一种用于处理网络数据传输的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络传输和通信，特别涉及一种视频传输方法和装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着互联网和信息技术的高速发展，以及服务器与互联网的结合，如何对 网络协议进行优化，在有限的网络带宽下高效地传输视频数据，并且避免造成网络拥塞，成 为了媒体服务器的发展方向之一。视频数据在互联网上的传输依赖网络传输协议，包括TCP 和UDP传输协议，如果用不具备任何排序、重传和拥塞控制的协议来传输视频数据，网络带 宽会被迅速耗尽，而且随着信道拥塞状态的恶化，丢包数的增加也会影响传输质量。现有的 拥塞控制不适合硬件条件有限的嵌入式设备，没有根据嵌入式设备的特点进行相应调整， 无法满足嵌入式设备中视频数据的实时性和准确性。因此，针对相关技术中所存在的上述 问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0003] 为解决上述现有技术所存在的问题，本发明提出了一种用于处理网络数据传输的 方法，包括：
[0004] 视频数据服务器端和客户端分别开启两个线程，建立对应两个不同的端口的两个 套接字，分别进行视频数据和控制信号的传输；
[0005] 服务器端的发送线程从缓冲区中获取待发送的视频数据，添加时间戳和序号后发 送给客户端，检查是否获得了新的速率调整参数；并在获得了新的速率调整参数时修改发 送延迟；
[0006] 服务器端的接收线程接收来自客户端的速率调整数据，当接收到新的速率调整参 数时，立即通知服务器端的发送线程修改发送延迟；
[0007] 客户端的接收线程接收来自服务器端的视频数据，然后获取其视频内容数据、序 号和时间戳，根据预定义的拥塞控制策略进行信道拥塞状态判断，根据当前信道拥塞状态， 计算下一时刻数据包的发送延迟，基于所述发送延迟计算新的速率调整参数，并将新的速 率调整参数推送至客户端的发送线程，客户端的发送线程一旦取得新的速率调整参数就发 送至服务器端。
[0008] 优选地，所述根据预定义的拥塞控制策略进行信道拥塞状态判断，根据当前信道 拥塞状态，计算下一时刻数据包的发送延迟，基于所述发送延迟计算新的速率调整参数，进 一步包括：
[0009] 在客户端对丢包率和数据传输成功率参数进行统计，采用加权平滑处理，获取视 频传输过程中第i个时间间隔内的数据传输成功率Ri和丢包率p i分别为：
[0010] Ri = 2 ' = 0 ( y 见 VU，其中 2 ' = 0 ( y J) = 1 ;
[0011] Pi = 2 ' = 0 ( a jLPi VSPh)，其中 2 ' = 0 ( a j) = 1 ;
[0012] 其中N表示计算上述参数所需的时间间隔个数，％和y ^表示权重系数；LP m为 第（i-j)时间间隔内丢包率，SPy为第（i-j)时间间隔内发送端发送的数据包数，Dy表示 第（i_j)时间间隔内统计的接收视频数据量，L表示第（i-j)时间间隔的准确值；
[0013] 设定常量参数，包括设置视频传输过程中所能容忍的丢包率最高阈值Plmax以及视 频流畅传输的最低丢包率阈值Plmin;最大视频数据发送速率R_以及最小视频数据发送速 率 Rmin;
[0014] 当PpPhJt，降低视频数据速率来保障视频客户端的QoS，确定网络连续超载次 数k，初始化参数1^;然后计算速率降低因子k= |3 HdUm)2
[0015] 其中丢包率差值因子m为：m = Pi-P-
[0016] 最后，合适的视频数据传输速率为：Rmw= MAX{ kRi-50, Rmin};
[0017] 当，提高视频数据速率来保障视频客户端的QoS，计算丢包率差值因子： m = t (Pimin-Pi)
[0018] 式中：t表示放大倍数；然后计算速率增加因子S :
[0019] 8=0. 2emR〇+60
[0020] 式中：&为预设的速率增长因子，此时预测发送速率为：
[0021] R^MimS+RpRj
[0022] 当卩11^，01_时，不进行速率调整；
[0023] 通过设定速率切换阈值Rth来降低系统速率切换开销，在预测新传输速率后，需要 比较新速率RMW与前一次速率调整值Rlast，只有当I R_-Rlast I >Rth时，新的速率调整才有效。
[0024] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于处理网络数据传输的装置，包括视频数 据服务器端和客户端，所述服务器端从缓冲区中获取待发送的视频数据，添加时间戳和序 号后发送给客户端，接收来自客户端的反馈，检查是否获得了新的速率调整参数，并在获得 了新的速率调整参数时修改发送延迟；
[0025] 所述客户端接收来自服务器端的视频数据，然后获取其视频内容数据、序号和时 间戳，根据预定义的拥塞控制策略进行信道拥塞状态判断，根据当前信道拥塞状态，计算下 一时刻数据包的发送延迟，基于所述发送延迟计算新的速率调整参数，并将新的速率调整 参数发送至服务器端；
[0026] 所述数据服务器端和客户端分别开启两个线程，建立对应两个不同的端口的两个 套接字，分别进行视频数据和控制信号的传输。
[0027] 本发明相比现有技术，具有以下优点：
[0028] 本发明提供了一种针对硬件条件有限的视频数据服务器的传输控制方法，提高了 视频传输的实时性和有效性，传输速率得到有效调整，显著提高了 QoS。
【附图说明】
[0029] 图1是根据本发明实施例的用于处理网络数据传输的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030] 下文与图示本发明原理的附图一起提供对本发明一个或者多个实施例的详细描 述。结合这样的实施例描述本发明，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权 利要求书限定，并且本发明涵盖诸多替代、修改和等同物。在下文描述中阐述诸多具体细节 以便提供对本发明的透彻理解。出于示例的目的而提供这些细节，并且无这些具体细节中 的一些或者所有细节也可以根据权利要求书实现本发明。
[0031] 拥塞控制的目的就是控制网络吞吐量，从而实现低丢包率、低网络延迟和低抖动。 对于视频数据服务器来说，远距离的广域网通信是它的一大特点，拥塞控制中应考虑到网 络延迟的问题，同时为了减轻网络负担，用单程延迟代替往返延迟。在发送方包头添加时间 戳，在接收方根据发送方的时间戳和接收时间就可计算出网络延迟，从而计算延迟。本发明 所改进的拥塞控制算法是在数据包头添加序号和时间戳，通过测定丢包率、网络延迟来对 信道拥塞状态进行估计与判断。
[0032] 本发明的一方面提供了一种用于处理网络数据传输的方法。图1是根据本发明实 施例的用于处理网络数据传输的方法流程图。
[0033] 嵌入式媒体服务器数据速率调整的机制是，在每两个数据包或者每两组数据包的 发送之间经历一段时间的发送延迟，通过发送延迟的长短控制网络吞吐量。速率调整机制 都是基于数据传输速率的，即通过公式计算下一时刻单位时间应发送的数据量，然后进行 调整。这样速率调整的机制对于CPU处理性能较高、系统时钟精度较高的计算机来说是准 确且有效的，但是对于系统资源有限的视频数据服务器来说是不合适的。综上所述，对于基 于嵌入式设备的视频数据服务器来说，不应采取基于传输速率的调整机制，而应采取基于 发送延迟的速率调整机制，既可以简化代码复杂程度，又可以有效控制吞吐量。
[0034] 本发明采用双阈值，并且改进了信道拥塞状态的判定方法。针对丢包率和网络延 迟这两个拥塞指标，分别采用基于丢包率的拥塞控制方法和基于网络延迟的拥塞控制方 法。
[0035] 下面介绍基于丢包率的拥塞控制算法流程。
[0036] (1)根据丢包率公式计算第1时刻的丢包率P (1)，以此作为第1时刻的丢包率估 计值P(l)。然后计算第2时刻的丢包率P (2)，