CN111614602A - 一种使用数据中继设备进行户外直播的方法 - Google Patents

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刘燃
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Abstract

本发明公开了一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，所述户外直播的方法包括以下步骤：主播通过手机上安装的直播APP拍摄直播内容，直播APP将所拍摄的视频信号实时编码为视频流数据，并将视频流数据通过WIFI发送到数据中继设备，数据中继设备包含多个网卡，并且数据中继设备和视频流服务器都完全支持MPTCP协议，数据中继设备通过MPTCP协议将视频流数据转发到视频流服务器，当用户需要观看直播时，直接通过直播APP访问视频流服务器播放视频即可。本发明在未对主播设备和用户设备做任何升级改造的前提下，实现了视频流数据的多路径传输，以超低的成本，解决了户外直播情况下网络连接不稳定和网络带宽不足的问题。

Description

一种使用数据中继设备进行户外直播的方法
技术领域
本发明涉及网络直播领域，尤其是一种户外稳定直播的方法。
背景技术
目前，在户外直播系统中，直播设备与视频流服务器之间的连接，底层传输协议普遍是使用的传统的TCP协议，网络连接方式大多也是直接使用的手机3G或者4G网络进行连接，但是如果直播用户在高速移动的列车中，或者在周围有高大建筑，又或者用户所在区域手机网络信号极差、不稳定，直播的质量就会大打则扣。甚至频繁失去与服务器的连接，完全无法正常直播。在观看用户身上的体现就是直播画面模糊，卡顿，经常无故断线等。
发明内容
本发明的主要目的是公开一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，以解决传统户外直播中遇到的设备网络信号不稳定，带宽低的问题。此方法包括以下步骤：
直播APP采集视频，并将其编码为视频流数据；
直播APP将视频流数据通过WIFI发送至数据中继设备；
数据中继设备通过MPTCP协议同时使用多网卡将视频流数据转发至数据流服务器；
用户通过直播APP连接视频流服务器，观看直播。
其中，直播APP所拍摄的直播画面和声音需要分别先进行编码，转换成视频流服务器可以支持的数据格式。
其中，数据中继设备，是整个方法中的关键部分，它包含多个网卡，对应多张SIM卡插槽，它的作用在于：1.提供WIFI信号，供直播用户设备进行连接；2.可以同时使用多张SIM卡的网络功能，能与视频流服务器通过MPTCP（MultiPath TCP，多路传输控制协议）进行数据传输；3.可以把数据发送端设备发送的数据均衡地分配给每一路连接，当某一连接断开后，将原本需要这一路连接传输的数据无缝再分配到另外几路没有出现问题的连接上。
其中，数据中继设备与视频流服务器之间的数据传输支持所有网卡并发工作，相当于传输的网络带宽是各网卡的网络带宽总和。
其中，数据存储服务器需要支持MPTCP协议，能与数据中继设备通过MPTCP进行数据传输，并且，它还能够兼容传统TCP协议，能同普通的网络设备进行TCP连接传输数据。比如观看直播的用户可以使用普通的手机或者其他设备从视频流服务器上获取直播内容。
其中，用户通过直播APP获取视频流服务器直播内容的方式可以是通过RTMP（RealTime Messaging Protocol，实时消息传输协议）进行访问，直播的用户可以设置直播房间号和房间密码，观看直播的用户需要正确的输入房间号和房间密码，直播APP会根据用户输入的信息从视频流服务器上请求数据。
本发明通过加入一种数据中继设备，并且对数据流服务器做支持MPTCP协议处理，在不对主播设备和用户设备做任何升级改造的前提下，实现了视频流数据的多路径传输，以超低的成本，解决了户外直播情况下网络连接不稳定和网络带宽不足的问题。
附图说明
图1为方法原理图；
图2为数据中继设备转发原理图。
具体实施方式
（1）直播设备打开直播APP采集视频和音频，实时的编码成视频流数据。
（2）直播设备通过WIFI将视频流数据传输至数据中继设备（图中过程1），视频数据在传输的过程中会被TCP协议按照规则分装成很多个数据包（数据包是TCP传输的最小单位，一个数据包的最大容量一般不超过1500字节），并依次传输。
（3）假设数据中继设备的最大传输速率是300Mbps(表示这个设备每秒钟最多能接收300M字节的数据)，意味着它每秒最多能接受大概200K个数据包，而我们假设手机4G网络的实际传输速率在50Mbps到150Mbps不等。
（4）数据中继设备将WIFI接收到的数据通过MPTCP协议转发到视频流服务器，假设数据中继设备包含3张网卡，网卡1，网卡2，网卡3，对应的实际数据最大传输速率是150Mbps,100Mbps,50Mbps。设备在接收到一个数据包后，将按照权重（为了尽可能完全利用各网卡的传输速率，网卡的权重可以根据网卡的传输速率来决定，比如网卡1权重0.5，网卡2权重0.33，网卡3权重0.17，但是权重分配规则并不仅限于此）将这个数据包通过某一张网卡转发出去，对应图中2，3，4，5过程。
（5）网卡1，网卡2，网卡3都和视频流服务器建立有TCP连接（对应图中的6、7、8），它们属于一个MPTCP协议下的子连接，所发送的数据包里面都含有唯一标识这个MPTCP连接的标志，还含有数据包顺序的标志。
（6）服务器网卡收到数据包后，会将所受到的数据包进行重新排序整理（根据数据包里的MPTCP连接唯一标志和数据包顺序标志把数据还原成连续的可用的视频数据流），对应图中的9，10，11。
（7）排序整理完成后的可用数据将会被存储在视频流服务器的内存或硬盘中，等待观看直播的用户请求获取。

Claims (8)

1.一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，包括以下步骤：
直播APP采集视频，并将其编码为视频流数据；
直播APP将视频流数据通过WIFI发送至数据中继设备；
数据中继设备含有多个网卡，并且支持MPTCP协议；
视频流服务器支持MPTCP协议；
数据中继设备通过MPTCP协议同时使用多网卡将视频流数据转发至数据流服务器；
用户通过直播APP连接视频流服务器，观看直播。
2.根据权利要求1所述的一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，直播APP所拍摄的直播画面需要先进行编码，转换成视频流服务器可以支持的数据格式。
3.根据权利要求1所述的一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，直播APP与数据中继设备之间的数据传输时通过WIFI来传输。
4.根据权利要求1所述的一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，数据中继设备必须拥有多张网卡。
5.根据权利要求1所述的一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，MPTCP协议会同时使用多张网卡来传输数据，并且能通过均衡算法平均地将数据通过多张网卡并行发送。
6.根据权利要求1所述的一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，MPTCP协议内部定义有一种防断流规则，当某一网卡在某些特殊情况下被动断开了与服务器之间的网络连接，MPTCP协议会自动将此网卡立即排除在可用网卡之外，在此网卡重新连接到服务器之前，不再使用此网卡传输数据。
7.根据权利要求1所述的一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，客户端设备和视频流服务器之间的通信可以采用RTMP直播协议。
8.根据权利要求1所述的一种使用数据中继设备进行户外直播的方法，其特征在于，主播在进行直播时可以设置直播房间名称和密码，用户观看时需要进入正确的直播房间，并输入正确的密码才能获取直播数据。
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