CN111770302A - 基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法及系统 - Google Patents

基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，包括：计算光网络单元设备的内存使用率和CPU使用率，写入至资源占用表；检测是否存在其他光网络单元设备；获取检测到的其他光网络单元设备反馈的报文，并根据反馈报文的内容获取对应的其他设备资源占用情况，写入资源占用表；检测资源需求请求，若检测到存在资源需求请求，获取所有光网络单元设备的资源占用表，基于获取的资源占用表获取资源占用最小值，设置对应的光网络单元设备接入资源需求请求。本发明对比传统的采用服务器和设置交换机等网络中介设备，直接将光网络单元设备的接口与实际有资源需求的新设备对接设置，增强了实际使用效率。

Description

基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法及系统
技术领域
本发明涉及网络负载均衡技术领域，更具体地，涉及一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法及系统。
背景技术
由于视联网技术能够实现全网高清音视频的实时传输，因此，视联网技术被越来越多的应用于音视频会议领域。
现有的技术中，若需要在客户端能看到摄像头采集的视频，比较常用的有两种方法，一种是直接访问摄像头厂家的云服务平台，一种是在跟摄像头同网段加装视频推流服务器。第一种方法的局限在于需要购买厂家的云服务，而且面临广域网延时大的瓶颈。第二种方法，一方面可以加装采购一台高性能的推流服务器，另一方面，因为边缘计算网关集成了视频推流的功能，只需要优化好视频推流的负载均衡的方案即可达到高性能推流服务器的功能。但是第二种方案需要使用采用额外的视频推流服务器，对于不大的项目而言，性价比不高，且由于采用的额外网络设备，增大了整个传输网络的不稳定性。
发明内容
为解决上述现有技术的中的不足，本发明的目的在于提供一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法及系统，对比传统的采用服务器和设置交换机等网络中介设备，直接将光网络单元设备的接口与实际有资源需求的新设备对接设置，增强了实际使用效率。
本发明公开了一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，包括：
计算光网络单元设备的内存使用率和CPU使用率，写入至资源占用表；
检测是否存在其他光网络单元设备；
获取检测到的其他光网络单元设备反馈的报文，并根据反馈报文的内容获取对应的其他设备资源占用情况，写入资源占用表；
检测资源需求请求，若检测到存在资源需求请求，获取所有光网络单元设备的资源占用表，基于获取的资源占用表获取资源占用最小值，设置对应的光网络单元设备接入资源需求请求。
作为上述方案的进一步优化，所述光网络单元设备根据网段地址相同获取到其它光网络单元设备。
作为上述方案的进一步优化，在获取到同一网段的其它光网络单元设备后，发送记录所述的光网络单元设备的资源占用表的报文写入至其它设备的资源占用表。
作为上述方案的进一步优化，所述光网络单元设备的报文发送周期设置为1s。
作为上述方案的进一步优化，所述光网络单元设备在发送报文至其他光网络单元设备后，在响应周期内未接收到对应设备的反馈报文，删除对应光网络单元设备的记录。
作为上述方案的进一步优化，光网络单元采用UDP广播方式发送报文。
本发明还公开了一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统，包括至少一个光网络单元设备和资源需求设备，任意的所述光网络单元设备包括：
设备自检模块，用于计算光网络单元设备的内存使用率和CPU使用率，写入至资源占用表；
设备查询模块，用于检测是否存在其他的光网络单元设备；
报文解析模块，用于获取其他光网络单元设备反馈的报文，并根据反馈报文的内容获取对应的其他设备资源占用情况，写入资源占用表；
接入需求模块，用于检测资源需求请求，若检测到存在资源需求请求，获取所有光网络单元设备的资源占用表，基于获取的资源占用表获取资源占用最小值，设置对应的光网络单元设备接入资源需求请求。
作为上述方案的进一步优化，所述光网络单元设备根据相同网段获取到其它光网络单元设备。
作为上述方案的进一步优化，所述系统还包括报文发送模块，用于在获取到同一网段的其它设备后，发送记录所述的光网络单元设备的资源占用表的报文写入至其它设备的资源占用表。
作为上述方案的进一步优化，所述光网络单元在未获取到在发送报文至其他光网络单元设备后，在响应周期内未接收到对应设备的反馈报文，删除对应光网络单元设备的记录。
本发明采用上述的技术方案，与现有技术相比，本发明的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法及系统，具有以下技术效果：
1.本发明示例的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，对比传统的采用推流服务器和设置交换机等网络中介设备，直接将光网络单元设备的接口与实际有资源需求的新设备对接，并根据新设备的资源需求自动学习获取设备资源占用表，在用户发起视频查询命令后将由资源占用最少的设备提供服务，实现网关间负载均衡；本发明能够直接将跟光网络单元设备在同一个网段的摄像头数据流推送到指定同一网段的视频服务器，降低中介网络设备开销保证实际运行的稳定，增强了实际使用稳定性。
2.本发明通过针对存在通信异常或自身资源占用异常的设备，若发送报文后在响应周期内始终未收到反馈信息，即删除该问题光网络单元设备的存在信息，保障了资源占用表的统计准确度，同时也避免向问题光网络单元设备持续发送UDP报文造成不必要的资源浪费，效果显著。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法的流程示意图；
图2为本发明的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法的另一幅流程示意图；
图3为本发明的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统的光网络单元设备的组成结构图；
图4为本发明的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统的结构框图；
图5为本发明的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法的UDP报文结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参见图1-5，本实施例公开了一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，包括：
S100，计算光网络单元设备的内存使用率和CPU使用率，写入至资源占用表；
具体的，任意的光网络单元设备根据自身的资源占用生成对应的资源占用表，通过自检获取内存使用率和CPU使用率，并写入至生成的资源占用表，具体如表1所示：
设备标识 内存使用率 CPU使用率 当前推流业务数 推流次数
设备1 a1 b1 c1 d1
...
设备n an bn cn dn
表1设备资源占用表
上表中，a1、b1、c1、d1与an、bn、cn、dn分别对应不同设备的资源占用情况以及推流业务数信息，数值根据其负载业务改变。
在此需要特别说明的是，本发明的光网络单元设备优选为边缘计算网关，所有的光网络单元设备采用设备的对应Mac地址进行设备标记；且光网络单元设备集成视频推流，能够将跟光网络单元设备在同一个网段的摄像头数据流推送到指定同一网段的视频服务器。
S200，检测是否存在其他光网络单元设备；
具体的，本发明根据光网络单元设备的所在的网段地址继续划分，将处于相同网段的光网络单元设备划分到相同的管理组，通过划分管理组，能够对数量庞杂的光网络单元设备进行分组，将相似作用或相似架构的光网络单元设备划分到一组，便于全全局的设备管理。
S300，获取检测到的其他光网络单元设备反馈的报文，并根据反馈报文的内容获取对应的其他设备资源占用情况，写入资源占用表；
具体的，在获取到同一网段的其它光网络单元设备后，发送记录光网络单元设备的资源占用表，采用报文的方式写入至其它设备的资源占用表。
更具体的，在检测到局域网内(可能存在不同网段的设备)存在多台光网络单元设备，光网络单元设备周期性的采用UDP广播方式，发送记录本身的资源占用表的报文至其他相同网段地址的光网络单元设备；且，任意的光网络单元设备在获取到其他光网络单元设备发送的UDP广播数据，存储至自身的资源占用表；
在此需要说明的是，本发明的UDP报文的内容具体如图5所示。
根据UDP报文，可以有效获取任意光网络单元设备的协议标识和版本、目的和源MAC地址、内存占用和CPU占用情况以及各自对应的报文占用字节大小。
具体的，光网络单元设备的报文发送周期设置为1s。
基于本发明设置的UDP广播方式发送设备的资源占用表信息，能够使得局域网内相同网段的光网络单元设备相互发送或接受来自其他光网络单元设备的资源占用表，以此实现局域网内相同网段的光网络单元设备共同维护一张完整的资源占用表，避免采用单一设备采集所有设备的资源占用表，若该采集设备出现故障，则影响到局域网内的所有设备资源进行资源监控，本发明准确检测到每台光网络单元设备的资源占用情况，方便后续的进一步处理。
更具体的，光网络单元在发送报文至其他光网络单元设备后，在响应周期内未接收到对应设备的反馈报文，删除对应光网络单元设备的记录；
本发明通过针对存在通信异常或自身资源占用异常的设备，若发送报文后在响应周期内始终未收到反馈信息，即删除该问题光网络单元设备的存在信息，保障了资源占用表的统计准确度，同时也避免向问题光网络单元设备持续发送UDP报文造成不必要的资源浪费。
S400，检测资源需求请求，若检测到存在资源需求请求，获取所有光网络单元设备的资源占用表，基于获取的资源占用表获取资源占用最小值，设置对应的光网络单元设备接入资源需求请求。
具体的，本发明获取到局域网内所有的资源占用情况，在接入新设备的资源需求后，通过对设备资源占用总统计表进行分析，获取到资源占用比例最小的光网络单元设备，并将该设备对应的连接信息发送至资源需求设备以供使用；
更具体的，本发明的设备资源占用总统计表为局域网内同一网段所有有效的光网络单元设备的资源占用表信息的统计总和，当局域网内的光网络单元设备在承载不同的业务需求时，其本身的设备资源占用也在发生变化，对应的设备资源占用总统计表统计的设备占用信息也在改变，本发明设置了采用权重计算的方法，优选设置内存和CPU占用率权重比例为60％：40％的情况下，对应的设备为最优光网络单元设备，且将选择出的最优光网络单元设备通过TCP连接将最新的资源占用表发送给有资源需求的新设备；在此需要特别说明的是，本发明涉及的有资源需求的新设备包括但不限于IBMS服务器软件平台。
本发明对比传统的采用推流服务器和设置交换机等网络中介设备，直接将光网络单元设备的接口与实际有资源需求的新设备对接，并根据新设备的资源需求自动学习获取设备资源占用表，在用户发起视频查询命令后将由资源占用最少的设备提供服务，实现网关间负载均衡；本发明能够直接将跟光网络单元设备在同一个网段的摄像头数据流推送到指定同一网段的视频服务器，降低中介网络设备开销保证实际运行的稳定，增强了实际使用稳定性。
本发明还公开了一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统，包括至少一个光网络单元设备和资源需求设备，任意的光网络单元设备包括：
设备自检模块100，用于计算光网络单元设备的内存使用率和CPU使用率，写入至资源占用表；
设备查询模块200，用于检测是否存在其他的光网络单元设备；
报文解析模块300，用于获取其他光网络单元设备反馈的报文，并根据反馈报文的内容获取对应的其他设备资源占用情况，写入资源占用表；
接入需求模块400，用于检测资源需求请求，若检测到存在资源需求请求，获取所有光网络单元设备的资源占用表，基于获取的资源占用表获取资源占用最小值，设置对应的光网络单元设备接入资源需求请求。
具体的，光网络单元设备根据相同网段获取到其它光网络单元设备。
具体的，系统还包括报文发送模块500，用于在获取到同一网段的其它设备后，发送记录光网络单元设备的资源占用表的报文写入至其它设备的资源占用表。
具体的，光网络单元设备在未获取到在发送报文至其他光网络单元设备后，在响应周期内未接收到对应设备的反馈报文，删除对应光网络单元设备的记录。
具体的，本发明公开了一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统，通过在光网络单元设备设置多个模块，以实现对任意的资源需求设备提供必要的资源支撑；
本发明根据设备自检模块100对光网络单元设备进行自检，统计并录入资源占用表，再根据设备查询模块200和报文解析模块300将局域网内相同网段的光网络单元设备查找出来并将所有其他的光网络单元设备的资源占用信息录入自身的资源占用表；
如局域网内，存在192.168.1.X、192.168.2.X，…，192.168.X.X等不同网段的地址，且在每个网段内，存在多台光网络单元设备，如192.168.1.2、192.168.1.3，…，192.168.X.2、192.168.X.3等；X表示自然数，具体如图4所示，为一个网段内的多台光网络单元设备，由于采用摄像头捕获视频为现有技术，在此不做特别说明和标出；
任意网段内的光网络单元设备采用报文解析模块300将其他的资源占用信息采集到本身的资源占用表；
若有IBMS接入局域网，多个光网络单元设备共同构建的视频推流负载均衡系统根据IBMS的需求，获取到资源占用最小的光网络单元设备，且，将该光网络单元设备与 IBMS对接以进行后续业务。本发明相比传统的采用中介服务器或交换机进行外接设备需求的选择，保障系统内多光网络单元设备的负载均衡，实现资源最优利用，实用效率高，且降低中介网络设备开销保证系统的稳定
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，其特征在于，包括：
计算光网络单元设备的内存使用率和CPU使用率，写入至资源占用表；
检测是否存在其他光网络单元设备；
获取检测到的其他光网络单元设备反馈的报文，并根据反馈报文的内容获取对应的其他设备资源占用情况，写入资源占用表；
检测资源需求请求，若检测到存在资源需求请求，获取所有光网络单元设备的资源占用表，基于获取的资源占用表获取资源占用最小值，设置对应的光网络单元设备接入资源需求请求。
2.根据权利要求1所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，其特征在于，所述光网络单元设备根据网段地址相同获取到其它光网络单元设备。
3.根据权利要求2所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，其特征在于，在获取到同一网段的其它光网络单元设备后：
发送记录所述的光网络单元设备的资源占用表的报文写入至其它设备的资源占用表。
4.根据权利要求1所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，其特征在于，所述光网络单元设备的报文发送周期设置为1s。
5.根据权利要求1所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，其特征在于，所述光网络单元设备在发送报文至其他光网络单元设备后，在响应周期内未接收到对应设备的反馈报文，删除对应光网络单元设备的记录。
6.根据权利要求1所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡方法，其特征在于，光网络单元采用UDP广播方式发送报文。
7.一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统，包括至少一个光网络单元设备和资源需求设备，其特征在于，任意的所述光网络单元设备包括：
设备自检模块，用于计算光网络单元设备的内存使用率和CPU使用率，写入至资源占用表；
设备查询模块，用于检测是否存在其他的光网络单元设备；
报文解析模块，用于获取其他光网络单元设备反馈的报文，并根据反馈报文的内容获取对应的其他设备资源占用情况，写入资源占用表；
接入需求模块，用于检测资源需求请求，若检测到存在资源需求请求，获取所有光网络单元设备的资源占用表，基于获取的资源占用表获取资源占用最小值，设置对应的光网络单元设备接入资源需求请求。
8.根据权利要求7所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统，其特征在于，所述光网络单元设备根据相同网段获取到其它光网络单元设备。
9.根据权利要求7所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统，其特征在于，所述系统还包括报文发送模块，用于在获取到同一网段的其它设备后，发送记录所述的光网络单元设备的资源占用表的报文写入至其它设备的资源占用表。
10.根据权利要求1所述的一种基于光网络单元设备的视频推流负载均衡系统，其特征在于，所述光网络单元在未获取到在发送报文至其他光网络单元设备后，在响应周期内未接收到对应设备的反馈报文，删除对应光网络单元设备的记录。
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