专利名称：一种流媒体服务节点及其负载均衡方法
技术领域：
本发明涉及到IPTV(交互式网络电视)技术，具体的说，涉及一种流媒体服务节点 及其负载均衡方法。
背景技术：
IPTV是一种集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字 电视在内的多种交互式服务的崭新技术。 IPTV系统提供的基本服务包括点播、直播、时移、电视回看。IPTV机顶盒(STB)，即 流媒体用户从EPG (电子节目单)服务器取得节目的URL (Uniform Resource Locator统一 资源定位符)后，通过RTSP(实时传输协议)信令与流媒体服务节点进行交互。 一个流媒 体服务节点能同时为上万个用户提供流媒体服务。 —个流媒体服务节点由多块刀片式服务器组成，刀片式服务器用来处理RTSP信 令或流媒体。对于能为上万个用户提供服务的流媒体节点，其内部的信令与媒体处理的负 载均衡是一个重要的问题，其中负载包括网络流量、文件10、内存消耗及CPU等等。
现有的负载均衡方法一般采用基于模块的负载均衡方法。流媒体节点包含多个控 制刀片，每个控制刀片根据自身的处理能力控制适当数量的资源刀片。其中，每个控制刀片 在逻辑上称为一个模块，每个资源刀片在逻辑上称为一个单元。流媒体节点在收到用户的 请求后，根据配置的静态信息把请求分发给相应的模块处理，静态信息根据每个模块的服 务能力预先进行配置。但是这种方法以每个用户的服务时间相同为前提，但实际上每个用 户的服务时间并不相同，有些单元上的用户可能很快就退出了，而有些单元上的用户服务 时间比较长，这样每个资源单元上的负载就不一样了。而且基于模块的处理方法也没有考 虑到异常情况，如某个单元出现故障，不能提供服务等。这些问题的存在，导致模块与模块 间、单元与单元间的负载均衡情况并不理想，并且会增加跨模块获取资源的概率及模块间 的通信开销。
发明内容
有鉴于上述背景，本发明提供了一种流媒体服务节点及其负载均衡方法，可使负 载均衡达到更好的效果。 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案
—种流媒体服务节点的负载均衡方法，包括如下步骤 A、流媒体服务节点中的资源管理模块实时监控流媒体服务节点中的各个资源单 元的负载状况； B、所述资源管理模块收到用户服务请求后，根据预定资源选择策略选择为该用户 提供服务的资源单元，获取该资源单元所属的控制模块；所述控制模块控制所述资源单元 在服务期间向该用户提供流媒体服务。 在上述方法的一种实施例中，所述预定资源选择策略为选择当前负载最小的资源
3单元。
在上述方法的一种实施例中，所述步骤B具体包括 Bl、资源管理模块收到用户服务请求后，根据预定资源选择策略选择为该用户提 供服务的资源单元，通过该资源单元的单元号获取所属的控制模块号； B2、资源管理模块根据控制模块号将用户服务请求和资源单元的单元号发送给相 应的控制模块； B3、控制模块向资源管理模块申请所述资源单元的资源； B4、资源管理模块向控制模块返回资源申请结果，实时更新各资源单元的负载状 况； B5、控制模块向所述资源单元发送请求，控制所述资源单元在服务期间向该用户 提供流媒体服务。 在上述方法的一种实施例中，还包括服务结束流程，所述服务结束流程包括
Cl、资源管理模块收到服务结束请求，向相应的控制模块转发所述服务结束请 求； C2、所述控制模块向相应的资源单元发送服务结束请求，所述资源单元结束向用 户提供服务； C3、所述控制模块向资源管理模块释放资源，资源管理模块实时更新该资源单元 负载状况。 在上述方法的一种实施例中，所述资源单元的负载状况包括网络带宽、文件10、内 存、CPU的资源占用情况。 在上述方法的一种实施例中，当控制模块或资源单元出现故障时，也可以通过触
发或定时检测方式向资源管理模块进行汇报。 本发明还公开了一种流媒体服务节点，包括 资源管理模块，用于实时监控流媒体服务节点中的各个资源单元的负载状况；并 在收到用户服务请求后，根据预定资源选择策略选择为该用户提供服务的资源单元，获取 该资源单元所属的控制模块； 所述控制模块，用于控制所述资源单元在服务期间向该用户提供流媒体服务。
在上述流媒体服务节点的一种实施例中，所述资源管理模块，在服务开始和服务 结束时对资源单元的负载状况实时更新。 本发明通过资源管理管理对各个资源单元的负载状态的实时监控，并据此根据预 定资源选择策略选择为该用户提供服务的资源单元，从而能够达到更好的负载均衡效果。
图1为本发明实施例的系统架构简图； 图2为本发明实施例的信令与媒体流图； 图3为本发明实施例的用户向节点请求服务的流程图； 图4为本发明实施例的用户结束服务的流程图。
具体实施例方式
下面对照附图对本发明的具体实施方案做详细说明。 本发明的主要目的在于提供一种IPTV系统中流媒体服务节点的负载均衡方法， 能够使节点内各模块、单元的负载达到动态均衡，提高流媒体服务质量。其核心思想是利用 资源管理模块来统一管理各个模块，以及各个模块下的各个资源单元的负载状况，由资源 管理模块来选择为用户提供服务的资源单元。 如图1所示，本发明实施例的流媒体服务节点，包括信令转发模块、资源管理模
块、控制模块和资源单元。其中，控制模块包括若干个(控制模块1、控制模块2.......控
制模块N)，每个控制模块下有若干个资源单元，例如，在图1中，控制模块1下有M1个资源
单元，控制模块2下有M2个资源单元，控制模块N下有M3个资源单元，Ml、 M2、 M3可以相
同，也可以不同。信令转发模块可以和资源管理模块进行信令交互，其中， 信令转发模块负责接收和转发用户向流媒体服务节点发起的信令请求。
资源管理模块包括信令预解析子模块和资源管理子模块。信令预解析子模块对
信令转发模块转发过来的信令进行预解析，初步判断信令类型和是否需要申请媒体资源。
若需要申请媒体资源，信令预解析子模块则可以根据预定资源选择策略向资源管理子模块
获取例如负载最小的资源单元号及该单元所属的控制模块号，并建立信令转发数据区，为
每个用户服务期间建立一个数据区，使该用户此次服务的信令都发至同一控制模块。资源
管理子模块负责资源选择和整个节点内资源使用情况的搜集与统计，其对流媒体服务节点
内的各个模块、各个资源单元的服务能力，比如网络带宽、文件10、内存及CPU等统一进行
管理，实时监控节点内各个单元和模块的资源占用情况，根据预定资源选择策略为用户选
择提供服务的资源单元。在本例中，预定资源选择策略设定为选择当前负载最小的资源单
元。当然，预定资源选择策略可根据当前实际需求设定其他的选择策略。
控制模块在流媒体服务节点内负责对用户的请求进行处理，向资源管理模块申
请资源，操作资源单元提供服务等。
资源单元负责为用户提供流媒体服务。 图2是本发明实例的信令与媒体流图，根据该图，机顶盒(STB)首先要向EPG服务
器获取所需节目的URL，然后根据URL向相应的节点发送请求，即向此节点的信令转发模块
发送请求。信令转发模块收到请求后，将信令转发给资源管理模块。资源管理模块收到信
令后，由其信令预解析子模块对信令进行预解析，判断是否是用户发起的媒体服务请求，如
果是则向资源管理子模块查询负载最小的资源单元和与之相对应的控制模块。信令预解析
子模块会将这个控制模块号记录下来，作为此次服务信令转发的根据。然后信令预解析子
模块将请求转发到该控制模块。该控制模块根据获取的单元号向资源管理子模块申请指定
资源单元的资源，申请成功后，控制模块向该指定的资源单元发送服务请求。该资源单元收
到请求之后，向用户提供流媒体服务。此外，当控制模块或资源单元出现故障时，也可以通
过触发或定时检测方式向资源管理模块进行汇报，资源管理模块进行相应进行处理，例如
将出现故障的控制模块或资源单元退出服务，直至其故障排除。 图3是本发明实例中用户向节点请求服务的流程图，包括以下步骤 步骤S301 :机顶盒(STB)发送RTSP请求到信令转发模块，信令转发模块收到机顶
盒发来的请求。
步骤S302 :信令转发模块将收到的请求发送到资源管理模块。 步骤S303 :资源管理模块的信令预解析子模块分析请求需要的资源类型，向资源 管理子模块查询负载最小的资源单元，并通过资源单元的单元号找到该单元所属的控制模 块号，并将控制模块号告知信令预解析子模块。 步骤S304 :信令预解析子模块记录下控制模块号作为此次服务信令转发的根据， 并将请求和单元号发送到相应的控制模块。 步骤S305 :控制模块向资源管理模块申请获取指定单元的资源。 步骤S306 :资源管理模块向控制模块返回指定单元资源的申请结果并实时统计
更新各个单元负载状况，即资源占用情况。 步骤S307 :若申请指定单元成功，控制模块向该资源单元发送请求，请求其向用 户提供流媒体服务，该资源单元向用户提供服务。
图4是本发明实例中用户结束服务的流程图，包括以下步骤 步骤S401 :机顶盒发送服务结束请求到信令转发模块，信令转发模块收到服务结 束请求。 步骤S402 :信令转发模块将服务结束请求转发给资源管理模块的信令预解析子 模块，信令预解析子模块根据第一次请求(即服务请求)时记录的信息，将服务结束请求发 送到相应控制模块。 步骤S403 :控制模块向资源单元发送结束服务的请求。
步骤S404 :资源单元结束向用户提供服务。 步骤S405 :控制模块向资源管理模块释放资源，资源管理模块实时更新该单元负 载状况。 步骤S406 :控制模块通过信令预解析子模块向信令转发模块发送服务已结束的 响应。 步骤S407 :信令转发模块向机顶盒发送服务已结束的响应。 采用本发明，通过资源管理模块对各个资源单元的负载状况的实时监控，并根据 预定选择策略进行资源单元的选择，使得流媒体服务节点内各资源单元的负载能够实现动 态均衡，相比于现有的按照模块轮询处理方式，流媒体服务节点的整体性能得到提高，从而 能够为用户提供高质量的流媒体服务。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，但这只是 为便于理解而举的实例，不应认为本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属 技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以做出各种可能的等同 改变或替换，这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。
权利要求
一种流媒体服务节点的负载均衡方法，其特征在于，包括如下步骤A、流媒体服务节点中的资源管理模块实时监控流媒体服务节点中的各个资源单元的负载状况；B、所述资源管理模块收到用户服务请求后，根据预定资源选择策略选择为该用户提供服务的资源单元，获取该资源单元所属的控制模块；所述控制模块控制所述资源单元在服务期间向该用户提供流媒体服务。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定资源选择策略为选择当前负载最 小的资源单元。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括Bl、资源管理模块收到用户服务请求后，根据预定资源选择策略选择为该用户提供服 务的资源单元，通过该资源单元的单元号获取所属的控制模块号；B2、资源管理模块根据控制模块号将用户服务请求和资源单元的单元号发送给相应的 控制模块；B3、控制模块向资源管理模块申请所述资源单元的资源；B4、资源管理模块向控制模块返回资源申请结果，实时更新各资源单元的负载状况； B5、控制模块向所述资源单元发送请求，控制所述资源单元在服务期间向该用户提供 流媒体服务。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括服务结束流程，所述服务结束流程包括Cl、资源管理模块收到服务结束请求，向相应的控制模块转发所述服务结束请求； C2、所述控制模块向相应的资源单元发送服务结束请求，所述资源单元结束向用户提 供服务；C3、所述控制模块向资源管理模块释放资源，资源管理模块实时更新该资源单元负载 状况。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述资源单元的负载状况包括 网络带宽、文件10、内存、CPU的资源占用情况。
6. 如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，当控制模块或资源单元出现故 障时，通过触发或定时检测方式向资源管理模块进行汇报。
7. —种流媒体服务节点，其特征在于，包括资源管理模块，用于实时监控流媒体服务节点中的各个资源单元的负载状况；并在收 到用户服务请求后，根据预定资源选择策略选择为该用户提供服务的资源单元，获取该资 源单元所属的控制模块；所述控制模块，用于控制所述资源单元在服务期间向该用户提供流媒体服务。
8. 如权利要求7所述的流媒体服务节点，其特征在于，所述预定资源选择策略为选择 当前负载最小的资源单元。
9. 如权利要求7所述的流媒体服务节点，其特征在于，所述资源管理模块，在服务开始 和服务结束时对资源单元的负载状况实时更新。
10. 如权利要求7至9中任一项所述的流媒体服务节点，其特征在于，所述资源单元的 负载状况包括网络带宽、文件10、内存、CPU的资源占用情况。
全文摘要
本发明公开了一种流媒体服务节点及其负载均衡方法，所述方法包括如下步骤流媒体服务节点中的资源管理模块实时监控流媒体服务节点中的各个资源单元的负载状况；所述资源管理模块收到用户服务请求后，根据预定资源选择策略选择为该用户提供服务的资源单元，获取该资源单元所属的控制模块；所述控制模块控制所述资源单元在服务期间向该用户提供流媒体服务。流媒体服务节点包括资源管理模块和控制模块。本发明使得流媒体服务节点的整体性能得到提高，从而能够为用户提供高质量的流媒体服务。
文档编号H04L29/06GK101695044SQ200910190529
公开日2010年4月14日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者刘澍, 李鹏程, 肖蓉 申请人:中兴通讯股份有限公司;