电力视频传输环境下的p2p多节点并发融合方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种电力视频传输技术。
【背景技术】
[0002]近年来，随着互联网和视频编码技术的发展，网络视频应用越来越广泛，但是在变电站这一特殊环境下传输视频数据，对视频传输技术等方面又提出了诸多挑战，包括以下内容:
[0003]?由于变电站内网络自身的异构性和服务质量(Quality-of_Service，QoS)的不确定性，使得带宽波动和出错、丢包等现象经常发生；
[0004]?变电站内视频监控存在不同的类型，如日常静态监控、现场作业的动态监控，不同的监控对作业视频传输的质量、时延、可交互性等要求也不同，所以要求传输的视频码流在服务质量QoS方面具有灵活的可适应性；
[0005]?在变电站监控中包括视频传输服务器、移动视频终端、PC视频终端、中央编码器等不同的客户端，这些类型的异构设备具有不同的带宽接入能力和视频解码播放能力，这就要求传输通道具有自适应结构以方便数据接收和解码；
[0006]?当前在变电施工过程中，有36、46、胃正1、以太网等传输方式，需要根据当前网络类型、健康状况和应用服务的特定性要求，选择最方便快捷的数据传输技术，以保证监控视频传输的实时性和可靠性。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题就是提供一种电力视频传输环境下的P2P多节点并发融合方法，将视频传输能够与电力作业监控的自身特征结合在一起，从而满足多样化的应用需求。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:电力视频传输环境下的P2P多节点并发融合方法，将位于整个视频网络上的各类异构节点进行统一抽象建模，形成一个星形异构网络，各异构节点之间将并发生成的信息封装为统一的抽象数据包进行传输;在传输过程中，将视频的处理、传输需求进行二次分配，由处理资源较多的异构节点承担更多的负载，从而达到全网所有异构节点负载的并发动态平衡。
[0009]进一步的，所述异构节点包括视频服务器、视频采集装置、远程会商终端。
[0010]进一步的，所述异构节点内置了处理层和通信层;所述处理层接收来自TCP/IP底层协议栈的需求，再根据需求的类型和每个视频处理自身所携带属性的属性值，将该需求交由特定处理异构单元进行处理，同时负责将该需求处理完成后产生的进一步的处理需求或最终结果，交给通信层进行分发与发送;所述通信层负责从网络接收事件并转交给处理层;然后接收处理层完成处理后产生的新需求或最终结果，再使用分布式负载均衡方法将该新需求或最终结果分发给其他异构节点，保证由所有异构节点组成的整个分布式处理集群中的各处理节点负载均衡。
[0011]进一步的，所述异构节点划分为普通节点和检索节点，检索节点的处理能力大于普通节点;所述检索节点将自身与邻近的其他普通节点进行融合，从而形成一个资质的簇，每个簇内部采用了集中目录的思想建立，然后整个电力视频网络中将存在多个不同异构节点生成的簇，簇内部实现了自身的自治，而簇和簇之间再通过传统的P2P通信模式将核心的检索节点实现互联;再使用节点竞赛算法，从各个簇之间选出性能最优的节点，由性能最优的节点保存所有检索节点的检索信息。
[0012]本发明解决了变电站内多人多终端远程视频会商协作的问题，主要在以下几点:
[0013]?异构网络的通信
[0014]能够打通变电站内部的视频传输内网与运营商网络、电力基础网之间的鸿沟，抹平异构网络彼此间的技术差异，实现全网环境下视频的有效传输。
[0015]?多节点并发融合
[0016]将手持视频服务器、固定视频监控摄像头、远程会商终端等各类节点之间并发生成的的视频、会话、文字信息进行融合，从而能够以统一的协议栈进行传输
[0017]籲网络加速
[0018]将各类异构节点生成的数据采用P2P原理进行分布式加速，从而确保对于手持终端等自身计算能力和网络计算能力较差节点产生的数据，也能获得较高的传输速率。
【具体实施方式】
[0019]本发明的核心思想是，根据电力作业视频的特点，针对于风险管控需求，将位于整个视频网络上的各类异构节点(包括视频服务器、视频采集装置、远程会商终端等)进行统一抽象建模，形成一个星形异构网络，各节点之间将并发生成的信息封装为统一的抽象数据包进行传输；同时为了抹平各异构节点之间视频处理、传输能力的差别，采用了P2P的理念，将视频的处理、传输需求进行二次分配，由处理资源较多的节点承担更多的负载，从而达到了全网所有异构节点负载的并发动态平衡。
[0020]包括以下组成部分:
[0021]?基于P2P的混合型网络抽象模型
[0022]本发明在网络架构构建方面，在纯P2P分布式模型基础上引入了超级视频中央节点的概念，把P2P集中式快速查找和去中心化的优势进行了融合。考虑到电力视频网络上各类异构节点处理能力的差距，我们将其划分为普通节点和检索节点。
[0023]其中检索节点一般由视频服务器等具有较强处理能力的节点充当，它将自身与邻近的其他普通节点进行融合，从而形成一个资质的簇。每个簇内部采用了集中目录的思想建立。然后整个电力视频网络中将存在多个不同异构节点生成的簇，簇内部实现了自身的自治，而簇和簇之间再通过传统的P2P通信模式将核心的检索节点实现互联。
[0024]同时为了获得更高的通信效率，再使用节点竞赛算法，从各个簇之间选出性能最优的节点，由性能最优的节点保存所有检索节点的检索信息，从而实现了检索信息的冗余，以便在发生网络传输故障时，整个网络能够实时恢复。
[0025]?视频处理与传输资源的动态负载均衡机制
[0026]在本发明中，将上述构造的整个P2P网络视为一个具有均衡负载功能的分布式处理集群，从视频处理与传输的角度来看，该处理集群内没有提供核心处理节点，所有异构节点只是独立的服务器，可以视为站内视频处理和传输的分布式控制核心的多个同构或异构的处理节点，每个异构视频节点都能独立提供分布式仲裁的负载均衡功能，且各自的视频处理权限与均衡负载的功能都相同，异构处理节点之间的本质差异只是其视频处理速率不同；当多点会商的客户端或者移动视频的客户端向分布式处理集群实时发送视频数据处理请求时，该系统的某个异构节点将根据自身的资源情况通过主动竞争算法入选，并完成请求处理，最后将产生的中间结果封装为事件，发往其它有空闲资源的节点继续处理;各处理节点在分发任务过程中，始终采用分布式资源负载均衡方法保证事件分发的负载均衡，直到视频处理与传输的任务完成。
[0027]各异构节点内部采用分层结构设计，内置了处理层和通信层;其中:
[0028]■处理层由包含多个处理单元的处理单元容器所组成，负责进行视频处理、传输请求的完成。这一层接收来自TCP/IP底层协议栈的需求，再根据需求的类型和每个视频处理自身所携带属性的属性值，将该需求交由特定处理异构单元进行处理，同时负责将该需求处理完成后产生的进一步的处理需求或最终结果，交给通信层进行分发与发送；
[0029]■通信层用于监听、分发事件及实现分布式负载均衡:负责从网络接收事件并转交给处理层;然后接收处理层完成处理后产生的新需求或最终结果，再使用分布式负载均衡方法将该新需求或最终结果分发给其他异构节点或会商客户端，保证由所有异构节点组成的整个分布式处理集群中的各处理节点负载均衡。
【主权项】
1.电力视频传输环境下的P2P多节点并发融合方法，其特征在于:将位于整个视频网络上的各类异构节点进行统一抽象建模，形成一个星形异构网络，各异构节点之间将并发生成的信息封装为统一的抽象数据包进行传输;在传输过程中，将视频的处理、传输需求进行二次分配，由处理资源较多的异构节点承担更多的负载，从而达到全网所有异构节点负载的并发动态平衡。2.根据权利要求1所述的电力视频传输环境下的P2P多节点并发融合方法，其特征在于:所述异构节点包括视频服务器、视频采集装置、远程会商终端。3.根据权利要求1所述的电力视频传输环境下的P2P多节点并发融合方法，其特征在于:所述异构节点内置了处理层和通信层;所述处理层接收来自TCP/IP底层协议栈的需求，再根据需求的类型和每个视频处理自身所携带属性的属性值，将该需求交由特定处理异构单元进行处理，同时负责将该需求处理完成后产生的进一步的处理需求或最终结果，交给通信层进行分发与发送;所述通信层负责从网络接收事件并转交给处理层，然后接收处理层完成处理后产生的新需求或最终结果，再使用分布式负载均衡方法将该新需求或最终结果分发给其他异构节点，保证由所有异构节点组成的整个分布式处理集群中的各处理节点负载均衡。4.根据权利要求1至3任意一项所述的电力视频传输环境下的P2P多节点并发融合方法，其特征在于:所述异构节点划分为普通节点和检索节点，检索节点的处理能力大于普通节点;所述检索节点将自身与邻近的其他普通节点进行融合，从而形成一个资质的簇，每个簇内部采用了集中目录的思想建立，然后整个电力视频网络中将存在多个不同异构节点生成的簇，簇内部实现了自身的自治，而簇和簇之间再通过传统的P2P通信模式将核心的检索节点实现互联;再使用节点竞赛算法，从各个簇之间选出性能最优的节点，由性能最优的节点保存所有检索节点的检索信息。
【专利摘要】本发明公开了一种电力视频传输环境下的P2P多节点并发融合方法，将位于整个视频网络上的各类异构节点进行统一抽象建模，形成一个星形异构网络，各异构节点之间将并发生成的信息封装为统一的抽象数据包进行传输；在传输过程中，将视频的处理、传输需求进行二次分配，由处理资源较多的异构节点承担更多的负载，从而达到全网所有异构节点负载的并发动态平衡。本发明将视频传输能够与电力作业监控的自身特征结合在一起，解决了变电站内多人多终端远程视频会商协作的问题。
【IPC分类】H04L29/08, H04N7/10, H04N7/18
【公开号】CN105554115
【申请号】CN201510944989
【发明人】吴健, 归宇, 杨海威, 陈昱
【申请人】国网浙江省电力公司湖州供电公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月16日