实时多媒体内容分发网络的传输方法及传输架构与流程

本发明涉及网络通信
技术领域：
，尤其涉及一种实时多媒体内容分发网络的传输方法及传输架构。版权申明本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
背景技术：
：随着互联网近几年的快速发展，内容分发网络(ContentDeliveryNetwork，简称为CDN)技术为大量用户快速的访问Web页面以及更新页面表单数据等方面提供了有力支持。CDN技术是指在网络各处放置节点服务器，从而在现有的互联网基础之上形成一层智能虚拟网络架构。通过CDN技术，可以将网站的内容发布至最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容，从而可以提高用户访问网站的响应速度，提升用户体验。现有技术中，为了能够利用现有的CDN技术和网络节点资源实现实时多媒体传输，很多企业采用将实时多媒体数据转换为传统的视频文件数据块的方式实现CDN加速。即首先将实时多媒体数据按照到达的顺序存储为不同的视频文件数据块，然后在CDN网络上同步这些视频文件数据块。然而，上述方法会造成用户观看到实时视频的延迟时间有所增加，增加的延迟时间。对于实时多媒体传输，过长的延迟时间会严重影响用户体验。技术实现要素：为了解决上述的以及其他潜在的技术问题，本发明的实施例提供了一种实时多媒体内容分发网络的传输方法以及一种实时多媒体内容分发网络的传输架构。本发明的第一方面提供了一种实时多媒体内容分发网络的传输方法的实施例，其包括：订阅网络节点获取携带有订阅列表的媒体订阅指令，并将所述媒体订阅指令传输至中转网络节点；中转网络节点将来自所述订阅网络节点的所述媒体订阅指令传输至发布网络节点；发布网络节点获取实时多媒体数据，以及接收来自所述中转网络节点的所述媒体订阅指令并将对应所述订阅列表的实时多媒体数据发送至所述中转网络节点；中转网络节点将来自所述发布网络节点的所述实时多媒体数据传输至订阅网络节点；订阅网络节点输出所述实时多媒体数据。由以上技术方案可见，本发明所提供的实时多媒体内容分发网络的传输方法的实施例中，采用实时多媒体数据转发的模式，实现内容分发网络(ContentDeliveryNetwork，简称为CDN)的实时多媒体传输，即可以连续、实时的传输多媒体数据。相比于现有技术中将多媒体文件转换为视频文件数据块再进行传输的方式，由于没有缓冲多媒体数据并保存为视频文件数据块等过程所需的时间，因此通过本发明可以使用户快速的获得实时多媒体数据进行播放，有效的减少了实时多媒体传输的延迟时间。同时，任意实时多媒体数据在任意网络节点(订阅网络节点、中转网络节点、发布网络节点)上检测到有媒体订阅指令(订阅列表)，这些网络节点将直接快速的将实时多媒体数据中转至订阅列表中的所有订阅者，从而实现实时多媒体数据在中转网络中进行低延时的快速转发。在一些实施例中，所述传输方法还包括：获取服务分配请求，并根据网络特征，分配出相匹配的订阅网络节点和发布网络节点；并且由分配的所述订阅网络节点获取所述媒体订阅指令；以及由分配的所述发布网络节点获取所述实时多媒体数据。在一些实施例中，在所述媒体订阅指令中设置订阅时长；并且所述订阅网络节点、所述中转网络节点及所述发布网络节点在所述订阅时长内连接形成订阅发布路径。在一些实施例中，所述传输方法还包括：获取续订阅请求；并且所述订阅网络节点、所述中转网络节点及所述发布网络节点在所述订阅时长内获取所述续订阅请求，则延长所述订阅时长。在一些实施例中，所述订阅网络节点输出所述实时多媒体数据，包括：所述订阅网络节点将所述实时多媒体数据分发至对应的订阅方客户端，在所述订阅方客户端执行声音播放和/或视频渲染。本发明的第二方面提供了一种实时多媒体内容分发网络的传输架构的实施例，其包括：媒体下行集群，包括多个订阅网络节点和至少一个中转网络节点；所述订阅网络节点用于获取并响应携带有订阅列表的媒体订阅指令；所述中转网络节点用于接收并转发来自所述订阅网络节点的所述媒体订阅指令以及接收并转发对应所述订阅列表的实时多媒体数据；媒体上行集群，包括多个发布网络节点，与所述中转网络节点相连，用于获取实时多媒体数据，以及接收来自所述中转网络节点的所述媒体订阅指令并将对应所述订阅列表的实时多媒体数据发送至所述中转网络节点。在一些实施例中，所述传输架构还包括分配服务器，用于获取服务分配请求，并根据网络特征，分配出相匹配的订阅网络节点和发布网络节点；并且由分配的所述订阅网络节点获取所述媒体订阅指令；以及由分配的所述发布网络节点获取所述实时多媒体数据。在一些实施例中，所述媒体订阅指令中设置有订阅时长；所述订阅网络节点、所述中转网络节点及所述发布网络节点在所述订阅时长内连接形成订阅发布路径。在一些实施例中，所述传输架构包括多个所述媒体下行集群和多个所述媒体上行集群，多个所述媒体下行集群和多个所述媒体上行集群之间通过所述中转网络节点进行交互。在一些实施例中，所述中转网络节点位于所述媒体下行集群的边界。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。图1为本发明实施例中所提供的实时多媒体内容分发网络的传输方法的操作流程图。图2为本发明实施例中所提供的实时多媒体内容分发网络的传输架构的网络拓扑结构图。图3为本发明实施例中所提供的实时多媒体内容分发网络的传输方法的控制信令交互图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。首先，请参阅图1所示，本实施例中提供了一种实时多媒体内容分发网络(CDNforrealtimemultimedia，后简称实时CDN即RT-CDN)的传输方法，该传输方法主要包括如下步骤：步骤101：订阅网络节点获取携带有订阅列表的媒体订阅指令，并将该媒体订阅指令传输至中转网络节点；步骤102：中转网络节点将来自订阅网络节点的该媒体订阅指令传输至发布网络节点；步骤103：发布网络节点获取实时多媒体数据，以及接收来自中转网络节点的该媒体订阅指令并将对应其订阅列表的实时多媒体数据发送至中转网络节点；步骤104：中转网络节点将来自发布网络节点的实时多媒体数据传输至订阅网络节点；步骤105：订阅网络节点输出该实时多媒体数据。由以上技术方案可见，本发明所提供的实时多媒体内容分发网络的传输方法的实施例中，采用实时多媒体数据转发的模式，实现内容分发网络(ContentDeliveryNetwork，简称为CDN)的实时多媒体传输，即可以连续、实时的传输多媒体数据。相比于现有技术中将多媒体文件转换为视频文件数据块再进行传输的方式，由于没有缓冲多媒体数据并保存为视频文件数据块等过程所需的时间，因此通过本发明可以使用户快速的获得实时多媒体数据进行播放，有效的减少了实时多媒体传输的延迟时间。同时，任意实时多媒体数据在任意网络节点(订阅网络节点、中转网络节点、发布网络节点)上检测到有媒体订阅指令(订阅列表)，这些网络节点将直接快速的将实时多媒体数据中转至订阅列表中的所有订阅者，从而实现实时多媒体数据在中转网络中进行低延时的快速转发。在一些实施例中，本发明的传输方法还包括：获取服务分配请求，并根据网络特征，分配出相匹配的订阅网络节点和发布网络节点；并且其中，由分配的订阅网络节点获取媒体订阅指令；以及由分配的发布网络节点获取实时多媒体数据。由此，可以根据用户的网络特征，以一定的算法，返回分配确认的最匹配的一组订阅网络节点和发布网络节点，用户可以选择和自己连通性最好的，负载最低的，丢包率最小的发布网络节点进行媒体上行，可以显著的减少媒体往返延时，提高音视频质量。在一些实施例中，本发明的传输方法还包括：在媒体订阅指令中设置订阅时长；并且，其中，订阅网络节点、中转网络节点及发布网络节点在订阅时长内连接形成订阅发布路径。进一步的，本发明的传输方法还包括：获取续订阅请求；并且其中，订阅网络节点、中转网络节点及发布网络节点在订阅时长内获取续订阅请求，则延长订阅时长。由此，可以指定一定的订阅时长，在指定订阅时长内，没有接收到下一个续订阅请求，相关网络节点(订阅网络节点、中转网络节点、发布网络节点、发布方客户端)将自动过期订阅，不再中转/上行媒体。若在订阅时长内收到续订阅请求，则相应的延长订阅时长，刷新为新的订阅时长。因此，订阅关系链的维护，是通过定期的订阅信令进行实时刷新，每隔一段时间，各网络节点都会发起刷新订阅列表的续订请求。在一些实施例中，订阅网络节点输出实时多媒体数据，具体可包括：订阅网络节点将实时多媒体数据分发至对应的订阅方客户端，在订阅方客户端执行声音播放和/或视频渲染。下面，请参阅图2所示，本实施例中提供了一种实时多媒体内容分发网络(CDNforrealtimemultimedia，后简称实时CDN即RT-CDN)的传输架构，该传输架构适用于上述实时多媒体内容分发网络的传输方法，其主要包括有：媒体下行集群10，包括多个订阅网络节点101和至少一个中转网络节点102；该媒体下行集群10与订阅方客户端30相连，其中，订阅网络节点101用于获取并响应由订阅方客户端30发出的携带有订阅列表的媒体订阅指令，该订阅列表中包含至少一订阅对象信息；中转网络节点102位于媒体下行集群10的边界，用于接收并转发来自订阅网络节点101的该媒体订阅指令以及接收并转发对应其订阅列表的实时多媒体数据；媒体上行集群20，包括多个发布网络节点201，其与中转网络节点102及发布方客户端40相连，用于获取发布方客户端40发布的实时多媒体数据，以及接收来自中转网络节点102的媒体订阅指令并将对应其订阅列表的实时多媒体数据发送至中转网络节点102。由以上技术方案可见，本发明所提供的实时多媒体内容分发网络的传输架构的实施例中，采用实时多媒体数据转发的模式，实现内容分发网络(ContentDeliveryNetwork，简称为CDN)的实时多媒体传输，即可以连续、实时的传输多媒体数据。相比于现有技术中将多媒体文件转换为视频文件数据块再进行传输的方式，由于没有缓冲多媒体数据并保存为视频文件数据块等过程所需的时间，因此通过本发明可以使用户快速的获得实时多媒体数据进行播放，有效的减少了实时多媒体传输的延迟时间。同时，任意实时多媒体数据在任意网络节点(订阅网络节点、中转网络节点、发布网络节点)上检测到有媒体订阅指令(订阅列表)，这些网络节点将直接快速的将实时多媒体数据中转至订阅列表中的所有订阅者，从而实现实时多媒体数据在中转网络中进行低延时的快速转发。在一些实施例中，本发明的传输架构还包括分配服务器，用于获取服务分配请求，并根据网络特征，分配出相匹配的订阅网络节点和发布网络节点；并且其中，由分配的订阅网络节点获取媒体订阅指令；以及由分配的发布网络节点获取实时多媒体数据。由此，可以指定一定的订阅时长，在指定订阅时长内，没有接收到下一个续订阅请求，相关网络节点(订阅网络节点、中转网络节点、发布网络节点、发布方客户端)将自动过期订阅，不再中转/上行媒体。若在订阅时长内收到续订阅请求，则相应的延长订阅时长，刷新为新的订阅时长。因此，订阅关系链的维护，是通过定期的订阅信令进行实时刷新，每隔一段时间，各网络节点都会发起刷新订阅列表的续订请求。在一些实施例中，本发明的传输架构中的媒体订阅指令中设置有订阅时长；并且其中，订阅网络节点101、中转网络节点102及发布网络节点201在订阅时长内连接形成订阅发布路径，以实现数据传输；而在超过订阅时长时，则断开订阅网络节点101、中转网络节点102及发布网络节点201之间的连接，中断订阅发布路径，停止多媒体数据的订阅和发布。因此，订阅关系链的维护，是通过定期的订阅信令进行实时刷新，每隔一段时间，各网络节点都会发起刷新订阅列表的续订请求。在一些实施例中，本发明的传输架构包括多个媒体下行集群和多个媒体上行集群，多个媒体下行集群和多个媒体上行集群之间通过中转网络节点进行交互，且中转网络节点位于媒体下行集群的边界，同一个用户的媒体分发到一个媒体下行集群，都是通过中转网络节点进行中转，因此只需要转发一次，从而避免出现发布网络节点直接向多个订阅网络节点转发，同一媒体包被转发多次，浪费网络带宽，增加节点负担的问题。其中，获取媒体订阅指令的订阅网络节点与输出实时多媒体数据的订阅网络节点可以不是一个主机，还可以不在同一个媒体下行集群中，甚至不在一个机房，用户可以选择最合适的订阅网络节点(低延时的，地丢包率的，低负载的订阅网络节点)来接收实时多媒体数据，从而达到更小的网络延时，更好的音视频质量。进一步的，所有的媒体上行集群和媒体下行集群，可以存在于一个数据中心，或者分别在多个不同的数据中心，而订阅发布路径的实时建立，可以保证在任意机房或者主机故障的时候，能够轻松的切换到别的主机和集群，从而具备高可靠，高可用和容灾能力。下面请结合图2和图3所示的实施例，对本发明实时多媒体内容分发网络的传输方法及传输架构做进一步说明，具体如下：在图2所示的CND网络拓扑结构中，在系统架构上，划分出如下网络节点和集群：Mds(mediadownloadservice)：媒体下行服务，亦即订阅网络节点101，负责从Mrs(参见如下)或者Mus(参见如下)订阅媒体，并将媒体分发到订阅方客户端30。Mus(mediauploadservice)：媒体上行服务，亦即发布网络节点201，负责接收来自发布者客户端40的上行媒体，并将媒体转到Mds或Mrs。Mrs(mediarelayservice)：媒体中转服务，亦即中转网络节点102，Mrs是一个位于媒体中心的中转服务，其存在于媒体下行集群中，将来自Mus的媒体中转到所在集群的其他的Mds，Mrs的主要作用是节约跨数据中心的媒体流动。Mns(medianameservice)：媒体节点分配服务，亦即分配服务器，用于获取服务分配请求，并根据网络特征，以一定算法，分配出相匹配的Mds和Mus；并且其中，由分配的Mds获取媒体订阅指令；以及由分配的Mus获取实时多媒体数据。Mediadatacenter：媒体数据中心：媒体数据中心包含一个或者多个媒体下行集群或者一个和多个媒体上行集群；或包含两种不同的媒体集群。Mdscluster：媒体下行集群(订阅服务器集群)10，典型的包含多个Mds和单个或两个Mrs服务。Muscluster：媒体上行集群(发布服务器集群)20，包含一组Mus服务器。MediaSubscriber媒体订阅者，亦即订阅方客户端30：即接收媒体的客户端。MediaPublisher媒体发布者，亦即发布方客户端40：即发布媒体的客户端。本发明实施例的实时多媒体内容分发网络(RT-CDN)的实现方法，支持多个数据中心和多个网络集群，其中Mrs向Mus订阅其需要订阅的用户的媒体，而Mds需要向Mrs订阅其所需要订阅的用户的媒体。用户则向Mds订阅媒体，Mus需要直接向用户订阅媒体，以上网络节点，都维护一个订阅列表。任意多媒体数据在任意网络节点(客户端，Mds，Mrs，Mus)上检测到有媒体订阅指令，这些网络节点将直接快速的将多媒体数据中转至订阅列表中的所有订阅者，从而实现多媒体数据在中转网络中进行低延时的快速转发。本发明实施例的实时多媒体内容分发网络(RT-CDN)的传输方法的媒体的订阅发布路径(包含订阅路径和分发路径)如下：典型的，订阅方客户端(Subscriber)向媒体下行集群中的订阅网络节点Mds订阅媒体，Mds则向Mrs订阅媒体，Mrs向Mus订阅媒体，Mus则向其管辖的发布方客户端(Publisher)订阅媒体，即Subscriber----->Mds----->Mrs----->Mus----->Publisher的媒体订阅路径，以下简称订阅路径。相反的，媒体的传递路径则和订阅路径正好相反，即Publisher----->Mus----->Mrs----->Mds----->Subscriber的媒体分发路径，以下简称分发路径。下面配合图3所示，其为本发明实施例的实时多媒体内容分发网络(RT-CDN)的传输方法的实时内容分发网络(RT-CDN)的信令交互流程，主要内容如下：01)客户端(订阅者或发布者)向Mns服务器(即分配服务器)发起服务分配请求(Allocate_req)，Mns根据用户的网络特征，以一定的算法，返回分配确认(Allocate_ack)最匹配的一组Mus(媒体上行服务，亦即发布网络节点)和Mds(媒体下行服务，亦即订阅网络节点)。02)客户端(订阅者)向其中某一个Mds服务发起注册请求(Register_req)，Mds接受注册请求后，向客户端返回接受注册的确认(Register_Ack)。03)客户端(发布者)同时向其中某一个Mus服务发起注册请求(Register_req)，Mus接受注册请求后，向客户端返回接受注册的确认(Register_Ack)。04)客户端(订阅者)向Mds发起订阅请求(Subscribe_req),将个人需要订阅的用户列表(uidlist)传递给Mds(媒体中转服务，亦即中转网络节点)。Mds将订阅请求转发给Mrs，Mrs再转发至对应的Mus，最终订阅请求被传递至发布方客户端。整根订阅请求是沿着订阅路径传递的，最终达到发布方客户端。05)发布方在接受到订阅请求(Subscribe_req)后，打开媒体上行功能，将媒体发送到其对应的Mus上，Mus则将媒体传递到Mrs，Mrs再中转给Mds，最终，送达订阅/接收方的客户端。整个媒体是沿着分发路径进行传递，最终在订阅方/接收方执行声音播放和视频渲染。06)当用户A(Subscriber)取消订阅用户B(Publisher)的媒体的时候，用户A向Mds发送取消订阅请求(Unsubscribe_req)，取消订阅请求沿着订阅路径前进，在相关网络节点上执行取消订阅，各节点停止中转或者发布媒体。发布方接收到取消订阅请求后，关闭媒体上行功能，停止发送媒体。07)在客户端退出的时候，将发送注销请求(Unregister_req)控制信令到Mus和Mds，关闭上行功能，关闭播放功能。且发往mds的注销请求，亦沿订阅路径传递，在路径相关节点执行用户注销请操作，具体为，销毁该用户的媒体缓存，从订阅列表中移除，从发布者列表中移除等等。08)如05)中所述的订阅请求，可以指定一定的订阅时长，在指定订阅时长内，没有接收到下一个续订阅请求，相关节点(Mds，Mrs，Mus,Publisher)将自动过期订阅，不再中转/上行媒体。若在订阅时长内收到续订阅请求，则相应的延长订阅时长，刷新为新的订阅时长。下面例举几种应用于本发明方法的实时CDN控制信令设计。1)Register_ReqRegister_Req用于客户端向Mus/Mds注册登录，并申请分配和预留资源，典型的如带宽，CPU，内存，存储空间等。2)Register_Ack当Mds或者Mus接收到客户端的分配资源申请(Register_Req)的时候，服务端根据自身的资源情况返回确认消息，其中code字段为0，表示成功，code字段为其他值，则表示失败的错误码。4.3Subscribe_Req该信令用户向各网络节点订阅媒体信息。4)Media_Req媒体数据包的格式。字段名称字段类型字段值MsgType1字节Media_Req固定值4MediaType1字节媒体类型FrameId4字节帧序号Timestamp4字节时间戳SessionId4字节整数会话IDUid4字节整数客户端用户IDDataLen4字节整数数据长度Data字节数组长度为DataLen5)Unregister_Req注销请求，用户客户端登出媒体集群，释放预留资源使用。字段名称字段类型字段值MsgType1字节Unregister_Req固定值5SessionId4字节整数会话IDUid4字节整数客户端用户ID6)Unregister_Ack注销请求确认，用户客户端登出媒体集群，服务器释放预留资源返回确认消息。字段名称字段类型字段值MsgType1字节Unregister_Ack固定值6SessionId4字节整数会话IDUid4字节整数客户端用户ID需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页1 2 3