CN115942006B - 一种适用于网络单端口复用多路视频的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于网络单端口复用多路视频的方法，涉及通信技术领域。包括：新队列数据A更新原轮询组得到新轮询组；轮询新轮询组，确定得到的队列数据B的目标服务器，为队列数据B的关联设备B匹配可用端口并锁定；设备B与目标服务器连接后，建立目标服务器公网地址、设备B ID、设备B发出流地址和可用端口的对应关系；基于对应关系，目标服务器接收到可用端口传输数据，基于数据中的视频流唯一标识符还原得到设备B发送的视频流，完成数据传输；设定每个网络单端口具有最多n个复用视频路，n≥1。本发明实现在降低网络单端口使用数量的前提下，既能保障视频数据的并发量、实时性和流畅性，又能保证数据传输过程中信息数据安全。

Description

一种适用于网络单端口复用多路视频的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种适用于网络单端口复用多路视频的方法。

背景技术

近年来，智慧城市高速发展，各行业对视频流数据并发需求日益增加，数据呈现爆发式增长。传统方法采用一路视频流对应一个端口实现视频数据传输，当一个视频系统产生成百上千路待传输视频数据时，传统方法需要成百上千路端口实现视频数据传输。在此过程中，传统方法的优点为视频数据传输时设计简单，易实现。但是传统方法的缺点为大量网络单端口被占用，严重影响系统安全。

因此，目前需要一种方法可以在降低网络单端口使用数量的前提下，既能保障视频数据的并发量、实时性和流畅性，又能保证数据传输过程中信息数据安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于网络单端口复用多路视频的方法，以实现在降低网络单端口使用数量的前提下，既能保障视频数据的并发量、实时性和流畅性，又能保证数据传输过程中信息数据安全。

本发明第一方面提供一种适用于网络单端口复用多路视频的方法，包括：

S1，基于待传输视频流设备的基本信息形成队列数据A，利用所述队列数据A更新原轮询组得到新轮询组；所述设备的基本信息包括设备ID，设备通道号和设备发出的视频流唯一标识符；

S2，轮询所述新轮询组，确定轮询到的任意一个队列数据B的目标服务器，为所述队列数据B所对应的设备B匹配可用端口，锁定所述可用端口用于传输所述设备B的待传输视频流；

S3，所述设备B与所述目标服务器连接后，建立所述目标服务器的公网地址、所述设备B的设备ID、设备B发出视频流的地址和所述可用端口的对应关系；

S4，基于所述对应关系，所述目标服务器接收到所述可用端口传输的数据，基于所述数据中的视频流唯一标识符还原得到所述设备B发送的视频流，完成数据传输；

其中，设定每个网络单端口具有最多n个复用视频路，n≥1，n个复用视频路表示同一个网络单端口的链路可同时用于传输n个设备的视频流；其中，所述可用端口表示当前未被使用的复用视频路至少为一个的网络单端口。

在本发明的上述实施例中，可选地，至少在为所述队列数据B匹配可用端口前，包括：建立包括至少一个网络单端口的端口池，并实时更新网络单端口的信息，具体为：

实时更新每个网络单端口的请求设备视频流队列中的请求数量；

实时更新每个网络单端口的端口状态；

实时更新每个网络单端口的复用视频路数，包括当前未被使用的复用视频路数；

所述网络单端口状态包括：空闲状态表示网络单端口未被请求传输视频流；锁定状态表示网络单端口处于等待连接设备的状态；饱和状态表示网络单端口正在传输数据流的并发数据传输通路数量达到最大。

在本发明的上述实施例中，可选地，所述端口池内网络单端口的数量不超过20个。

在本发明的上述实施例中，可选地，所述对应关系存储于map映射表中，并更新所述map映射表。

在本发明的上述实施例中，可选地，当传输待传输视频流的过程中出现视频流断开或目标服务器不看视频流时，传输待传输视频流的网络单端口的当前未被使用的复用视频路加一，释放所述传输待传输视频流的网络单端口的对应关系，更新map映射表中存储的对应关系。

在本发明的上述实施例中，可选地，所述方法包括异常处理监控，具体为：监测到任意一个服务器的拉流时间超过预设时间阈值，基于预设拉流策略返回S1进行拉流；

所述预设拉流策略包括：对于处于锁定状态的网络单端口，设定拉流频次，间隔上线5分钟；在处于锁定状态的网络单端口的锁定时间不超过20s的前提下，设定重连视频流的等待时间由5秒缓慢增加，前一次的重连视频流的等待时间少于后一次重连视频流的等待时间。

本发明第二方面提供一种终端，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现所述适用于网络单端口复用多路视频的方法。

本发明第三方面提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述适用于网络单端口复用多路视频的方法。

与现有技术相比，本发明的技术方案的有益效果是：

1、通过端口复用，在保证成百上千的视频并发量前提下，大量降低端口数量，网络单端口的使用数量从上万减少至最小为20个。

2、采用device info map映射表，快速定位进行视频分发，提高视频传输的实时性。

3、采用端口复用，使用少量端口，防火墙对外暴露的端口大量减少。因暴露的网络单端口数量大大减少，所以受到的网络攻击次数由现有100亿次/天降低至10万次/天，保证网络系统的安全和信息的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种适用于网络单端口复用多路视频的方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种适用于网络单端口复用多路视频的方法中涉及网络端口设置流程图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种适用于网络单端口复用多路视频的方法中涉及到的网络端口、map映射表和队列数据的结构示意图。

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，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方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请的原理：本申请提供的一种适用于网络单端口复用多路视频的方法，基于网络单端口的复用视频路，实现任意一个网络单端口的链路可同时传输很多不同设备的视频流。目标服务器收到混在一起的视频流数据后，基于数据中各个视频流的视频流唯一标识符进行识别、拆开、最后还原得到各个不同设备发出的视频流。本申请所述技术方案实现在降低网络单端口使用数量的前提下，既能保障视频数据的并发量、实时性和流畅性，又能保证系统安全和数据传输过程中信息数据安全。

实施例

参照图1，本实施例所述适用于网络单端口复用多路视频的方法，包括：

S1，基于待传输视频流的设备的基本信息形成队列数据A，利用所述队列数据A更新原轮询组得到新轮询组；所述设备的基本信息包括设备ID，设备通道号和设备发出的视频流唯一标识符；

S2，轮询所述新轮询组，确定轮询到的任意一个队列数据B的目标服务器，并为所述队列数据B所对应的设备B匹配可用端口，锁定所述可用端口用于传输所述设备B的待传输视频流；

S3，所述设备B与目标服务器连接后，建立所述目标服务器的公网地址、所述设备B的设备ID、设备B发出视频流的地址和所述可用端口的对应关系；

S4，基于所述对应关系，所述目标服务器接收到所述可用端口传输的数据，基于所述数据中的视频流唯一标识符还原得到所述设备B发送的视频流，完成数据传输。

在本申请的上述实施例中，其中，设定每个网络单端口具有最多n个复用视频路，n≥1，n个复用视频路表示同一个网络单端口的链路可同时用于传输n个设备的视频流；其中，所述可用端口表示当前未被使用的复用视频路至少为一个的网络单端口。任意一个网络单端口的复用视频路包括已经被使用的复用视频路和未被使用的复用视频路；已经被使用的复用视频路的数量+未被使用的复用视频路的数量＝复用视频路的总数量。当已经被使用的复用视频路的数量＝复用视频路的总数量时，表示网络单端口的复用视频路饱和，不能再用于传输另一个设备的视频流。当已经被使用的复用视频路的数量加一时，未被使用的复用视频路的数量减一。当已经被使用的复用视频路的数量减一时，未被使用的复用视频路的数量加一。当未被使用的复用视频路的数量不为零时，表示网络单端口的复用视频路不饱和，还可以用于传输设备的视频流，但是能传输几个设备的视频流，基于未被使用的复用视频路的数量而定。

在此，多路指的是多个设备的视频流，复用就是多个设备的视频流在同一个网络单端口的链路上传输。本申请的技术方案的原理：复用视频路指的是任意一个网络单端口的链路上，可以传输很多不同设备的视频流。目标服务器收到混在一起的视频流数据后，基于数据中各个视频流的视频流唯一标识符进行识别、拆开、最后还原得到各个不同设备发出的视频流。同一个网络单端口的链路上可以传输很多不同设备的视频流。链路是一个，不同设备的视频流是混合在一起的。

在本申请的上述实施例中，至少在为所述队列数据B匹配可用端口前，包括：建立包括至少一个网络单端口的端口池，并实时更新网络单端口的信息，具体为：

(1)实时更新每个网络单端口的请求设备视频流队列中的请求数量，当同时达到很多请求设备视频流的新请求，这些新请求先加入到队列中，且新请求一个一个串行进行处理，利用新请求更新原队列的数量，当任意一个网络单端口处队列中请求数量比较多时，可以分配其他端口请求视频流。

(2)实时更新每个网络单端口的端口状态。

本申请的上述实施例提出端口锁定的概念，将流服务端口的状态分为三种：

空闲状态表示网络单端口未被请求传输视频流。即：当前没有用户去请求流的过程。

锁定状态表示网络单端口处于等待连接设备的状态。即：当前有用户正在请求流，请求流的过程还没有完成，锁定处理保证不被其他用户使用。

饱和状态表示网络单端口正在传输数据流的并发数据传输通路数量达到最大。即：任意一个网络单端口的并发视频路数是有限的，当处理视频路数达到最大值，则认为该端口已饱和。

(3)实时更新每个网络单端口的复用视频路数，包括当前未被使用的复用视频路数。在此，参照图2，网络单端口状态之间的变换：首先，在没有用户请求流的时候，端口处于空闲状态，当有一个用户请求流，此时先将端口状态置为锁定状态，当请求流操作完成后，将网络单端口状态置更改为空闲。其次假设一个网络单端口复用视频路数是50路，当用户请求第五十路请求视频后，该网络单端口置为饱和状态，不再接收其他路视频的传输。最后当设备断开某一路视频时，该网络单端口已被使用的复用视频路数减一，未被使用即可以使用的复用视频路数加一。此时该端口状态为空闲，可以接收新的视频流。

在本申请的上述实施例中，S1中提出队列数据的概念。现有网络单端口同一时刻只能处理一个请求流。当存在大量请求流时，其他的只能占用线程加锁等待，消耗了大量的线程资源，请求流的时序性也被打破。而采用队列数据的形式后，只需要将新请求流加入到队列中，采用先进先出，既保证时序性，同时不用加锁，又保证同一时刻同一个端口只有一个用户在请求流。

在本申请的上述实施例中，因使用网络单端口复用视频路数和队列数据结构，提高并发数据的能力。采用队列数据形式，实现一次处理一个请求流。假设设计一个占用少量网络单端口的端口池，该端口池中网络单端口的数量为20个，可动态扩展，当用户请求视频流时，基于网络单端口的负载均衡策略匹配端口，所述负载均衡策略的参数包括：任意一个端口的请求流的队列中的数量；任意一个端口当前的端口状态；任意一个端口的复用视频路数。在此，一个端口池有多个端口，作用是一个网络单端口的复用视频路数有限，当一个网络单端口饱和或者锁定状态，可以从端口池中找一个新的可用网络单端口使用，以提高并发能力。

参照图3，在本申请的上述实施例中，S3中，所述对应关系存储于map映射表中，并更新所述map映射表。提出map映射表即系统增设一个device info map，用来记录设备ID、设备流公网地址端口，设备信令地址端口的对应关系。map映射表的作用是将同一个端口收到的数据，快速定位到与该端口建立对应关系的设备，进行视频分发，保证视频处理的实时性。当设备信令连接断开和/或设备流断开，则清空map映射表中关于该设备的对应关系。当设备通过匹配的端口连接成功后，将对应关系存储在map映射表，具体为：当信令沟通并获取目标服务端地址后，等待客户端连接改地址和等待发送数据，等待时间一般为5秒，在5秒内如果有客户端连接改地址即目标服务端地址，则该客户端为待传输数据的设备，该客户端的地址和端口为所述待传输数据设备的发出流地址和端口，完成对应关系的建立并记录到map映射表中。目标服务端再次收到视频流数据时，直接从map映射表中查找是哪个设备发出的视频流。设备流公网地址端口表示设备发送视频流的目标服务器的地址。即设备信令地址表示设备B发出流的地址。

在本申请的上述实施例中，当传输待传输视频流的过程中出现视频流断开或目标服务器不看视频流时，传输待传输视频流的网络单端口的当前未被使用的复用视频路加一，并释放所述传输待传输视频流的网络单端口的对应关系，并更新map映射表中存储的对应关系。目标服务器不看视频流包括视频监控平台上的用户不看流、服务器程序不间断的请求设备录像的视频流。

在本实施例中，所述方法包括异常处理监控，具体为：监测到任意一个服务器的拉流时间超过预设时间阈值，基于预设拉流策略返回S1进行拉流；所述预设拉流策略包括：对于处于锁定状态的网络单端口，设定拉流频次，间隔上线5分钟；在处于锁定状态的网络单端口的锁定时间不超过20s的前提下，设定重连视频流的等待时间由5秒缓慢增加，前一次的重连视频流的等待时间少于后一次重连视频流的等待时间。

在此，对于处于锁定状态的网络单端口，设定拉流频次，间隔上线5分钟。在视频监控行业中，有实时流和历史回放流，从设备过来的都是实时流，我们的平台，将设备实时流拿到我们的平台存放到硬盘中，在服务器硬盘里放着。这样我们的视频监控平台，提供可以看实时流和回放流。设计拉流频次的控制机制，间隔上线5分钟，是因为服务器如果把实时流进行录像，就要一直拉实时流。如果获取视频流不成功，有可能是因为网络原因，暂时不通了，应该过一会再获取，就可以拿到视频流。如果拉取不成功直接再次获取，那么就会一直占用相关资源，间隔上线5分钟，就可以减少相关资源的占用。

在此，在处于锁定状态的网络单端口的锁定时间不超过20s的前提下，设定重连视频流的等待时间由5秒缓慢增加，前一次的重连视频流的等待时间少于后一次重连视频流的等待时间。视频流一直拉取不成功，有可能是等待设备连接的时间有点短，采用缓慢增加每次等待时间，就可以采用最小的等待时间拉到视频流。

示例

视频监控领域基本特征：第一，视频并发量比较大，会同时存在成百上千路待传输视频数据。第二，视频数据的实时性，流畅性。第三，视频监控领域中视频的保密性。基于视频监控领域的基本特征，采用传统方法为满足视频数据的传输，会在互联网的服务器上开放更多的网络单端口。在此种情况下，会存在因开放的网络单端口过多，服务器容易受到外部攻击以致信息泄露，影响信息安全的问题。故，采用传统方法进行大量并发视频数据传输时会因网络单端口暴露多，以致存在很大的信息安全隐患。

在视频监控领域中，为了既能保障视频数据的并发量、实时性和流畅性，又能保证视频数据传输过程中信息数据安全，考虑在互联网降低端口使用数量，减少端口暴露端口数量，以保证网络安全和数据安全，因此，本示例提出一种适用于网络单端口复用多路视频的方法，具体为：

S001，创建相关资源，所述相关资源包括：线程和数据结构；

所述线程包括：沟通设备流的信令线程和流服务接收视频流的线程；

所述数据结构包括：

队列数据结构包括设备ID，设备通道，设备视频流唯一标识符；

端口池数据结构包括各端口状态和各端口复用路数；所述端口池中包括20个端口；

map映射表数据结构包括设备ID、设备流公网地址端口，设备信令地址端口；

S002，设备启动，与目标服务器信令沟通，所述设备接收开启视频的操作指令，同时，向队列中添加一条数据完成队列数据结构的更新；设备准备请求流；

S003，信令线程轮询更新后的队列数据结构，获取一条队列数据，基于预先设定的端口负载均衡策略从预设端口池中获取一个端口匹配给所述队列数据对应的设备，基于所述设备的基本信息，完成流地址的交互，即：所述服务器获取所述设备发送流的发送地址和端口；所述设备获取所述服务器接收流的接收地址和端口；

S004，流服务接收线程，设备与所述服务器建立连接，建立服务器接收流的接收地址、设备侧的发送地址、端口、所述设备的ID的对应关系，且所述对应关系存储到map映射表。服务器在此之后接收视频流时从map映射中找到对应关系，进行数据分发。最后将端口的状态根据端口复用路数，将端口状态置为空闲或者饱和。

S005，流断了或者用户主动不看流，释放相关资源。释放端口池中相关端口的复用路数计数减一，释放map映射表中的对应关系。

S006，在上述步骤过程中出现异常，需要重新拉流时，控制拉流频率(一般5分钟)和拉流的等待时间(慢慢变大，但是不超过20秒)。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

1、通过端口复用，在保证成百上千的视频并发量前提下，大量降低端口数量，网络单端口的使用数量从上万减少至最小为20个。

2、采用device info map映射表，快速定位进行视频分发，提高视频传输的实时性。

3、采用端口复用，使用少量端口，防火墙对外暴露的端口大量减少。因暴露的网络单端口数量大大减少，所以受到的网络攻击次数由现有100亿次/天降低至10万次/天，保证网络系统的安全和信息的安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种适用于网络单端口复用多路视频的方法，其特征在于，包括：

S1，基于待传输视频流设备的基本信息形成队列数据A，利用所述队列数据A更新原轮询组得到新轮询组；所述设备的基本信息包括设备ID，设备通道号和设备发出视频流的唯一标识符；

S2，轮询所述新轮询组，确定轮询到的任意一个队列数据B的目标服务器，为所述队列数据B所对应的设备B匹配可用端口，锁定所述可用端口用于传输所述设备B的待传输视频流；

S3，所述设备B与所述目标服务器连接后，建立所述目标服务器的公网地址、所述设备B的设备ID、设备B发出视频流的地址和所述可用端口的对应关系；

S4，基于所述对应关系，所述目标服务器接收到所述可用端口传输的数据，基于所述数据中的视频流唯一标识符还原得到所述设备B发送的视频流，完成数据传输；

其中，设定每个网络单端口具有最多n个复用视频路，n≥1，n个复用视频路表示同一个网络单端口的链路可同时用于传输n个设备的视频流；其中，所述可用端口表示当前未被使用的复用视频路至少为一个的网络单端口；

至少在为所述队列数据B匹配可用端口前，包括：建立包括至少一个网络单端口的端口池，并实时更新网络单端口的信息，具体为：

实时更新每个网络单端口的请求设备视频流队列中的请求数量；

实时更新每个网络单端口的端口状态；

实时更新每个网络单端口的复用视频路数，包括当前未被使用的复用视频路数；所述网络单端口状态包括：空闲状态表示网络单端口未被请求传输视频流；锁定状态表示网络单端口处于等待连接设备的状态；饱和状态表示网络单端口正在传输数据流的并发数据传输通路数量达到最大；

所述方法包括异常处理监控，具体为：监测到任意一个服务器的拉流时间超过预设时间阈值，基于预设拉流策略返回S1进行拉流；

所述预设拉流策略包括：对于处于锁定状态的网络单端口，设定拉流频次，间隔上线5分钟；在处于锁定状态的网络单端口的锁定时间不超过20s的前提下，设定重连视频流的等待时间由5秒缓慢增加，前一次的重连视频流的等待时间少于后一次重连视频流的等待时间。

2.根据权利要求1所述适用于网络单端口复用多路视频的方法，其特征在于，所述端口池内网络单端口的数量不超过20个。

3.根据权利要求1所述适用于网络单端口复用多路视频的方法，其特征在于，所述对应关系存储于map映射表中，并实时更新所述map映射表。

4.根据权利要求1或3所述适用于网络单端口复用多路视频的方法，其特征在于，当传输待传输视频流的过程中出现视频流断开或目标服务器不看视频流时，传输待传输视频流的网络单端口的当前未被使用的复用视频路加一，释放所述传输待传输视频流的网络单端口的对应关系，更新map映射表中存储的对应关系。

5.一种终端，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4任意一项所述适用于网络单端口复用多路视频的方法。

6.一种计算机可读介质，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任意一项所述适用于网络单端口复用多路视频的方法。