CN110971628B

CN110971628B - 云视频数据获取方法

Info

Publication number: CN110971628B
Application number: CN201811145128.1A
Authority: CN
Inventors: 丁广策
Original assignee: Hangzhou Arges Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Arges Technology Co ltd
Priority date: 2018-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2038-09-29
Also published as: CN110971628A

Abstract

本发明提供了一种云视频数据获取方法，其包括云视频数据使用方法和代码接口调用流程，其中：云视频数据使用方法包括以下步骤：步骤一，客户端发起取流请求，经过网关代理转发到事件处理服务；步骤二，事件处理转发到信令网关服务，由信令网关转发到流媒体管理服务；步骤三，SS根据负载策略找到最小负载STDU，同时下发取流密钥，一个密钥下发到对应的DAS_XX服务，一个密钥返回给客户端；步骤四，DAS_XX服务发起取流信令，IPC返回数据流，GB信令和码流是分开的等。本发明能够申请Token对、请求组播方式播放码流、请求平台转码、请求音视频/对讲/广播，且支持STDU各种方式的负载均衡。

Description

云视频数据获取方法

技术领域

本发明涉及一种获取方法，具体地，涉及一种云视频数据获取方法。

背景技术

云视频数据是基于云计算商业模式应用的视频数据集成、视频数据分析、视频数据整合、视频数据分配、视频数据预警的技术与平台的总称，但要获取云视频数据要通过一种获取方法获得，但现有的获取方法不能请求组播方式播放码流、不能请求平台转码、不能请求音视频/对讲/广播等。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种云视频数据获取方法，其能够申请Token对、请求组播方式播放码流、请求平台转码、请求音视频/对讲/广播，且支持STDU各种方式的负载均衡。

根据本发明的一个方面，提供一种云视频数据获取方法，其包括云视频数据使用方法和代码接口调用流程，其中：

云视频数据使用方法包括以下步骤：

步骤一，客户端发起取流请求，经过网关代理转发到事件处理服务；

步骤二，事件处理转发到信令网关服务，由信令网关转发到流媒体管理服务；

步骤三，USS根据负载策略找到最小负载STDU，同时下发取流密钥，一个密钥下发到对应的DAS_XX服务，一个密钥返回给客户端；

步骤四，DAS_XX服务发起取流信令，IPC返回数据流，GB信令和码流是分开的；

步骤五，客户端根据返回的地址和token连接到指定的STDU流媒体服务，流媒体服务根据token信息返回数据流；

代码接口调用流程包括以下步骤：

步骤十，CU请求PU的某个通道的音视频，请求发往STDU_Scheduler；

步骤十一，STDU_Scheduler在当前STDU缓存中，根据负载均衡策略以及Labels查找最适合的STDU，并把创建Channel请求发给该STDU，改请求包含IP、Port、Token1、Token2；

步骤十二，STDU根据STDU_Scheduler的参数，创建Token和Cell，并把结果返回给STDU_Scheduler；

步骤十三，STDU_Scheduler把IP、Port、Token1合成的StartStream请求发给该PU所在的xDAS设备接入服务；

步骤十四，xDAS收到StartStream请求，转换成该PU所对应的协议，打开音视频；

步骤十五，xDAS根据IP、Port、Token1通过DTC库去连接STDU；

步骤十六，xDAS把请求流的结果返回给STDU_Scheduler；

步骤十七，STDU_Scheduler收到来自xDAS的响应，在成功的情况下，把IP、Port、Token2合成结果返回给CU；

步骤十八，CU根据IP、Port、Token2去创建DTC通道，这样xDAS发送的数据，CU就可以收到；

步骤十九，CU调用DTC_Close即可断开数据流接受。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明能够申请Token对、请求组播方式播放码流、请求平台转码、请求音视频/对讲/广播，且支持STDU各种方式的负载均衡。

附图说明

图1为本发明信令和媒体交互示意图；

图2为本发明信令和媒体架构具体示意图；

图3为本发明的设备可拓扑图；

图4为本发明的流程结构图；

图5为本发明的管理系统的流程结构图；

图6为本发明的客户端取流流程图；

图7为本发明的代码接口调用流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

本发明云视频数据获取方法包括云视频数据使用方法和代码接口调用流程，其中：

云视频数据使用方法包括以下步骤：

步骤三，USS（用户）根据负载策略找到最小负载STDU（流媒体服务），同时下发取流密钥，一个密钥下发到对应的DAS_XX（具体设备接入服务）服务，一个密钥返回给客户端；

步骤四，DAS_XX服务发起取流信令，IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）返回数据流，GB（请求视频信令）信令和码流是分开的；

步骤五，客户端根据返回的地址和token（令牌）连接到指定的STDU流媒体服务，流媒体服务根据token信息返回数据流。

代码接口调用流程包括以下步骤：

步骤十，CU（Control Unit，计算机学名词）请求PU（Paternit uncertainty，亲子不确定性）的某个通道的音视频，请求发往STDU_Scheduler；

步骤十一，STDU_Scheduler（流媒体调度服务）在当前STDU缓存中，根据负载均衡策略以及Labels（标签）查找最适合的STDU，并把创建Channel（通道）请求发给该STDU，改请求包含IP（Internet Protocol，网络之间互连的协议）、Port（计算机端口）、Token1、Token2；

步骤十二，STDU根据STDU_Scheduler的参数，创建Token和Cell（计算机语言），并把结果返回给STDU_Scheduler；

步骤十三，STDU_Scheduler把IP、Port、Token1合成的StartStream（计算机术语）请求发给该PU所在的xDAS（设备接入服务）设备接入服务；

步骤十五，xDAS根据IP、Port、Token1通过DTC（Data Transmit Channel，数据传输通道）库去连接STDU；

步骤十六，xDAS把请求流的结果返回给STDU_Scheduler；

步骤十九，CU调用DTC_Close（故障代码）即可断开数据流接受。

综上所述，本发明具有以下功能：

一、申请Token对；

二、请求组播方式播放码流；

三、请求平台转码；

四、请求音视频/对讲/广播；

五、支持STDU各种方式的负载均衡。

实施例2

如图1、图2所示，云视频系统通过自制的传输协议和设备模块改进，以支持设备千万级接入，百万并发，简化业务端到服务端的接口，支撑丰富的业务部署资源需求，对符合国标的平台和各类物联网设备的接入管理，并向上层系统提供服务接口。

前端设备通过通讯框架平台由IP网络进行联通管理，通讯框架平台包括B/S服务模块、NG平台服务模块、NG网关服务模块和流媒体服务器。

B/S服务模块包括管理服务端接口、管理前端界面和电子地图服务。

NG平台服务模块包括报警、报警规则及过滤；用户登录管理及状态监控、数据库操作中心，用户代理，平台网关，mysql数据库操作中心，数据库定时任务，设备管理及监控，事件处理服务，事件转发，统计服务，服务管理及监控，电视墙预案管理，轮询任务及解码器控制，用户订阅服务，视频广场，统一配置，服务起停控制，日志采集服务，实时报警运维信息采集。

NG网关服务模块和流媒体服务器包括社会资源接入sip网关、box级联网关、设备管理服务，目录服务，物联网网关，流媒体调度服务，视频推流服务，设备认证服务，数据库服务，存储服务，存储调度服务，注册中心，流媒体服务，流媒体调度服务，用户接入服务，本地界面回显服务，设备接入服务，具体设备接入服务，本地数据缓存存储服务。

通讯框架平台采用的交换机系统包括统一协议、公共组件、通信框架、平台和运维系统。

统一协议：以protobuf（网络数据交换规则）为基础，设计为跨语言的统一数据传输协议，代码开发不需要关注实现细节。

公共组件：把通用的功能组件封装成库，避免重复工作，业务开发只需关注与业务本身。如：DTC（Data Transmit Channel）动态库封装了媒体流的接收和发送；NCM（NetCommon Module）封装了支持协程的网络基础库；

通信框架：基于公共组件，封装提供远程过程调用、配置读取、日志输出等服务基础框架，提供同步、异步、协程多种通信可选模式，实现高可用；采用Activemq作为消息总线，消息持久化、异步消费，实现服务间业务解耦；采用Libevent 轻量级的开源高性能事件通知库，保证了通信框架的高性能。

平台：平台基础服务，采用服务注册机制，实现了服务注册、服务发现、服务监控和容灾处理等业务；使用轮询、最小连接数、哈希、权重、labels等调度策略实现负载均衡。

运维系统：基于k8s的运维平台，方便管理容器、服务状态和搭建集群环境。

交换机系统还包括设备接入模块包括xDAS和X2A 。其中xDAS (Device AccessService)为设备接入服务，x代表任意标准协议、厂商私有协议的设备。xDAS对外发送PUOnline、PUOffline、PUDeleted消息；对已发送上线的设备，向x2a.so获取设备资源，然后把资源添加到数据库中；从外部过来的请求，路由到指定的PU处理；PU发送的通知，xDAS代为转发；PU不允许发送请求。

X2A（X to Argesone Protocol），协议转换模块/流媒体网关，把X代表的命令协议或者媒体流转换成Argesone内部协议。包括GB2A、DH2A、DH2A_AutoReg、ONVIF2A、HK2A、RTSP2A等协议的转换。X2A把Argesone命令协议转换成对应X命令协议；把X命令协议转换成Argesone协议；把Argesone数据协议转换成X数据协议；把X数据协议转换成Argesone数据协议。

具体的把IPC、NVR等设备统一抽象成资源的集合，比如视频，音频，报警，存储，GPS等资源；把设备上线、下线、取流等业务逻辑，抽象成一个流程，所有IPC、NVR都执行这套的流程；把以上流程定义为xDAS，把业务抽象成X2A_Export结构体，它导出一系列函数，规定了不同设备应该遵循的接入规则，并把不同类型的设备都封装为动态库，导出X2A_Export接口，xDAS加载该接口，屏蔽了下层协议细节，达到xDAS通用的目的，在添加另一种协议时，只需要实现该协议的X2A_Export的接口，不需要改到xDAS。

xDAS会发送PUOnline、PUOffline事件，SMC（注册中心）会从PUOnline事件中记录PU和xDAS的对应关系，其他服务在想访问PU资源时，直接去注册中心拿绑定的xDAS地址，把请求发给xDAS即可。从而实现百万并发、千万接入实现。

xDAS中实现DAS_GB单进程实现16000路设备接入，使用异步非阻塞方式，单线程即可达到性能要求。STDU在Dispatch时，使用内存引用计数器，减少memcpy次数；同时使用内存池技术，减少申请/释放操作。并且配合Linux性能优化工具perf，通过火焰图等方式，查看IO、CPU、Memory等影响性能的瓶颈，做进一步优化。在整个系统中，优化协议设计细节，尽量减少协议大小，以及不必要的协议流程；从而达到设备上线其实对其他服务而言只是一个普通上线事件。

如图3所示为设备可拓扑图，PU登录到DAS_GB，DAS_GB把设备接入动作描述成多个资源组合，DAS_GB向注册中心发送PUOnline（PU上线通知）、PUOffline（PU下线通知）、PUDeleted（PU删除通知），可以有多个DAS_GB服务，水平扩展，发往PU的请求先通过xDAS，然后转成对应的协议发给具体的PU。

如图4所示为设备接入流程图，IPC为前端设备将其添加到管理平台，web下发mq消息通知代理网关cspx。cspx通知设备管理服务中的dis和bms服务，dis根据web下发的id信息从数据库中获取设备信息，同时bms根据通知的设备id到dis中获取设备的详细信息。bms服务通知到设备接入服务xDAS，xDAS根据添加的设备类型加载对应的so动态库启动相应的接入服务DAS_XX，然后与设备进行交互验证。

如图5所示，STDU（Stream Transfer & Distribute Unit）是系统的流媒体转发、分发单元，是视频监控平台的核心网元。同时它支持多级级联，在部署超大规模系统时，提供了性能、可靠的保证。STDU Scheduler是STDU大管家，由它对外提供统一的入口，在CU请求流时，根据STDU的Weight、Labels、Least Conn等策略来选择最优的STDU；其包括转发功能、分发功能、业务控制、业务信息采集、协议支持。

转发功能：STDU能够转发来自PU的音视频媒体流，转给相应的CU。

分发功能：STDU可以把PU的音视频媒体流复制多份给多个CU。

业务控制：接收STDU Scheduler的调度命令，启动并控制接收和分发。管理会话、维护接收与分发媒体流的映射关系。

业务信息采集：STDU可采集媒体访问的时长、流量等计费信息，并上报汇总到STDUScheduler。

协议支持：支持UDP、TCP单播，和UDP组播；支持直接从PU侧取RTSP、GB28181等码流。

STDU Scheduler支持Labels技术，在部署多区域、超大集群时，在CU和PU间如何选择最优的STDU进行分发提供关机技术保证。STDU Scheduler支持故障恢复，在它出现死机、重启时，能及时恢复到之前运行的状态，可以在生产环境中达到高可用的目的。STDUScheduler使用智能调度算法，在拉流过程中，支持多级级联传输，使用最小性能开销，达到PU和CU端流媒体快速传输，降低路径延迟。STDU支持分布式部署，可以扩展整个系统的性能。STDU支持从PU端直接取流，减少码流从设备接入服务传输，降低延迟，提高拉流的速度。STDU支持UDP组播技术，在同一局域网内部，大大降低STDU服务器的带宽以及处理资源，在各种播放技术中具有较强的优势。STDU支持Linux bonding。由于服务器的特殊地位，它的可靠性、可用性以及I/O速度显得非常重要，通过bonding技术可以将多块网卡接口通过绑定虚拟网卡成为一块网卡，可以提升网络吞吐量、网络冗余以及负载均衡等功能。STDU支持权重均衡策略，这样在部署新版本时，可以把部分流的传输引入过来，达到测试的目的。

如图6所示为客户端取流流程，客户端发起取流请求，经过网关代理转发到事件处理服务；事件处理转发到信令网关服务，由信令网关转发到流媒体管理服务；SS（STDUScheduler）根据负载策略找到最小负载STDU，同时下发取流密钥，一个密钥下发到对应的DAS_XX服务，一个密钥返回给客户端；DAS_XX服务发起取流信令，IPC返回数据流，GB信令和码流是分开的。客户端根据返回的地址和token连接到指定的STDU流媒体服务，流媒体服务根据token信息返回数据流。

如图7所示，CU请求PU的某个通道的音视频，请求发往STDU_Scheduler。STDU_Scheduler在当前STDU缓存中，根据负载均衡策略以及Labels查找最适合的STDU，并把创建Channel请求发给该STDU，改请求包含IP、Port、Token1、Token2。STDU根据STDU_Scheduler的参数，创建Token和Cell，并把结果返回给STDU_Scheduler。STDU_Scheduler把IP、Port、Token1合成的StartStream请求发给该PU所在的xDAS设备接入服务。xDAS收到StartStream请求，转换成该PU所对应的协议，打开音视频。xDAS根据IP、Port、Token1通过DTC库去连接STDU。xDAS把请求流的结果返回给STDU_Scheduler。STDU_Scheduler收到来自xDAS的响应，在成功的情况下，把IP、Port、Token2合成结果返回给CU。CU根据IP、Port、Token2去创建DTC通道，这样xDAS发送的数据，CU就可以收到。CU调用DTC_Close即可断开数据流接受。其中最核心功能简化为包括申请Token对，请求组播方式播放码流，请求平台转码，请求音视频/对讲/广播，支持STDU各种方式的负载均衡。

综上所述，本方案实现服务容器化和微服务化部署，所有容器及服务可单独部署，实现千万级设备接入，百万级并发访问的分布式架构，服务线性扩展，业务解耦，服务间相互独立且无状态，实现GBT28181协议的第三方视频监控平台的集成，实现GBT28181协议的第三方视频监控设备的集成，实现DH、HK等主流厂商设备的接入，实现第三方存储设备的集成，实现基于设备和业务的报警流程设计，实现录像的存储和管理，视频流媒体服务，实现实时视频监控，历史图像调用，开发客户端监控软件，实现平台接入和直接接入的视频监控设备的状态监控，远程控制，预置位，电视墙，电子地图，轮询计划等功能，实现多AS/多AC的复杂管理和维护问题，实现资源与业务的松耦合问题（以IOC调度隔离资源与业务），实现大规模设备管理的瓶颈问题（用户域、集群），实现基于kubernetes的容器运维平台。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种云视频数据获取方法，其特征在于，其包括云视频数据使用方法和代码接口调用流程，其中：

云视频数据使用方法包括以下步骤：

代码接口调用流程包括以下步骤：

步骤十五，xDAS根据IP、Port、Token1通过DTC库去连接STDU；

步骤十六，xDAS把请求流的结果返回给STDU_Scheduler；

步骤十八，CU根据IP、Port、Token2去创建DTC通道，这样xDAS发送的数据，CU就收到；

步骤十九，CU调用DTC_Close即断开数据流接受；

其中，USS即用户、STDU即流媒体服务、DAS_XX即具体设备接入服务、IPC即Inter-Process Communication进程间通信、GB即请求视频信令、CU即Control Unit、PU即processing unit 处理单元、STDU_scheduler即流媒体调度服务、Labels即标签、Channel即通道、Token即一种计算机术语字符串、Cell即一种计算机语言、StartStream即一种计算机术语启动流、xDAS即设备接入服务、DTC即Data Transmit Channel数据传输通道、DTC_Close即故障代码。