专利名称：用于实现媒体转码网络负载均衡的方法、媒体转码单元及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频监控技术领域，特别涉及用于实现媒体转码网络负载均衡的方
法、媒体转码单元及系统。
背景技术：
随着通信技术的不断发展，视频监控技术也日益成熟。移动视频监控(移动全球 眼)主要通过手机等终端实现远程视频浏览、远程云镜控制、视频截图等功能，满足用户远 程视频查看、远程应急指挥的需求，向用户提供随时随地的视频监控服务。然而移动网络在 稳定性和带宽等方面跟固网还有差距，如何将固网和移动融合成为亟待解决的问题。媒体 转码单元(Video Access Unit, VAU)正是为了解决这个问题，它可以把各种不同音视频内 容转换成适合无线网络传输和移动用户观看的码流。 单台媒体转码单元的能力有限，随着"无线城市"的建设以及移动全球眼业务的发 展，在同一区域单台媒体转码单元难以满足要求，必须建立媒体转码网络，对于媒体转码网 络的管理成为关系到视频监控业务稳定性的重要因素。
发明内容
本发明的目的在于提供用于实现媒体转码网络负载均衡的方法、媒体转码单元及 系统，实现媒体转码网络的负载均衡。 本发明提供一种用于实现媒体转码网络负载均衡的方法，应用于包括一台主媒体
转码单元VAU和至少一台从VAU的媒体转码网络，该方法包括 所述主VAU接收点播请求； 所述主VAU选择负载最小的从VAU提供服务。 进一步的，该方法还包括 所述主VAU对各从VAU进行鉴权； 所述主VAU将鉴权通过的从VAU置为上线。 进一步的，该方法包括 在保活周期内，所述主VAU接收已上线的从VAU的保活请求。
进一步的，该方法还包括 在预定时间内，所述主VAU未收到从VAU的保活请求，则将该从VAU置为下线。
进一步的，所述主VAU选择负载最小的从VAU提供服务包括
所述主VAU从已上线的从VAU中选择负载最小的从VAU ; 所述主VAU判断选中的从VAU是否过载；若从VAU未过载，则由该从VAU提供服 务；若从VAU过载，则在所述主VAU未过载时，由所述主VAU提供服务。
进一步的，该方法还包括 在所述主VAU过载时，所述主VAU对新VAU进行鉴权；
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所述主VAU将鉴权通过的新VAU置为上线。
进一步的，该方法还包括 设置备用主VAU，所述主VAU上的信息在所述备用主VAU上作备份；
当所述主VAU故障时，所述备用主VAU切换为主VAU。 本发明还提供一种媒体转码单元，应用于包括至少一台从VAU的媒体转码网络，
该媒体转码单元包括 接收单元，用于接收点播请求； 选择单元，用于选择负载最小的从VAU提供服务。
进一步的，该媒体转码单元还包括 鉴权单元，用于对各从VAU进行鉴权； 管理单元，用于将鉴权通过的从VAU置为上线。 进一步的，该媒体转码单元还包括 保活单元，用于在保活周期内，接收已上线的从VAU的保活请求； 所述管理单元，还用于在预定时间内未收到从VAU的保活请求，则将该从VAU置为下线。 进一步的，所述选择单元包括 选择子单元，用于从已上线的从VAU中选择负载最小的从VAU ;
判断子单元，用于判断选中的从VAU是否过载； 反馈子单元，用于如果选中的从VAU未过载，则由该从VAU提供服务；若从VAU过 载，则在自身未过载时，由自身提供服务。 进一步的，在自身过载时，所述鉴权单元，还用于对新VAU进行鉴权；所述管理单 元，还用于将鉴权通过的新VAU置为上线。 本发明还提供一种用于实现媒体转码网络负载均衡的系统，该系统包括一台主媒 体转码单元VAU和至少一台从VAU，其中， 所述主VAU，用于接收点播请求；并选择负载最小的从VAU提供服务。
所述从VAU，用于所述主VAU的选择，被选中的从VAU提供服务。
进一步的，该系统还包括 备用主VAU，用于备份所述主VAU上的信息，并在所述主VAU故障时，切换为主 VAU。 采用本发明提供的用于实现媒体转码网络负载均衡的方法、媒体转码单元及系 统，主VAU根据负载大小选择用于提供服务的设备，避免媒体流集中从一台VAU出去，不会 造成网络拥塞，能保证VAU网络的负载均衡。当某台从VAU出现故障时也不会影响整个网 络的运行，从而保证整个网络的平稳性。
图i示出视频监控系统的组网图； 图2示出本发明实施例中主、从VAU之间交互流程示意图；
图3示出本发明实施例中实现负载均衡的流程示意图；
图4示出本发明实施例中实现平滑扩容的流程示意 图5示出本发明媒体转码单元实施例的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细阐述。VAU接入到整个视频监控 系统。视频监控系统包括媒体转码单元、监控前端，移动客户端，固网流媒体服务器和移 动流媒体服务器。视频监控系统包括但不限于采用实时流协议(Real Time Streaming Protocol，RTSP)或会话初始协议(Session Initiation Protocol, SIP)的视频监控系统。 具体的，请参阅图l，其中， VAU是实现移动业务网络与全球眼平台互通的关键网元，实现移动业务网络与全 球眼网络之间的业务交互。将监控前端上传的高带宽码流转换成手机等终端观看所需要的 移动码流。 监控前端(Pre Unit, PU)，负责完成音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存 储及发送等功能，并可接收来自网络的控制指令。 移动客户端(Mobile Client Unit，M_CU)，业务发起方，完成业务请求/认证等发 起、监控列表页面等解析、视频流的解码和播放、发送云镜控制(PTZ)消息等功能。
固网流媒体服务器(Streaming Server, SS)，主要功能是进行媒体码流的转发和 存储等，接收监控前端的媒体码流，并将其转发给VAU或者固网客户端，同时根据需要进行 存储。 移动流媒体服务器(PSS， Packet-switched Streaming Server)，该设备属于可选 设备。是系统中处理媒体流分发的网元。主要响应客户端(M_CU)业务请求消息，与M—CU、 VAU协同完成从VAU实时获取流媒体内容到M_CU的流媒体分发过程。 监控前端发送码流给固网流媒体服务器，VAU从固网流媒体服务器获得媒体码流 后按照要求进行转码输出。 媒体转码网络中的任何一 台VAU既可以做主VAU也可以做从VAU，通过配置文件决 定。可以通过远程配置工具软件连接到主VAU上，添加需要主VAU管理的从VAU信息(如 用户名、密码等)。设备启动时读取配置文件如果发现自己是主VAU就启动一个线程侦听从 VAU的连接，处理从VAU的注册、保活等；如果发现自己是从VAU就向主VAU(其IP、端口也 通过配置文件得到)发起注册请求等。为了提高可靠性，可视情况配置一台主VAU的备机。
负载均衡实现方法包括以下步骤 A、在VAU网络中选定一台VAU做为主VAU，其余VAU做为从VAU。主VAU负责管理、 调度整个VAU网络的资源。在主VAU的数据库里要配置从VAU的用户名、密码等信息。为 提高可靠性，主VAU可考虑双机备份。 B、从VAU启动后根据配置信息向主VAU注册(密码建议用MD5等加密)，主VAU对
从VAU进行验证鉴权。验证通过后才允许从VAU进行后续的上线、保活流程。 C、从VAU在保活周期到时主动向主VAU发起保活请求，附带能力信息(包括CPU、
内存利用率，转码、透传、分发路数等)。从VAU能力有变化时以保活消息的形式实时上报。
从VAU在连续多个保活周期内没有收到主VAU的响应，则认为保活失败，回到步骤B);主
VAU在连续多个保活周期内没有收到从VAU的保活请求，则认为保活失败，把该VAU置为下线。
D、开始点播时M_CU/PSS向主VAU发送点播请求。主VAU根据步骤C得到的信息
在已上线的从VAU中选择负载最小的VAU，并判断该VAU是否过载(阈值可设置)。 E、如果步骤D选中的VAU不过载就由该VAU为客户提供服务，主VAU则向M_CU/
PSS返回重定向(redirection,推荐302)响应。M_CU/PSS根据响应消息中Location所返
回的从VAU的URL重新向该从VAU发起请求，完成后续的信令及媒体交互。 F、如果步骤D选中的VAU过载，在主VAU不过载的情况下直接由主VAU提供服务。
如果主VAU也过载则说明整个VAU网络过载，此时需要向网管告警，提醒运营商升级扩容；
同时拒绝服务。 G、如果现网过载则需要扩容。在主VAU上添加一台新VAU的信息，让其注册、上 线。此时有新的点播请求时可让新上线的VAU为其提供服务，不会影响已有业务，达到平滑 扩容的目的。 媒体转码网络中的任何一 台VAU既可以做主VAU也可以做从VAU，通过配置文件决 定。可以通过远程配置工具软件连接到主VAU上，添加需要主VAU管理的从VAU信息(如 用户名、密码等)。设备启动时读取配置文件如果发现自己是主VAU就启动一个线程侦听从 VAU的连接，处理从VAU的注册、保活等；如果发现自己是从VAU就向主VAU(其IP、端口也 通过配置文件得到)发起注册请求等。为了提高可靠性，可视情况配置一台主VAU的备机。
请参阅图2 ，主、从VAU之间的信息交互包括 201、从VAU向主VAU发送注册请求，从VAU向主VAU注册时需携带自身互联网协 议(Internet Protocol, IP)地址、实时流协议(Real TimeStreaming Protocol, RTSP)的 服务端口 、用户名及密码等信息。
202 、主VAU对该注册请求进行验证鉴权。 203、验证鉴权通过后，主VAU向从VAU反馈注册响应。在注册响应中主VAU给从
VAU分配一个全网唯一的身份标识号码(IDentity， ID)便于管理。 204、注册成功后从VAU发起上线请求。 205、在上线响应中主VAU给从VAU返回保活周期等参数。 206、上线成功后，从VAU发起保活请求。在保活请求中从VAU要携带自身的负载
情况参数(包括CPU、内存利用率，转码路数等)，便于主VAU进行负载均衡计算。 207、主VAU向从VAU反馈保活响应。在保活响应中主VAU也会给从VAU返回保活
周期，主要是便于动态调整保活周期适应不同网络环境。从VAU能力有变化时以保活消息
的形式实时上报。 以一主VAU和两从VAU为例说明如何实现负载均衡，请参阅图3，包括 301、客户端(M_CU/PSS)向主VAU发起点播请求。 302、主VAU根据从VAU上报的能力信息挑选负载最轻的VAU。 303、主VAU选中从VAU①，给客户端返回重定向(Redirect)响应，location中携
带从VAU①的URL。 304、客户端根据新的URL向从VAU①发起点播请求。
305、后续的流程为标准的信令和媒体处理，不再赘述。
306、客户端向主VAU发起新的点播请求。 307、因为从VAU①已经承担了一路转码任务，此时负载最轻的就是从VAU②。
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308、主VAU给客户端返回Redirect响应，location中携带从VAU②的URL。
309、客户端向从VAU②发起点播请求，再去连接VAU②。负载相同的情况下，主 VAU可以随机选择从VAU。 310、当客户端再有新的请求过来时，处理流程是类似的。 随着客户的增加、点播增多，从VAU①和②都过载时需要主VAU也提供转码服务。 但当主VAU也过载时就说明整个媒体转码网络超负荷运行了，这就涉及媒体转码网络的扩 容。请参阅图4，说明如何在扩容的同时不会中断已有的业务。
401、客户端(M_CU/PSS)向主VAU发起点播请求。
402、主VAU判断从VAU①和②以及主VAU都过载。
403、主VAU拒绝服务。 404、主VAU拒绝新的点播请求，同时添加一个从VAU③。 添加从VAU③的过程包括 405、从VAU③向主VAU发送注册、上线请求。 406、通过远程配置工具软件将从VAU③连接到主VAU上，添加VAU③的用户名、密
码等信息，让其注册上线。主VAU向从VAU③反馈注册、上线响应。 407、从VAU③上线成功后，主VAU接收到来自客户端的新的点播请求。 408、主VAU选择一台负载最轻的从VAU，即从VAU③。409、主VAU给客户端返回Redirect响应，location中携带从VAU③的URL。
410、客户端向从VAU③发起点播请求。 411、从VAU③为客户端提供服务，这样就达到了平滑扩容的目的。后续的流程为 标准的信令和媒体处理，不再赘述。 图5示出本发明媒体转码单元实施例的结构示意图。应用于包括至少一台从VAU
的媒体转码网络，请参阅图5，该媒体转码单元包括 接收单元501，用于接收点播请求； 选择单元502，用于选择负载最小的从VAU提供服务。 进一步的，该媒体转码单元还可以包括 鉴权单元，用于对各从VAU进行鉴权； 管理单元，用于将鉴权通过的从VAU置为上线。 进一步的，该媒体转码单元还可以包括 保活单元，用于在保活周期内，接收已上线的从VAU的保活请求； 前述管理单元，还用于在预定时间内未收到从VAU的保活请求，则将该从VAU置为下线。 进一步的，选择单元可以包括 选择子单元，用于从已上线的从VAU中选择负载最小的从VAU ;
判断子单元，用于判断选中的从VAU是否过载； 反馈子单元，用于判断如果选中的从VAU未过载，则由该从VAU提供服务；若从 VAU过载，则在自身未过载时，由自身提供服务。 进一步的，在自身过载时，鉴权单元，还可以用于对新VAU进行鉴权；管理单元，还 可以用于将鉴权通过的新VAU置为上线。
—种用于实现媒体转码网络负载均衡的系统，该系统包括一台主媒体转码单元 VAU和至少一台从VAU，其中， 主VAU，用于接收点播请求；并选择负载最小的从VAU提供服务。
从VAU，用于主VAU的选择，选中的从VAU提供服务。
进一步的，该系统还可以包括 备用主VAU，用于备份主VAU上的信息，并在主VAU故障时，切换为主VAU。
以上所述仅是本发明的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
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权利要求
一种用于实现媒体转码网络负载均衡的方法，应用于包括一台主媒体转码单元VAU和至少一台从VAU的媒体转码网络，其特征在于，该方法包括所述主VAU接收点播请求；所述主VAU选择负载最小的从VAU提供服务。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括 所述主VAU对各从VAU进行鉴权；所述主VAU将鉴权通过的从VAU置为上线。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括 在保活周期内，所述主VAU接收已上线的从VAU的保活请求。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括在预定时间内，所述主VAU未收到从VAU的保活请求，则将该从VAU置为下线。
5. 根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述主VAU选择负载最小的从 VAU提供服务包括所述主VAU从已上线的从VAU中选择负载最小的从VAU ;所述主VAU判断选中的从VAU是否过载；若从VAU未过载，则由该从VAU提供服务；若 从VAU过载，则在所述主VAU未过载时，由所述主VAU提供服务。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括 在所述主VAU过载时，所述主VAU对新VAU进行鉴权； 所述主VAU将鉴权通过的新VAU置为上线。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括 设置备用主VAU，所述主VAU上的信息在所述备用主VAU上作备份； 当所述主VAU故障时，所述备用主VAU切换为主VAU。
8. —种媒体转码单元，应用于包括至少一台从VAU的媒体转码网络，其特征在于，该媒 体转码单元包括接收单元，用于接收点播请求；选择单元，用于选择负载最小的从VAU提供服务。
9. 根据权利要求8所述的媒体转码单元，其特征在于，该媒体转码单元还包括 鉴权单元，用于对各从VAU进行鉴权；管理单元，用于将鉴权通过的从VAU置为上线。
10. 根据权利要求9所述的媒体转码单元，其特征在于，该媒体转码单元还包括保活单元，用于在保活周期内，接收已上线的从VAU的保活请求；所述管理单元，还用于在预定时间内未收到从VAU的保活请求，则将该从VAU置为下线。
11. 根据权利要求9或10所述的媒体转码单元，其特征在于，所述选择单元包括 选择子单元，用于从已上线的从VAU中选择负载最小的从VAU ;判断子单元，用于判断选中的从VAU是否过载；反馈子单元，用于判断如果选中的从VAU未过载，则由该从VAU提供服务；若从VAU过 载，则在自身未过载时，由自身提供服务。
12. 根据权利要求11所述的媒体转码单元，其特征在于，在自身过载时，所述鉴权单元，还用于对新VAU进行鉴权；所述管理单元，还用于将鉴权通过的新VAU置为上线。
13. —种用于实现媒体转码网络负载均衡的系统，其特征在于，该系统包括一台主媒体 转码单元VAU和至少一台从VAU，其中，所述主VAU，用于接收点播请求；并选择负载最小的从VAU提供服务。 所述从VAU，用于所述主VAU的选择，被选中的从VAU提供服务。
14. 根据权利要求13所述的系统，其特征在于，该系统还包括备用主VAU，用于备份所述主VAU上的信息，并在所述主VAU故障时，切换为主VAU。
全文摘要
本发明公开用于实现视频接入网络负载均衡的方法、视频接入单元及系统，应用于包括一台主视频接入单元VAU和至少一台从VAU的视频接入网络，该方法包括所述主VAU接收点播请求；所述主VAU选择负载最小的从VAU提供服务。主VAU根据负载大小选择用于提供服务的设备，避免媒体流集中从一台VAU出去，不会造成网络拥塞，能保证VAU网络的负载均衡。当某台从VAU出现故障时也不会影响整个网络的运行，从而保证整个网络的平稳性。
文档编号H04L12/56GK101702666SQ20091011018
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者欧阳永辉, 段新平, 贺凯, 霍东风 申请人:中兴通讯股份有限公司