,在图4A至图4C中,整个带宽共享网络中建立了节点A到节点B、节点C到节点D、节点E到节点F共三条音视频数据传输链路,整个带宽共享网络的总带宽为3Mbps。在图4A至图4C中,以各节点之间直接建立了数据传输链路为例进行说明,也就是只考虑各子网之间只有一个节点之间建立了数据传输链路,但在实际应用中,各节点一般通过子网接入网络,那么就需要考虑各子网之间的数据传输链路的总数据传输流量,也就是将各个子网之间建立的所有数据传输链路上传输的流量相加,但其后续处理与图4A至图4C中相同,只是当各节点是通过子网接入网络时,确定了各子网之间的带宽后,还需要根据一定机制计算子网中各节点所对应的带宽。其中在图4A中,三条传输链路中都没有数据传输,那么对于每条传输链路,其可用带宽均为3Mbps。在图4B中,节点A与节点B之间进行视频传输,且流量为1MBbps。那么对于节点A与节点B之间的传输链路,可用带宽为3Mbps,对于节点C与节点D之间的传输链路,可用带宽为2Mbps,对于节点E与节点F之间的传输链路,可用带宽为2Mbps。在图4C中,节点A与节点B之间进行视频传输,且流量为1MBbps,节点C与节点D之间进行视频传输,且流量也为1MBbps。那么对于节点A与节点B之间的传输链路,可用带宽为2Mbps,对于节点C与节点D之间的传输链路,可用带宽为2Mbps,对于节点E与节点F之间的传输链路,可用带宽为1Mbps。
步骤S305,若带宽共享网络中各子网之间的总传输流量未超过带宽共享网络的总带宽,网络带宽分配服务器为接收端所处子网分配网络带宽,带宽共享网络中各子网的可用带宽为各子网的实际传输流量与带宽共享网络的未使用带宽之和。
若在步骤S304中,确定带宽共享网络中各子网之间的总传输流量未超过带宽共享网络的总带宽,那么就可以为发送带宽不足通知的接收端所处子网分配网络带宽,使分配后的网络带宽可以承载发送端发送接收端的音视频数据的全部数据。而由于带宽共享网络中各网络共享带宽的特性,在完成带宽分配后,整个带宽共享网络中各子网之间的数据传输链路的可用带宽需要根据一定的规则计算。具体地,带宽共享网络中各子网的可用带宽为各子网的实际传输流量与带宽共享网络的未使用带宽之和。
例如在图4B中,若节点B向网络带宽分配服务器发送了带宽不足通知,那么网络带宽分配服务器在对网络中的总传输流量进行统计后,可以再为其分配最多2Mbps的网络带宽。在图4B中,若节点B向网络带宽分配服务器发送了带宽不足通知,那么网络带宽分配服务器在对网络中的总传输流量进行统计后,可以再为其分配最多1Mbps的网络带宽。
步骤S306,若带宽共享网络中各子网之间的总传输流量超过带宽共享网络的总带宽,网络带宽分配服务器根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽,其中带宽共享网络中各子网之间的所有音视频传输线路所占用的网络带宽之和小于等于带宽共享网络的总网络带宽。
可选地,若步骤S304中,确定带宽共享网络中各子网之间的总传输流量超过带宽共享网络的总带宽,那么带宽共享网络中就已经没有可用带宽分配给接收端所处子网,此时为了使带宽共享网络中的各子网中的各节点都能够正常接收音视频数据,需要对带宽共享网络中的各子网的网络带宽进行统一调整。具体地,调整是针对每条数据传输链路进行的,也就是若带宽共享网络中各子网之间的总传输流量超过带宽共享网络的总带宽,网络带宽分配服务器根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽。其中带宽共享网络中各子网之间的所有音视频传输线路所占用的网络带宽之和小于等于带宽共享网络的总网络带宽。也就是为带宽共享网络中的每个音视频传输线路分配网络带宽,这里的分配可以是根据各音视频传输线路的不同码率进行分配的,但为了使各子网内的接收端能够享受到相同的服务,还可以平均分配每个音视频传输线路的网络带宽,即每个音视频传输线路的网络带宽相同。但带宽共享网络中各子网之间的所有音视频传输线路所占用的网络带宽之和需要小于等于带宽共享网络的总网络带宽,这是由于带宽共享网络的特点决定的。一般地,其中带宽共享网络中各子网之间的所有音视频传输线路所占用的网络带宽之和需要略小于带宽共享网络的总网络带宽。
例如,整个带宽共享网络中建立了节点A到节点B、节点C到节点D、节点E到节点F共三条音视频数据传输链路,整个带宽共享网络的总带宽为3Mbps。节点A与节点B之间有两路视频数据传输,节点C与节点D之间有一路视频数据传输,节点E与节点F之间有一路视频数据传输,那么整个带宽共享网络中共有4条视频传输线路,每条视频传输线路的可用带宽最大可为750Kbps。那么对于节点A与节点B之间的传输链路,可用带宽为1.5Mbps,对于节点C与节点D之间的传输链路,可用带宽为750Kbps,对于节点E与节点F之间的传输链路,可用带宽为750Kbps。
步骤S307,网络带宽分配服务器向带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路的发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量。
步骤S308,接收到带宽调整请求的音视频传输线路发送端根据目标流量信息调整发送的音视频数据的传输码率,以使带宽共享网络中的每路音视频传输线路的传输流量小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量。
在根据步骤S306为每路音视频传输线路分配网络带宽之后,网络带宽分配服务器就可以向带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路的发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量。也就是使带宽共享网络中的各音视频传输线路的音视频数据发送端对所传输的音视频数据的流量进行调整,具体的调整是对各发送端所发送的音视频数据的传输码率进行调整,使带宽共享网络中的每路音视频传输线路的传输流量小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量。优选地,带宽共享网络中的每路音视频传输线路的传输流量等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量,从而充分利用网络带宽。
图5为本发明实施例提供的网络带宽分配系统实施例一的结构示意图,如图5所示,本实施例提供的网络带宽分配系统包括:接收端51、发送端52和网络带宽分配服务器53。
接收端51,用于当接收发送端52发送的音视频数据时,接收发送端52发送的RTCP报文,RTCP报文中包括音视频数据的传输码率信息;若接收端51从发送端52接收到的实际流量小于传输码率信息所对应的流量,则向网络带宽分配服务器53发送带宽不足通知。
网络带宽分配服务器53,用于向发送端52发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于接收端51与发送端52之间的网络带宽可承载流量。
发送端52,用于根据目标流量信息调整发送至接收端51的音视频数据的传输码率,以使接收端51从发送端52接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量。
本实施例提供的网络带宽分配系统用于实现图1所示实施例提供的网络带宽分配方法,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,若网络带宽分配服务器53位于带宽独享网络中,则网络带宽分配服务器53还用于根据接收端51从发送端52接收到的实际流量和与接收端51处于同一子网的其他接收端从发送端52接收到的实际流量,确定发送端52与接收端51所处子网之间的总传输流量;根据发送端52与接收端51所处子网之间的总传输流量,确定接收端51所处子网的平均流量信息;向发送端52发送带宽调整请求,带宽调整请求包括平均流量信息。发送端52具体用于根据平均流量信息调整发送至接收端51的音视频数据的传输码率。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,发送端51和接收端52处于不同子网。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,带宽独享网络包括光纤网络或散射网络。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,若网络带宽分配服务器53位于带宽共享网络中,则网络带宽分配服务器53,还用于根据接收端51从发送端52接收到的实际流量和与接收端51处于同一子网的其他接收端从发送端52接收到的实际流量,确定发送端52与接收端51所处子网之间的总传输流量;根据发送端52与接收端51所处子网之间的总传输流量,和带宽共享网络中其他子网之间传输的实际流量,确定带宽共享网络中各子网之间的总传输流量;若带宽共享网络中各子网之间的总传输流量未超过带宽共享网络的总带宽,为接收端51所处子网分配网络带宽,带宽共享网络中各子网的可用带宽为各子网的实际传输流量与带宽共享网络的未使用带宽之和。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,网络带宽分配服务器还用于,若带宽共享网络中各子网之间的总传输流量超过带宽共享网络的总带宽,根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽,其中带宽共享网络中各子网之间的所有音视频传输线路所占用的网络带宽之和小于等于带宽共享网络的总网络带宽。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,网络带宽分配服务器53,具体用于根据带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路平均分配网络带宽。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,网络带宽分配服务器53,还用于向带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路的发送端发送带宽调整请求,带宽调整请求包括目标流量信息,目标流量信息小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量;接收到带宽调整请求的音视频传输线路发送端用于根据目标流量信息调整发送的音视频数据的传输码率,以使带宽共享网络中的每路音视频传输线路的传输流量小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量。
进一步地,在图5所示实施例的基础上,带宽共享网络包括卫通网络。
通过以上关于实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现,当然也可以通过硬件实现,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种网络带宽分配方法,其特征在于,包括:
当接收端接收发送端发送的音视频数据时,所述接收端接收所述发送端发送的实时传输控制协议RTCP报文,所述RTCP报文中包括所述音视频数据的传输码率信息;
若所述接收端从所述发送端接收到的实际流量小于所述传输码率信息所对应的流量,则所述接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知;
所述网络带宽分配服务器向所述发送端发送带宽调整请求,所述带宽调整请求包括目标流量信息,所述目标流量信息小于等于所述接收端与所述发送端之间的网络带宽可承载流量;
所述发送端根据所述目标流量信息调整发送至所述接收端的音视频数据的传输码率,以使所述接收端从所述发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述网络带宽分配服务器位于带宽独享网络中,则
所述网络带宽分配服务器向所述发送端发送带宽调整请求之前,所述方法还包括:
所述网络带宽分配服务器根据所述接收端从所述发送端接收到的实际流量和与所述接收端处于同一子网的其他接收端从所述发送端接收到的实际流量,确定所述发送端与所述接收端所处子网之间的总传输流量;
所述网络带宽分配服务器根据所述发送端与所述接收端所处子网之间的总传输流量,确定所述接收端所处子网的平均流量信息;
所述网络带宽分配服务器向所述发送端发送带宽调整请求,包括:
所述网络带宽分配服务器向所述发送端发送带宽调整请求,所述带宽调整请求包括所述平均流量信息;
所述发送端根据所述目标流量信息调整发送至所述接收端的音视频数据的传输码率,包括:
所述发送端根据所述平均流量信息调整发送至所述接收端的音视频数据的传输码率。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述发送端和所述接收端处于不同子网。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述带宽独享网络包括光纤网络或散射网络。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述网络带宽分配服务器位于带宽共享网络中,则
所述接收端向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知之后,所述方法还包括:
所述网络带宽分配服务器根据所述接收端从所述发送端接收到的实际流量和与所述接收端处于同一子网的其他接收端从所述发送端接收到的实际流量,确定所述发送端与所述接收端所处子网之间的总传输流量;
所述网络带宽分配服务器根据所述发送端与所述接收端所处子网之间的总传输流量,和所述带宽共享网络中其他子网之间传输的实际流量,确定所述带宽共享网络中各子网之间的总传输流量;
若所述带宽共享网络中各子网之间的总传输流量未超过所述带宽共享网络的总带宽,所述网络带宽分配服务器为所述接收端所处子网分配网络带宽,所述带宽共享网络中各子网的可用带宽为各子网的实际传输流量与所述带宽共享网络的未使用带宽之和。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述网络带宽分配服务器根据所述接收端所处子网从所述发送端接收到的实际流量,和所述带宽共享网络中其他子网之间传输的实际流量,确定所述带宽共享网络中各子网之间的总传输流量之后,所述方法还包括:
若所述带宽共享网络中各子网之间的总传输流量超过所述带宽共享网络的总带宽,所述网络带宽分配服务器根据所述带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽,其中所述带宽共享网络中各子网之间的所有音视频传输线路所占用的网络带宽之和小于等于所述带宽共享网络的总网络带宽。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述网络带宽分配服务器根据所述带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽,包括:
所述网络带宽分配服务器根据所述带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路平均分配网络带宽。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述网络带宽分配服务器根据所述带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路数量,为每路音视频传输线路分配网络带宽之后,所述方法还包括:
所述网络带宽分配服务器向所述带宽共享网络中各子网之间的音视频传输线路的发送端发送带宽调整请求,所述带宽调整请求包括目标流量信息,所述目标流量信息小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量;
接收到所述带宽调整请求的音视频传输线路发送端根据所述目标流量信息调整发送的音视频数据的传输码率,以使所述带宽共享网络中的每路音视频传输线路的传输流量小于等于为每路音视频传输线路分配的网络带宽可承载流量。
9.根据权利要求5~7任一项所述的方法,其特征在于,所述带宽共享网络包括卫通网络。
10.一种网络带宽分配系统,其特征在于,包括:接收端、发送端和网络带宽分配服务器;
所述接收端,用于当接收所述发送端发送的音视频数据时,接收所述发送端发送的实时传输控制协议RTCP报文,所述RTCP报文中包括所述音视频数据的传输码率信息;若所述接收端从所述发送端接收到的实际流量小于所述传输码率信息所对应的流量,则向网络带宽分配服务器发送带宽不足通知;
所述网络带宽分配服务器,用于向所述发送端发送带宽调整请求,所述带宽调整请求包括目标流量信息,所述目标流量信息小于等于所述接收端与所述发送端之间的网络带宽可承载流量;
所述发送端,用于根据所述目标流量信息调整发送至所述接收端的音视频数据的传输码率,以使所述接收端从所述发送端接收到的实际流量大于等于调整后的传输码率信息所对应的流量。
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