CN114501161A - 音视频系统、接入方法、路由转发方法及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音视频系统、接入方法、路由转发方法及可读存储介质，音视频系统包括音视频云网络和运营商网络，其中，音视频云网络包括：控制中枢，包括调度中心和路由中心；媒体节点，包括中转节点和边缘节点；其中，中转节点与路由中心通信，边缘节点与中转节点和调度中心通信，音视频云网络与运营商网络通信，音视频云网络的网络架构与运营商网络的网络架构相匹配。通过音视频云网络与运营商网络相匹配，减少流量迂回，增强链路的服务质量能力；通过控制客户端就近接入或择优接入边缘节点，提升客户端接入音视频云网络的接入质量；同时利用路由转发方法提升音视频云网络内部的传输可靠性，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

Description

音视频系统、接入方法、路由转发方法及可读存储介质

技术领域

本发明涉及实时音视频通信技术领域，特别涉及一种音视频系统、接入方法、路由转发方法及可读存储介质。

背景技术

随着移动互联网的普及和5G（5th-Generation Mobile CommunicationTechnology，第五代移动通信技术）的商业化，人们对于低延时、高可靠的音视频应用的需求愈发增长，实时音视频通信（Real Time Communication，RTC）成为了当下炙手可热的技术领域。特别是全球疫情化的到来，更促使了基于RTC的视频会议、互动直播、视频监控等各行业加速发展。时至今日，RTC已经演变成了包含网络传输、流媒体处理、传输协议、编解码算法等相关技术的复杂领域。

在RTC大规模业务场景下，现有的音视频系统已经显得力不能及，与智能的实时音视频网络系统还有很大差距，主要存在以下不足：

用户音视频体验无法达到通信级水平：音视频数据传输链路冗长，网络结构复杂，底层网络缺乏质量保障。例如：传输延迟大，抗弱网能力差，播放端常出现抖动、花屏等问题。

性能低：网元节点之间跳转缺乏智能调度和路由体系，节点存在单点瓶颈，无法支撑大规模流量。例如：所有的数据都走最优链路，导致该链路很快就饱和，而其他链路却空闲。

成本高：各业务线传输网络割裂，部分功能重复；并且各模块架构耦合度高，运维工作量大。例如：会议和直播互动音视频网络相互独立，重复建设成本高；并且当某链路出现告警时，需要大量人工去排查，还要协调分配新的资源。

而随着技术研发的深入，以上现象和弊端，落实到实际工程中，最终就演变成了：各层网络的QoS（Quality of Service，服务质量）保障、客户端到音视频网络的最初（最后）一公里接入、网络内部链路传输等技术难题，进而导致音视频通信不稳定，用户体验不佳。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明提供了一种音视频系统、接入方法、路由转发方法及可读存储介质，能够减少流量迂回，增强链路的服务质量能力，提升客户端接入音视频云网络的接入质量、音视频通信的稳定性以及用户使用体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种音视频系统，包括音视频云网络，其中，所述音视频云网络包括：控制中枢，包括调度中心和路由中心；媒体节点，包括中转节点和边缘节点；其中，所述中转节点与所述路由中心通信，所述边缘节点与所述中转节点和所述调度中心通信。

第二方面，本发明实施例还提供了一种音视频系统的接入方法，应用于如上第一方面所述的音视频系统中的所述调度中心，所述接入方法包括：获取客户端上报的客户端接入请求以及多个所述边缘节点的节点信息；根据所述客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息，其中，所述接入调度信息包括目标边缘节点信息；将所述接入调度信息发送至所述客户端和与所述目标边缘节点信息对应的目标边缘节点，以使所述客户端接入所述目标边缘节点。

第三方面，本发明实施例还提供了一种音视频系统的路由转发方法，应用于如上第一方面所述的音视频系统中的所述路由中心，所述路由转发方法包括：获取客户端接入请求、起始中转节点信息以及任意两个相连的所述中转节点之间的链路质量信息，其中，所述起始中转节点信息为与所述客户端对应的所述中转节点的节点信息；对所述客户端接入请求进行解析，得到业务需求信息和目标中转节点信息；根据所述业务需求信息、所述起始中转节点信息、所述目标中转节点信息和所述链路质量信息生成路由转发路径信息，并将路由转发路径信息发送至所述中转节点。

第四方面，本发明实施例还提供了一种控制器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上二方面所述的音视频系统的接入方法和/或如上第三方面所述的音视频系统的路由转发方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第二方面所述的音视频系统的接入方法和/或如上第三方面所述的音视频系统的路由转发方法。

本发明实施例包括：音视频系统，包括音视频云网络，其中，所述音视频云网络包括：控制中枢，包括调度中心和路由中心；媒体节点，包括中转节点和边缘节点；其中，所述中转节点与所述路由中心通信，所述边缘节点与所述中转节点和所述调度中心通信。调度中心获取客户端上报的客户端接入请求以及多个所述边缘节点的节点信息；根据所述客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息，其中，所述接入调度信息包括目标边缘节点信息；将所述接入调度信息发送至所述客户端和与所述目标边缘节点信息对应的目标边缘节点，以使所述客户端接入所述目标边缘节点。调度中心通过获取到的客户端接入请求和多个边缘节点的节点信息生成接入调度信息，并将接入调度信息发送至客户端和目标边缘节点提高客户端接入目标边缘节点的接入质量。同时生成的接入调度信息可以提升客户端连接出现异常情况时进行快速切换的可靠性，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。路由中心获取客户端接入请求、起始中转节点信息以及任意两个相连的所述中转节点之间的链路质量信息，其中，所述起始中转节点信息为与所述客户端对应的所述中转节点的节点信息；对所述客户端接入请求进行解析，得到业务需求信息和目标中转节点信息；根据所述业务需求信息、所述起始中转节点信息、所述目标中转节点信息和所述链路质量信息生成路由转发路径信息，并将路由转发路径信息发送至所述中转节点。路由中心通过获取到达客户端接入请求和链路质量信息生成路由转发路径信息，并将路由转发路径信息发送至中转节点实现音视频云网络内部路由转发路径的规划，提升音视频云网络内部的传输可靠性，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明一个实施例提供的用于执行接入方法和/或路由转发方法的系统架构平台的示意图;

图2是本发明一个实施例提供的音视频系统的整体框架图;

图3是本发明一个实施例提供的云网融合模型的结构示意图;

图4是本发明一个实施例提供的音视频系统的接入方法的流程图;

图5是本发明一个实施例提供的接入调度模型的结构示意图;

图6是本发明另一个实施例提供的音视频系统的接入方法的流程图;

图7是本发明另一个实施例提供的音视频系统的接入方法的流程图;

图8是本发明一个实施例提供的音视频系统的路由转发方法的流程图;

图9是本发明一个实施例提供的路由转发模型的结构示意图;

图10是本发明一个实施例提供的中转节点网络拓扑图;

图11是本发明一个实施例提供的中转节点网络拓扑分数图;

图12是本发明一个实施例提供的多路径数据冗余传输示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

随着移动互联网的普及和5G的商业化，人们对于低延时、高可靠的音视频应用的需求愈发增长，实时音视频通信成为了当下炙手可热的技术领域。特别是全球疫情化的到来，更促使了基于RTC的视频会议、互动直播、视频监控等各行业加速发展。时至今日，RTC已经演变成了包含网络传输、流媒体处理、传输协议、编解码算法等相关技术的复杂领域。在RTC大规模业务场景下，现有的音视频系统已经显得力不能及，与智能的实时音视频网络系统还有很大差距，用户音视频体验无法达到通信级水平：音视频数据传输链路冗长，网络结构复杂，底层网络缺乏质量保障。例如：传输延迟大，抗弱网能力差，播放端常出现抖动、花屏等问题。性能低：网元节点之间跳转缺乏智能调度和路由体系，节点存在单点瓶颈，无法支撑大规模流量。例如：所有的数据都走最优链路，导致该链路很快就饱和，而其他链路却空闲。成本高：各业务线传输网络割裂，部分功能重复；并且各模块架构耦合度高，运维工作量大。例如：会议和直播互动音视频网络相互独立，重复建设成本高；并且当某链路出现告警时，需要大量人工去排查，还要协调分配新的资源。

而随着技术研发的深入，以上现象和弊端，落实到实际工程中，最终就演变成了：各层网络的QoS保障、客户端到音视频网络的最初（最后）一公里接入、网络内部链路传输等技术难题，进而导致音视频通信不稳定，用户体验不佳。

针对目前音视频网络通信不稳定，影响用户体验。本发明实施例提供了一种音视频系统、接入方法、路由转发方法及可读存储介质。音视频系统，包括音视频云网络，其中，音视频云网络包括：控制中枢，包括调度中心和路由中心；媒体节点，包括中转节点和边缘节点；其中，中转节点与路由中心通信，边缘节点与中转节点和调度中心通信。调度中心获取客户端上报的客户端接入请求以及多个边缘节点的节点信息；根据客户端接入请求和节点信息生成接入调度信息，其中，接入调度信息包括目标边缘节点信息；将接入调度信息发送至客户端和与目标边缘节点信息对应的目标边缘节点，以使客户端接入目标边缘节点。调度中心通过获取到的客户端接入请求和多个边缘节点的节点信息生成接入调度信息，并将接入调度信息发送至客户端和目标边缘节点提高客户端接入目标边缘节点的质量。同时生成的接入调度信息可以提升客户端连接出现异常情况时进行快速切换的可靠性，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。路由中心获取客户端接入请求、起始中转节点信息以及任意两个相连的中转节点之间的链路质量信息，其中，起始中转节点信息为与客户端对应的中转节点的节点信息；对客户端接入请求进行解析，得到业务需求信息和目标中转节点信息；根据业务需求信息、起始中转节点信息、目标中转节点信息和链路质量信息生成路由转发路径信息，并将路由转发路径信息发送至中转节点。路由中心通过获取到达客户端接入请求和链路质量信息生成路由转发路径信息，并将路由转发路径信息发送至中转节点实现音视频云网络内部路由转发路径的规划，提升音视频云网络内部的传输可靠性，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步的阐述。

如图1所示，图1是本发明一个实施例提供的用于执行接入方法和/或路由转发方法的系统架构平台的示意图。

本发明实施例的系统架构平台100包括一个或多个处理器110和存储器120，图1中以一个处理器110及一个存储器120为例。

处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接，图1中以通过总线连接为例。

存储器120作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器120，这些远程存储器可以通过网络连接至该系统架构平台100。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的装置结构并不构成对系统架构平台100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图2所示，图2是本发明一个实施例提供的音视频系统的整体框架图。

在本发明实施例中，音视频系统包括音视频云网络，其中音视频云网络包括控制中枢210和媒体节点（图中未示出），媒体节点负责数据的接入和转发，包括边缘节点221和中转节点222。可以将节点信息和链路质量信息上报给控制中枢210，并支持数据冗余、赛马机制、路由维护、并行传输等功能，媒体节点体现的是数据本身的传输。控制中枢210负责对媒体节点进行控制和管理，包括路由中心212和调度中心211。调度中心211主要是智能接入边缘节点221。路由中心212主要是对各中转节点222进行路由转发路径计算，规划最优路由转发路径，智能转发数据，控制中枢210体现的是对数据的管理。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，边缘节点221由诸多的小型节点组成，范围分布广泛，是在物理上距离客户端230最近的一类节点。其功能是就近、择优接入客户端230，并将自身的节点信息上报给调度中心211。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，中转节点222范围覆盖各个大区，各节点间的连接关系类似全连接，是一种多对多的结构。其功能是在网内快速、高质量转发数据，并将相互之间的链路质量信息上报给路由中心212。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，路由中心212负责汇聚中转节点222间相互探测的链路质量信息，并对全网的信息进行分析，动态计算、规划最优路径策略，并周期性地将路由转发信息下发给中转节点222。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，调度中心211负责汇聚边缘节点221的节点信息，并进行分类管理。当客户端230有接入请求时，调度中心211会结合客户端接入请求和边缘节点221的节点信息进行分析，就近或择优分配目标边缘节点进行接入。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，音视频云网络还包括协议转换，图2中客户端230与边缘节点221间采用虚线连接代表支持使用多种接入协议，边缘节点221与中转节点222之间采用实线连接代表音视频云网络内部采用私有协议，客户端230接入音视频云网络内时会在边缘节点221做协议转换。音视频系统对外支持多种接入协议，即客户端230的协议可以是多种多样的，如WebRTC（Web Real-Time Communication，网页即时通信）、RTMP（Real Time Messaging Protocol，实时信息传输协议）、HLS（HTTP Live Streaming，基于HTTP的自适应码率流媒体传输协议）、QUIC（Quick UDP Internet Connection，基于UDP的低时延的互联网传输层协议）、RTSP（Real Time Streaming Protocol，实时流传输协议）等。在音视频云网络内采用私有协议，将外部的各种协议做统一化处理，内部就只使用一种传输协议，避免内部节点间的协议转换，提高传输效率。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，如图3所示，音视频系统还包括云网融合模型，云网融合模型的网络结构可抽象成两层，上层为应用侧的音视频云网络，下层为的运营商网络。上下层都可为整套音视频系统提供服务质量保障。运营商网络是一种网状结合树状组网模型。在各大区域骨干节点间采用网状对等结构，可实现动态路径规划提高传输质量，降低节点间的延迟；在省级下沉节点采用树状层级结构，通过路径复用来降低流量。将网状和树状的特性结合应用到不同的区域，提升速度，降低成本，综合提升全网的传输质量。音视频云网络与运营商网络通信，音视频云网络的网络架构与运营商网络的网络架构相匹配,可以避免流量迂回。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，由于运营商网络中的4G(4th-Generation Mobile Communication Technology，第四代移动通信技术)/5G(5th-Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术)网络可根据业务需求，提供不同级别的服务质量能力。当上层音视频云网络规划好相关传输路径，将相关传输路径规划通知底层运营商网络，底层运营商网络接收到相关传输路径规划，动态提升相关传输路径链路的服务质量级别，整体增强链路服务质量能力，保障接入侧网络可靠性同时保障网络内部的传输质量。

如图4所示，图4是本发明一个实施例提供的音视频系统的接入方法的流程图，本发明实施例的音视频系统的接入方法，包括但不限于步骤S400、步骤S410和步骤S420。

步骤S400，获取客户端上报的客户端接入请求以及多个边缘节点的节点信息；

步骤S410，根据客户端接入请求和节点信息生成接入调度信息，其中，接入调度信息包括目标边缘节点信息；

步骤S420，将接入调度信息发送至客户端和与目标边缘节点信息对应的目标边缘节点，以使客户端接入目标边缘节点。

在本发明实施例中，上述音视频系统的接入方法应用于如图2所示的音视频系统中的调度中心211，在客户端230进行接入前，调度中心211获取客户端230上报的客户端接入请求以及多个边缘节点221的节点信息；调度中心211根据客户端接入请求和节点信息筛选出符合预设条件的目标边缘节点，并根据目标边缘节点的目标边缘节点信息生成接入调度信息；调度中心211将接入调度信息发送至客户端230和接入调度信息中的目标边缘节点信息对应的目标边缘节点，以使客户端230接入目标边缘节点。提升了客户端230接入音视频云网络的接入质量，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，接入调度信息包括若干个目标边缘节点信息，即提供了若干个目标边缘节点221供客户端230接入，当第一目标边缘节点出现网络抖动等突发情况时，调度中心211切换至第二目标边缘节点，节省了重新计算供客户端230接入的目标边缘节点的时间，提升了客户端230接入音视频云网络的接入质量，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，还提供了一种如图5所示的接入调度模型，上述接入方法可以理解为如图5所示的接入调度模型的一种运行方式，客户端发起接入请求接入音视频云网络；调度中心获取客户端的接入请求并解析该接入请求得到客户端业务、IP（Internet Protocol，网际互联协议）地址等信息，同时结合各边缘节点（图5中所示的边缘1至边缘6）的上报的节点信息，选取一种接入方式；然后，调度中心会生成TOP N接入调度表，并通过信令交互下发给客户端和目标边缘节点；最后，客户端收到目标边缘节点的节点信息并接入目标边缘节点，后续数据传输通道就走该目标边缘节点。

如图5所示，上述的接入方式包括根据地理位置信息选取的就近接入方式，根据历史质量信息或主动多链路探测指标选取的择优接入方式，主动多链路探测指标即为边缘节点之间的实时链路连接情况。

就近接入方式为调度中心会根据边缘节点的节点位置信息进行分类管理，相当于维护一个静态IP接入库。当收到客户端的接入请求时，调度中心会解析接入请求得到客户端的地理位置信息，从静态IP库中选择物理上就近的边缘节点进行分配。

择优接入方式不同于就近接入方式维护静态IP接入库，择优接入是会维护一个动态IP接入库，它不是预置固定的，而是会根据边缘节点的节点位置信息和历史质量信息进行动态分析和管理，来生成对于当前客户端而言的最优的精细化接入方式。当收到客户端的接入请求时，调度中心会根据客户端曾经连接过的边缘节点的历史质量信息，如登陆成功率、音视频卡顿率等，或者客户端对边缘节点的实时链路连接情况，即为图5中的主动多链路探测指标，生成一个接入黑白名单。白名单节点表示客户端到边缘节点质量较好的链路，可以优先分配，即使它不是距离客户端物理最近的节点；黑名单节点表示客户端到节点链路质量较差。并且还可以针对白名单节点扩容，黑名单节点淘汰，形成一套赛马机制。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，音视频系统还包括运营商网络，在根据客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息之后，将接入调度信息通知运营商网络，以使运营商网络调整客户端230用于接入目标边缘节点的接入调度路径对应的链路的服务质量级别。整体增强链路服务质量能力，保障接入侧网络可靠性。

如图6所示，图6是本发明另一个实施例提供的音视频系统的接入方法的流程图，本发明实施例的音视频系统的接入方法，包括但不限于步骤S600、步骤S610、步骤S620和步骤S630。

步骤S600，获取节点位置信息和地理位置信息；

步骤S610，根据地理位置信息和节点位置信息计算得到边缘节点与客户端之间的物理距离；

步骤S620，选择物理距离小于或等于预设距离的若干个边缘节点作为目标边缘节点；

步骤S630，根据目标边缘节点对应的目标边缘节点信息生成接入调度信息。

在本发明实施例中，上述音视频系统的接入方法应用于如图2所示的音视频系统中的调度中心211，调度中心211对获取到的客户端接入请求进行解析，并获取到客户端230的物理位置信息，同时获取节点信息中的节点位置信息；调度中心211根据地理位置信息和节点位置信息计算得到边缘节点221与客户端230之间的物理距离；选择物理距离小于或等于预设距离的若干个边缘节点221作为目标边缘节点，根据目标边缘节点对应的目标边缘节点信息生成接入调度信息。本发明实施例提供的接入方法即为就近接入方法，根据客户端230的地理位置信息和节点位置信息得到边缘节点221和客户端230之间的物理距离，并筛选出物理距离小于或等于预设距离的若干个边缘节点221作为目标边缘节点，以使客户端230接入目标边缘节点，避免出现客户端230与边缘节点221之间距离过远导致数据传输不稳定，提升了客户端230接入音视频云网络的接入质量，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，接入调度信息包括若干个目标边缘节点信息，即提供了若干个目标边缘节点供客户端230接入，当第一目标边缘节点出现网络抖动等突发情况时，调度中心211切换至第二目标边缘节点，节省了重新计算供客户端230接入的目标边缘节点的时间，提升了客户端230接入音视频云网络的接入质量，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，音视频系统还包括运营商网络，在根据客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息之后，将接入调度信息通知运营商网络，以使运营商网络调整客户端230用于接入目标边缘节点的接入调度路径对应的链路的服务质量级别。整体增强链路服务质量能力，保障接入侧网络可靠性。

如图7所示，图7是本发明另一个实施例提供的音视频系统的接入方法的流程图，本发明实施例的音视频系统的接入方法，包括但不限于步骤S700、步骤S710、步骤S720和步骤S730。

步骤S700，获取历史质量信息或客户端与边缘节点间的实时链路连接情况；

步骤S710，根据历史质量信息或客户端与边缘节点间的实时链路连接情况生成客户端接入黑白名单，客户端接入黑白名单包括有若干个边缘节点，每个边缘节点对应设置有接入优先级；

步骤S720，选择客户端接入黑白名单中接入优先级满足预设优先级的若干个边缘节点作为目标边缘节点；

步骤S730，根据目标边缘节点对应的目标边缘节点信息生成接入调度信息。

在本发明实施例中，上述音视频系统的接入方法应用于如图2所示的音视频系统中的调度中心211，调度中心211接收到客户端接收请求后，调度中心211获取客户端230曾经连接过的边缘节点221的历史质量信息，如登录成功率、音视频卡顿率等，或者客户端230与边缘节点221之间的实时链路连接情况；根据历史质量信息或客户端230与边缘节点221之间的实时链路连接情况生成客户端接入黑白名单，客户端接入黑白名单包括有若干个边缘节点221，每个边缘节点221都对应设置有接入优先级，选择客户端接入黑白名单中接入优先级满足预设优先级的若干个边缘节点221作为目标边缘节点，即白名单节点；根据目标边缘节点对应的目标边缘节点信息生成接入调度信息。本实施例提供的接入方法即为择优接入方法，根据历史质量信息或客户端230与边缘节点221之间的实时链路连接情况生成客户端接入黑白名单，并在客户端接入黑白名单中选择接入优先级满足预设优先级的边缘节点221作为目标边缘节点生成接入调度信息。可以使得客户端230一直能与最优的目标边缘节点连接，提升了客户端230接入音视频云网络的接入质量，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，白名单节点为满足预设优先级的边缘节点221，可以进行优先分配，即使它不是距离客户端230物理最近的边缘节点221；黑名单节点为不满足预设优先级的边缘节点221。白名单节点与黑名单节点并未为固定的一个或多个边缘节点221，可以针对白名单节点扩容，也可以针对黑名单节点淘汰，形成一套赛马机制。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，接入调度信息包括若干个目标边缘节点信息，即提供了若干个目标边缘节点供客户端230接入，当第一目标边缘节点出现网络抖动等突发情况时，调度中心211切换至第二目标边缘节点，节省了重新计算供客户端230接入的目标边缘节点的时间，提升了客户端230接入音视频云网络的接入质量，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，音视频系统还包括运营商网络，在根据客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息之后，将接入调度信息通知运营商网络，以使运营商网络调整客户端230用于接入目标边缘节点的接入调度路径对应的链路的服务质量级别。整体增强链路服务质量能力，保障接入侧网络可靠性。

如图8和图9所示，图8是本发明一个实施例提供的音视频系统的路由转发方法的流程图，图9是本发明一个实施例提供的路由转发模型的结构示意图，本发明实施例的音视频系统的路由转发方法，包括但不限于步骤S800、步骤S810、步骤S820和步骤S830。

步骤S800，获取客户端接入请求、起始中转节点信息以及任意两个相连的中转节点之间的链路质量信息；

步骤S810，对客户端接入请求进行解析，得到业务需求信息和目标中转节点信息；

步骤S820，根据业务需求信息、起始中转节点信息、目标中转节点信息和链路质量信息生成路由转发路径信息；

步骤S830，将路由转发路径信息发送至中转节点。

在本发明实施例中，上述路由转发方法应用于如图2所示的音视频系统中的路由中心212，路由中心212获取客户端接入请求，起始中转节点信息以及任意两个相连的中转节点222之间的链路质量信息，其中，起始中转节点信息为客户端230对应的中转节点的节点信息，链路质量信息包括但不限于采集丢包率、延迟、抖动、节点间距离、可用带宽等度量指标。

对客户端接入请求进行解析，得到业务需求信息和目标中转节点信息，根据业务需求信息、起始中转节点信息和链路质量信息生成路由转发路径信息，路由中心212根据业务需求信息选择对应的路径规划策略，例如当业务需求信息为业务质量优先需求信息，选择质量优先路径规划策略；当业务需求信息为业务成本优先需求信息，选择成本优先路径规划策略；当业务需求信息为业务容量优先需求信息，选择容量优先路径规划策略。根据路径规划策略并依据链路质量信息筛选出多条对应的路由转发路径，生成与路由转发路径对应的路由转发路径信息，其中，路由转发路径的起始点由起始中转节点信息确定，路由转发路径的终点由目标中转节点信息确定。路由中心212将生成的路由转发路径信息发送至中转节点222。有效地降低了网络延时，提升音视频云网络内部的传输可靠性，进而提升音视频通信的稳定性，提升用户使用体验。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，上述路由转发路径信息即为图9中的路径规划表；上述路径规划策略即为图9中的路径规划方案。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，任意两个相连的中转节点之间会定时进行链路质量探测，得到链路质量信息并将链路质量信息上传至数据平台，路由中心从数据平台中获取链路质量信息。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，路由中心212会根据链路质量信息进行路径计算，路由中心212会从链路质量信息中抽取度量指标，将其组合并赋予权重，构建数学模型，映射成质量、成本、容量等维度，量化为链路分数。如选择质量优先路径规划策略时，则将链路质量信息中的丢包率、延迟、抖动等构建数学模型，映射为该链路的质量分数，质量分数低则说明链路质量优。同理，其他的路径规划策略也是不同的度量指标组合构建数学模型映射得到。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，经过路径计算，可以得出全网各链路当前的链路分数图谱，采用迪克斯特拉算法（Dijkstra's Algorithm）规划出当前中转节点222间的最短路由转发路径。但是路由中心212在规划路由转发路径时，并不只是根据分数生成一条最短路由转发路径，而是得到多条路由转发路径，并将根据多条路由转发路径生成的路由转发路径信息几个下发至中转节点222。中转节点222自行维护路由转发路径信息，当中转节点222间的链路或者中转节点222出现异常情况导致连接质量变差时，中转节点222能够根据其维护的路由转发路径信息进行切换，避免网络延迟和抖动。

示例性地，当前中转节点222间的网络拓扑如图10所示，从A到F可以经过B、C、D、E节点的排列组合，有多条路径可以选择，如ABEF、ADBCF等。当选择选择质量优先路径规划策略时，根据各个中转节点222之间的链路质量信息，如丢包率、延迟、抖动等度量指标，映射成质量分数，得到如下表所示的质量分数表。根据质量分数表，采用迪克斯特拉算法规划出当前网络拓扑的路由转发路径，得到节点A至其他节点的路由转发路径，如图11中实线路径所示，即AD、ADB、ADE、ADEC、ADECF。

链路

质量分数

链路

质量分数

链路

质量分数

链路

质量分数

A-B

10

B-A

X

C-D

X

D-C

15

A-D

4

D-A

X

C-E

X

E-C

1

B-C

8

C-B

X

C-F

5

F-C

X

B-D

X

D-B

2

D-E

6

E-D

X

B-E

6

E-B

X

E-F

12

F-E

X

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，如图12所示，路由中心212通过中转节点222对数据进行分片处理，得到多个数据分片并对数据分片进行扩展；选择第一路由转发路径传输第一数量的数据分片，并选择第二路由转发路径传输第二数量的数据分片；其中，第一路由转发路径的传输质量高于第二路由转发路径的传输质量，第一数量大于第二数量，传输质量由链路质量信息确定；通过目标中转节点对接收到的数据分片进行拼接处理。传输前对数据进行扩展处理，即使传输时丢失部分数据，也能在收端完整还原，保障了数据传输的可靠性。

另外，需要说明的是，在本发明实施例中，音视频系统还包括运营商网络，在根据业务需求信息、起始中转节点信息、目标中转节点信息和链路质量信息生成路由转发路径信息之后，将路由转发路径信息通知运营商网络，以使运营商网络调整路由转发路径对应的链路的服务质量级别，保障网络内部的传输质量。

另外，本发明的一个实施例提供了一种控制器，该控制器包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。

处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

需要说明的是，本实施例中的控制器，可以包括如图1 所示实施例中的处理器和存储器，两者属于相同的发明构思，因此两者具有相同的实现原理以及有益效果，此处不再详述。

实现上述实施例的音视频系统的接入方法和/或音视频系统的路由转发方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例的音视频系统的接入方法和/或音视频系统的路由转发方法。

值得注意的是，由于本发明实施例的控制器能够执行上述实施例的音视频系统的接入方法和/或音视频系统的路由转发方法，因此，本发明实施例的控制器的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的音视频系统的接入方法和/或音视频系统的路由转发方法的具体实施方式和技术效果。

此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述控制器实施例中的一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述任一实施例的音视频系统的接入方法和/或音视频系统的路由转发方法，例如，执行以上描述的图4中的方法步骤S400和步骤S420、图6中的方法步骤S600至步骤S630、图7中的方法步骤S700至步骤S730、图8中的方法步骤S800至步骤S830。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (13)

1.一种音视频系统，包括音视频云网络，其中，所述音视频云网络包括：

控制中枢，包括调度中心和路由中心；

媒体节点，包括中转节点和边缘节点；其中，所述中转节点与所述路由中心通信，所述边缘节点与所述中转节点和所述调度中心通信。

2.根据权利要求1所述的音视频系统，其特征在于，所述音视频系统还包括运营商网络，所述音视频云网络与所述运营商网络通信，所述音视频云网络的网络架构与所述运营商网络的网络架构相匹配。

3.一种音视频系统的接入方法，应用于权利要求1或2所述的音视频系统中的所述调度中心，所述接入方法包括：

获取客户端上报的客户端接入请求以及多个所述边缘节点的节点信息；

根据所述客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息，其中，所述接入调度信息包括目标边缘节点信息；

将所述接入调度信息发送至所述客户端和与所述目标边缘节点信息对应的目标边缘节点，以使所述客户端接入所述目标边缘节点。

4.根据权利要求3所述的音视频系统的接入方法，其特征在于，所述客户端接入请求包括地理位置信息，所述边缘节点的节点信息包括节点位置信息；所述根据所述客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息，包括：

获取所述节点位置信息和所述地理位置信息，并根据所述地理位置信息和所述节点位置信息计算得到所述边缘节点与所述客户端之间的物理距离；

选择所述物理距离小于或等于预设距离的若干个所述边缘节点作为所述目标边缘节点；

根据所述目标边缘节点对应的目标边缘节点信息生成所述接入调度信息。

5.根据权利要求3所述的音视频系统的接入方法，其特征在于，所述边缘节点的节点信息包括历史质量信息；所述根据所述客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息，包括：

获取所述历史质量信息或所述客户端与所述边缘节点间的实时链路连接情况；

根据所述历史质量信息或所述客户端与所述边缘节点间的实时链路连接情况生成客户端接入黑白名单，所述客户端接入黑白名单包括有若干个所述边缘节点，每个所述边缘节点对应设置有接入优先级；

选择所述客户端接入黑白名单中所述接入优先级满足预设优先级的若干个所述边缘节点作为所述目标边缘节点；

根据所述目标边缘节点对应的目标边缘节点信息生成所述接入调度信息。

6.根据权利要求3所述的音视频系统的接入方法，其特征在于，所述音视频系统还包括运营商网络，所述音视频云网络与所述运营商网络通信，所述音视频云网络的网络架构与所述运营商网络的网络架构相匹配；在所述根据所述客户端接入请求和所述节点信息生成接入调度信息之后，所述接入方法还包括：

将所述接入调度信息通知所述运营商网络，以使所述运营商网络调整所述客户端用于接入所述目标边缘节点的接入调度路径对应的链路的服务质量级别。

7.一种音视频系统的路由转发方法，应用于权利要求1或2所述的音视频系统中的所述路由中心，所述路由转发方法包括：

获取客户端接入请求、起始中转节点信息以及任意两个相连的所述中转节点之间的链路质量信息，其中，所述起始中转节点信息为与所述客户端对应的所述中转节点的节点信息；

对所述客户端接入请求进行解析，得到业务需求信息和目标中转节点信息；

根据所述业务需求信息、所述起始中转节点信息、所述目标中转节点信息和所述链路质量信息生成路由转发路径信息，并将路由转发路径信息发送至所述中转节点。

8.根据权利要求7所述的音视频系统的路由转发方法，其特征在于，所述根据所述业务需求信息、所述起始中转节点信息、所述目标中转节点信息和所述链路质量信息生成路由转发路径信息，包括：

根据所述业务需求信息选择对应的路径规划策略；

根据所述路径规划策略并依据所述链路质量信息筛选出多条对应的路由转发路径，生成与所述路由转发路径对应的路由转发路径信息，其中，所述路由转发路径的起始点由所述起始中转节点信息确定，终点由所述目标中转节点信息确定。

9.根据权利要求8所述的音视频系统的路由转发方法，其特征在于，所述根据所述业务需求信息选择对应的路径规划策略，包括如下之一：

当所述业务需求信息为业务质量优先需求信息，选择质量优先路径规划策略；

当所述业务需求信息为业务成本优先需求信息，选择成本优先路径规划策略；

当所述业务需求信息为业务容量优先需求信息，选择容量优先路径规划策略。

10.根据权利要求7所述的音视频系统的路由转发方法，其特征在于，还包括：

通过所述中转节点对数据进行分片处理，得到多个数据分片；

选择第一路由转发路径传输第一数量的所述数据分片，并选择第二路由转发路径传输第二数量的所述数据分片；其中，所述第一路由转发路径的传输质量高于所述第二路由转发路径的传输质量，所述第一数量大于所述第二数量，所述传输质量由所述链路质量信息确定；

通过所述目标中转节点对接收到的所述数据分片进行拼接处理。

11.根据权利要求8所述的音视频系统的路由转发方法，其特征在于，所述音视频系统还包括运营商网络，所述音视频云网络与所述运营商网络通信，所述音视频云网络的网络架构与所述运营商网络的网络架构相匹配；在所述根据所述业务需求信息、所述起始中转节点信息、所述目标中转节点信息和所述链路质量信息生成路由转发路径信息之后，还包括：

将所述路由转发路径信息通知所述运营商网络，以使所述运营商网络调整所述路由转发路径对应的链路的服务质量级别。

12.一种控制器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求3至6中任意一项所述的音视频系统的接入方法和/或权利要求7至11中任意一项所述的音视频系统的路由转发方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求3至6中任意一项所述的音视频系统的接入方法和/或权利要求7至11中任意一项所述的音视频系统的路由转发方法。

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