CN110881135A - 一种对连麦传输协议优化的方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接入直播连麦的方法及装置，连麦合成服务器接收主播端发送的用于指示至少一个连麦端的连麦请求，为所述连麦端选择至少一转换服务器，将转换服务器的标识通知至相应的连麦端，从转换服务器接收相应连麦端的音视频数据，将所有连麦端的音视频数据与从主播端接收到的音视频数据合成后发送至CDN直播服务器。本发明选择最佳接入节点保证了传输线路最佳，通过对传输协议的包头进行改进保证了传输质量；音频优化技术保证音视频效果。

Description

一种对连麦传输协议优化的方法、装置、设备及介质
本申请是2017年10月20日提交中国国家知识产权局专利局、申请号为201710999092.2、发明名称为“一种接入直播连麦的方法及装置”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，尤其涉及一种对连麦传输协议优化的方法、装置、设备及介质。
背景技术
互动直播业务初兴起时，观众只能单向观看主播；后来由于观众的互动需求，逐渐开发出文字与弹幕的互动功能；为了进一步丰富主播与观众的互动体验，产生了直播连麦业务，即主播可以与特定的观众(可称为连麦观众或连麦粉丝)进行多人的音视频互动，而普通观众可以观看主播与连麦观众的音视频互动过程。
现有技术中通过连麦管理服务器接收被接受连麦的第一终端推送的第一直播流以及第二终端推送的第二直播流，并控制被接受连麦的第一终端和第二终端以实时视频会话方式进行连麦互动，通过内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)节点加速分发音视频直播数据。此种方式的缺点是：CDN节点主要用于缓存数据，对实时数据传输支持较差，且数据安全性较差；CDN节点一般基于localDNS调度，调度不够精确，选取的接入节点和线路可能不是最佳；连麦主要采用现有传输协议，未对直播连麦传输进行专门优化；抗网络波动和干扰能力差；没有对音视频效果进行优化，通话质量难以保证。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种接入直播连麦的方法及装置。
本发明提供了一种接入直播连麦的方法，包括：
连麦合成服务器接收主播端发送的用于指示至少一个连麦端的连麦请求，为连麦端选择至少一转换服务器，将转换服务器的标识通知至相应的连麦端，从转换服务器接收相应连麦端的音视频数据，将所有连麦端的音视频数据与从主播端接收到的音视频数据合成后发送至CDN直播服务器。
进一步地，为连麦端选择转换服务器包括：确定各连麦端的归属地，为属于相同归属地的连麦端选择此归属地所属的大区集群节点中的一转换服务器。
进一步地，为属于相同归属地的连麦端选择此归属地所属的大区集群节点中的一转换服务器包括：获取大区集群节点中的各服务器的负载程度并选择负载程度小于预设负载阈值的服务器作为转换服务器，和/或，获取大区集群节点中各转换服务器的链路延迟并选择链路延迟小于预设链路延迟阈值的服务器作为转换服务器。
进一步地，获取大区集群节点中的各服务器的负载程度包括：获取大区集群节点中的各服务器的实时负载程度和加权系数，将各服务器的实时负载程度和加权系数的积作为此服务器的负载程度。
进一步地，连麦合成服务器从转换服务器接收到数据包后向转换服务器返回响应信息时，在响应信息的包头的选择确认数据包长度字段中添加已确认的连续数据包的个数，在响应信息的包头的选择确认数据包起始标识字段中添加已确认的连续数据包的起始标识，在响应信息的包头的选择确认数据包结束标识字段中添加已确认的连续数据包的结束标识。
进一步地，连麦合成服务器从转换服务器接收到数据包时，从此数据包的包头的媒体类型字段获知并记录此数据包的媒体类型，此媒体类型为视频或音频，连麦合成服务器在直播网络的网络传输质量不满足预设标准时，丢弃部分媒体类型为视频的数据包。
本发明还提供了一种接入直播连麦的装置，应用于连麦合成服务器，包括：
第一接收模块，用于从接收主播端发送的用于指示至少一个连麦端的连麦请求；
选择模块，用于为连麦端选择至少一转换服务器；
第一发送模块，用于将转换服务器的标识通知至相应的连麦端；
第二接收模块，用于从转换服务器接收相应连麦端的音视频数据；
合成模块，用于将所有连麦端的音视频数据与从主播端接收到的音视频数据合成；
第二发送模块，用于将合成模块合成后的数据发送至CDN直播服务器。
进一步地，选择模块，用于使用以下方法连麦端选择至少一转换服务器：确定各连麦端的归属地，为属于相同归属地的连麦端选择此归属地所属的大区集群节点中的一转换服务器。
进一步地，选择模块，还用于获取大区集群节点中的各服务器的负载程度并选择负载程度小于预设负载阈值的服务器作为转换服务器，和/或，获取大区集群节点中各转换服务器的链路延迟并选择链路延迟小于预设链路延迟阈值的服务器作为转换服务器。
进一步地，选择模块，还用于使用以下方法获取大区集群节点中的各服务器的负载程度：获取大区集群节点中的各服务器的实时负载程度和加权系数，将各服务器的实时负载程度和加权系数的积作为此服务器的负载程度。
进一步地，还包括响应模块，用于在从转换服务器接收到数据包后向转换服务器返回响应信息时，在响应信息的包头的选择确认数据包长度字段中添加已确认的连续数据包的个数，在响应信息的包头的选择确认数据包起始标识字段中添加已确认的连续数据包的起始标识，在响应信息的包头的选择确认数据包结束标识字段中添加已确认的连续数据包的结束标识。
进一步地，还包括处理模块，用于在从转换服务器接收到数据包时，从此数据包的包头的媒体类型字段获知并记录此数据包的媒体类型，此媒体类型为视频或音频，连麦合成服务器在直播网络的网络传输质量不满足预设标准时，丢弃部分媒体类型为视频的数据包。
本发明的优点包括：选择最佳接入节点保证了传输线路最佳，通过对传输协议的包头进行改进保证了传输质量；音频优化技术保证音视频效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例中接入直播连麦的方法的流程图；
图2示实施例中响应信息的包头的部分字段的示意图；
图3是实施例中接入直播连麦的装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1是实施例中接入直播连麦的方法的流程图，此方法包括：
步骤1，连麦合成服务器接收主播端发送的用于指示至少一个连麦端的连麦请求，为连麦端选择至少一转换服务器；
步骤2，将转换服务器的标识通知至相应的连麦端；
步骤3，从转换服务器接收相应连麦端的音视频数据，将所有连麦端的音视频数据与从主播端接收到的音视频数据合成后发送至CDN直播服务器。
其中，
步骤1之前，主播端和连麦端通过xmpp信令登陆中心连麦合成服务器，主播选择在线观众列表中的某些观众，向中心连麦合成服务器发送连麦请求。连麦合成服务器通过信令通知连麦端开启音视频推流，并返回一个最优的turnserver用于连麦端p2p推流。由于采用xmpp直连，中心合成服务器可以直接获取到连麦端登录ip，调度更加准确，同时turnsver不缓存数据，只进行实时传输，保证了通话安全。
步骤1中，为连麦端选择转换服务器的方法包括：确定各连麦端的归属地，为属于相同归属地的连麦端选择此归属地所属的大区集群节点中的一转换服务器。其中，大区的划分可以根据地域划分例如华中，华南，华北等，也可以根据服务器的具体布局情况进行划分。具体的，为属于相同归属地的连麦端选择此归属地所属的大区集群节点中的一转换服务器包括：获取大区集群节点中的各服务器的负载程度并选择负载程度小于预设负载阈值的服务器作为转换服务器，和/或，获取大区集群节点中各转换服务器的链路延迟并选择链路延迟小于预设链路延迟阈值的服务器作为转换服务器。
获取大区集群节点中的各服务器的负载程度包括：获取大区集群节点中的各服务器的实时负载程度和加权系数，将各服务器的实时负载程度和加权系数的积作为此服务器的负载程度。因为不同机器性能不同，所能承担的业务量也一样，通过此加权系数可以根据机器性能动态调整所能承担的业务峰值。
现有的TCP sack机制中，ACK包记录各报文的编号，如果接受端收到的数据包序号大于期望的数据包序号，说明数据包丢失或者延迟到达，就会通过该ACK包进行选择性重传。例如，主机开发发送数据报时，如果立即将大量的数据注入到网络中，可能会出现网络的拥塞。慢启动算法就是在主机刚开始发送数据报的时候先探测一下网络的状况，如果网络状况良好，发送方每发送一次文段都能正确的接受确认报文段。那么就从小到大的增加拥塞窗口的大小，即增加发送窗口的大小。快重传算法要求首先接收方收到一个失序的报文段后就立刻发出重复确认，而不要等待自己发送数据时才进行捎带确认。接收方成功的接受了发送方发送来的M1、M2并且分别给发送了ACK，现在接收方没有收到M3，而接收到了M4，显然接收方不能确认M4，因为M4是失序的报文段。如果根据可靠性传输原理接收方什么都不做，但是按照快速重传算法，在收到M4、M5等报文段的时候，不断重复的向发送方发送M2的ACK，如果接收方一连收到三个重复的ACK,那么发送方不必等待重传计时器到期，由发送方尽早重传未被确认的报文段。
UDT建于UDP之上，并引入新的拥塞控制和数据可靠性控制机制。UDT是面向连接的双向的应用层协议，同时支持可靠的数据流传输和部分可靠的数据报传输。由于UDT完全在UDP上实现，所以可以应用在除了高速数据传输之外的其它应用领域，例如点到点技术(P2P)，防火墙穿透，多媒体数据传输等等。
本方法对传输协议中包头进行了改进，增加了选择确认数据包长度字段、选择确认数据包起始标识字段和选择确认数据包结束标识字段，如下表所示：
SACK长度 SACK起始标识 SACK结束标识
本方法中，连麦合成服务器从转换服务器接收到数据包后向转换服务器返回响应信息时，在响应信息的包头的选择确认数据包长度字段中添加已确认的连续数据包的个数，在响应信息的包头的选择确认数据包起始标识字段中添加已确认的连续数据包的起始标识，在响应信息的包头的选择确认数据包结束标识字段中添加已确认的连续数据包的结束标识。通过本方法，可以确定对连续的数据包进行确认，相比现有技术中只能记录单个报文编号的方式确认效率更高，并且更有利于选择性重传的执行。
图2示出的是响应信息的包头的部分字段。
为了在直播网络拥塞时，进行合理性丢包操作。本方法中，对传输协议中包头进行了改进，增加了表示数据包的媒体类型的字段，以区别音频数据和视频数据，在需要进行合理性丢包时优先丢弃视频数据。媒体类型字段可以设置于传输协议的包头的扩展字段中，可以只包括媒体类型字段，还可以包括媒体长度、时间戳、保留字段等。本方法中，连麦合成服务器从转换服务器接收到数据包时，从此数据包的包头的媒体类型字段获知并记录此数据包的媒体类型，此媒体类型为视频或音频，连麦合成服务器在直播网络的网络传输质量不满足预设标准时，丢弃部分媒体类型为视频的数据包。
步骤4中还对音视频数据合成后还进行进一步处理。对音频数据采用webrtc方案，进行回声消除、去噪、增益算法、静音检测等操作，还使用audiomixing模块进行混音处理，优化爆音现象。视频数据按照默认渲染模板如一大一小来进行合成，最终音视频合成数据通过标准rtmp协议发送给cdn服务器。
图3是实施例中接入直播连麦的装置的结构图，此装置应用于连麦合成服务器，包括：
第一接收模块，用于从接收主播端发送的用于指示至少一个连麦端的连麦请求；
选择模块，用于为连麦端选择至少一转换服务器；
第一发送模块，用于将转换服务器的标识通知至相应的连麦端；
第二接收模块，用于从转换服务器接收相应连麦端的音视频数据；
合成模块，用于将所有连麦端的音视频数据与从主播端接收到的音视频数据合成；
第二发送模块，用于将合成模块合成后的数据发送至CDN直播服务器。
其中，
选择模块用于使用以下方法连麦端选择至少一转换服务器：确定各连麦端的归属地，为属于相同归属地的连麦端选择此归属地所属的大区集群节点中的一转换服务器。具体的，获取大区集群节点中的各服务器的负载程度并选择负载程度小于预设负载阈值的服务器作为转换服务器，和/或，获取大区集群节点中各转换服务器的链路延迟并选择链路延迟小于预设链路延迟阈值的服务器作为转换服务器。选择模块还用于使用以下方法获取大区集群节点中的各服务器的负载程度：获取大区集群节点中的各服务器的实时负载程度和加权系数，将各服务器的实时负载程度和加权系数的积作为此服务器的负载程度。
本装置还包括响应模块，用于在从转换服务器接收到数据包后向转换服务器返回响应信息时，在响应信息的包头的选择确认数据包长度字段中添加已确认的连续数据包的个数，在响应信息的包头的选择确认数据包起始标识字段中添加已确认的连续数据包的起始标识，在响应信息的包头的选择确认数据包结束标识字段中添加已确认的连续数据包的结束标识。
本装置还包括处理模块，用于在从转换服务器接收到数据包时，从此数据包的包头的媒体类型字段获知并记录此数据包的媒体类型，此媒体类型为视频或音频，连麦合成服务器在直播网络的网络传输质量不满足预设标准时，丢弃部分媒体类型为视频的数据包。
本发明的优点包括：选择最佳接入节点保证了传输线路最佳，通过对传输协议的包头进行改进保证了传输质量；音频优化技术保证音视频效果。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种对连麦传输协议优化的方法，其特征在于，包括：
连麦合成服务器从转换服务器接收连麦端的音视频数据的数据包，在接收到所述数据包后向所述转换服务器返回响应信息时，对所述响应信息的包头进行确认。
2.如权利要求1所述的对连麦传输协议优化的方法，其特征在于，所述对所述响应信息的包头进行确认包括：
在所述响应信息的包头的选择确认数据包长度字段、选择确认数据包的起始标识字段和选择确认数据包的结束标识字段。
3.如权利要求2所述的对连麦传输协议优化的方法，其特征在于，
所述在所述响应信息的包头的选择确认数据包长度字段、选择确认数据包的起始标识字段和选择确认数据包的结束标识字段包括：
在所述响应信息的包头的选择确认数据包长度字段中添加已确认的连续数据包的个数，在所述响应信息的包头的选择确认数据包起始标识字段中添加已确认的连续数据包的起始标识，在所述响应信息的包头的选择确认数据包结束标识字段中添加已确认的连续数据包的结束标识。
4.如权利要求1所述的对连麦传输协议优化的方法，其特征在于，还包括：所述连麦合成服务器从所述转换服务器接收到数据包时，从此数据包的包头的媒体类型字段获知并记录此数据包的媒体类型，此媒体类型为视频或音频，所述连麦合成服务器在直播网络的网络传输质量不满足预设标准时，丢弃部分媒体类型为视频的数据包。
5.一种对连麦传输协议优化的装置，应用于连麦合成服务器，其特征在于，包括：
第二接收模块，用于从转换服务器接收连麦端的音视频数据的数据包；
响应模块，用于在接收到所述数据包后向所述转换服务器返回响应信息时，对所述响应信息的包头的进行确认。
6.如权利要求5所述的对连麦传输协议优化的装置，其特征在于，
所述响应模块，还用于在所述响应信息的包头的选择确认数据包长度字段、选择确认数据包的起始标识字段和选择确认数据包的结束标识字段。
7.如权利要求6所述的对连麦传输协议优化的装置，其特征在于，
所述响应模块，还用于在所述响应信息的包头的选择确认数据包长度字段中添加已确认的连续数据包的个数，在所述响应信息的包头的选择确认数据包起始标识字段中添加已确认的连续数据包的起始标识，在所述响应信息的包头的选择确认数据包结束标识字段中添加已确认的连续数据包的结束标识。
8.如权利要求5所述的对连麦传输协议优化的装置，其特征在于，
还包括处理模块，用于在从所述转换服务器接收到数据包时，从此数据包的包头的媒体类型字段获知并记录此数据包的媒体类型，此媒体类型为视频或音频，所述连麦合成服务器在直播网络的网络传输质量不满足预设标准时，丢弃部分媒体类型为视频的数据包。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
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