专利名称：一种交互式电视系统中的服务调度方法
技术领域：
本发明涉及IPTV领域，尤其涉及在IPTV系统中服务调度的方法。
背景技术：
IPTV,也称为交互式电视，是指利用IP技术作为传输手段的一种全新 的电视服务方式，结合编解码技术、流媒体技术、存储技术和终端技术可以 为用户提供例如时移电视(TSTV)、电视回看、VOD (视频点播)等具有 交互特性和用户自主性质的全新业务，满足用户对个性化的电视收视需求。 同时，IPTV也是电信运营商实现ARPU(每用户平均收入)值提升，提高用户 忠诚度，应对竟争的一种重要业务形式。目前在全球众多的运营商都选择了 IPTV作为新的业务发展方向。
通常情况下，IPTV业务运营商在建设IPTV系统时，一4殳采用分级和分 区域的模式构建IPTV的服务网络。在分级和分区域时一般会采用中心节点、 区域中心节点和边缘节点的三级网络结构来建设。中心节点 一般作为服务和 内容的全局管理节点，负责服务的全局调度和内容的全局均衡，它还作为内 容的上载初始节点，内容上载后通过内容分发功能把中心节点的内容分发到 区域中心节点或边缘节点，区域中心节点一般作为某个区域的中心节点存 在，为区域内的边缘节点提供内容或服务，而边缘节点一般作为主要对用户 服务的节点存在。系统的架构如图l所示。
在服务过程中，用户的服务请求一般采用全局负载均衡(GLSB)和局 部负载均衡(LSB)的方式来完成。全局负载均衡通常采用域名服务系统 (DNS)或IPTV系统中心管理节点来控制，完成把用户服务引导到某个合 适的边缘节点上，而局部负载均衡一般是指当用户的服务被引导到某个具体 节点内时，有节点的管理单元负责把服务具体指定到某个媒体服务器上，由 此媒体服务器最终向用户提供服务。通常，把这样的一个服务调度过程称之
为正向的调度过程。采用DNS和IPTV系统的两种典型的服务流程如图2 所示。
图2所示的步骤如下 对于方式一，月l务流程如下
201、 用户终端开机，向DNS发送域名解析请求；
202、 DNS系统根据用户域名请求，查找对应记录，从而完成全局负载 均衡过程；
203、 用户得到全局负载均衡结果；
204、 用户向边缘节点发送服务请求；
205、 边缘节点根据用户请求信息，选择合适的媒体服务器，完成本地 负载均衡过程；
206、 边缘节点把结果返回给用户；
207、 用户根据返回结果向指定的媒体服务器发送服务请求；
208、 J 某体服务器响应用户请求； 对于方式二，服务流程如下
209、 用户终端开机，向DNS发送域名解析请求；
210、 DNS系统根据用户域名请求，查找对应记录，从而完成全局负载 均衡过程；
211、 用户得到DNS返回的全局负载均衡结果；
212、 用户向IPTV系统的中心节点发送服务请求；
213、 IPTV系统的中心节点查询记录，完成中心节点的全局负载均^f;
214、 中心节点将全局负栽均衡结果返回给用户；
215、 用户根据中心节点的返回结果，向区域中心节点发送服务请求；
216、 区域中心节点查询记录，完成区域中心的全局负载均衡；
217、 区域中心节点将全局负载均衡结果返回给用户；
218、 用户根据区域中心节点的返回结果，向边缘节点发送服务请求；219、 边缘节点根据用户请求信息，选择合适的媒体服务器，完成本地
负载均衡过程；
220、 边缘节点把结果返回给用户；
221、 用户根据返回结果向指定的i某体服务器发送服务请求；
222、 媒体服务器响应用户请求。
采用正向调度过程时，存在以下问题， 一是通常DNS系统与IPTV系统 是两个相互独立的系统，DNS无法确知每个节点的当前状态，这样会造成 服务即使被引导到某个节点，但此节点无法提供服务的问题。二是虽然IPTV 系统中有节点的状态信息，但由于采用从中心到边缘的判断，不但增加了每 次服务的时延和响应速度，同时也极大的增加了中心节点的管理负担，容易 造成中心节点崩溃后全局无法提供服务的单点故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交互式电视系统中的服务调度方法，以解决 目前正向调度过程存在的问题，提高IPTV系统的分布特性和服务的可用性。 同时也提高用户服务的响应速度，防止出现单点故障造成服务中断的问题。
本发明所采用的技术方案是
一种交互式电视系统中的服务调度方法，包括配置阶段和服务阶段；
所述配置阶段包括将全局负载均衡的结果作为静态信息保存在用户终 端设备上；所述静态信息至少包括为本用户终端服务的边缘节点的IP地址；
所述服务阶段包括
A、 用户终端向存储在本地的边缘服务节点地址发出服务请求信息；
B、 如果边缘服务节点不能满足服务要求则执行C;否则边缘节点选择 媒体服务器并将其IP地址返回给用户终端；
C、 将用户终端的服务请求引导到上级节点，由上级节点向用户终端提 供服务。
进一步的，在二级的网络结构中，所述步骤C具体包括
CI、边缘节点将用户终端的服务请求引导到中心节点；
C2、中心节点完成全局负载均衡，如果本中心节点可以提供服务则选择 媒体服务器并将其IP地址返回给用户终端；如果选择一个边缘节点提供服 务，则执行C3;
C3、将所选择的边缘节点的IP地址返回给用户终端；用户终端向该边 缘节点发出服务请求信息；返回步骤B。
进一步的，在三级的网络结构中，所述步骤C具体包括
Cl、边缘节点将用户终端的服务请求引导到区域中心节点；
C2、区域中心节点完成全局负载均衡；
如果本区域中心节点能提供服务则选择^^某体服务器并将其IP地址返回 给用户终端；
如果选择一个边缘节点提供服务，则将所选择的边缘节点的IP地址返 回给用户终端，用户终端向该边缘节点发出服务请求信息并返回步骤B;
如果该区域中心节点无法提供服务，则执行C3;
C3、区域中心节点将用户终端的服务请求引导到中心节点；
C4、中心节点完成全局负载均衡；
如果本中心节点能提供服务则选择媒体服务器并将其IP地址返回给用 户终端；
如果选择一个边缘节点提供服务，则将所选择的边缘节点的IP地址返 回给用户终端，用户终端向该边缘节点发出服务请求信息并返回步骤B;
如果选择一个区域中心节点提供服务，则将所选择的区域中心节点的IP 地址返回给用户终端，用户终端向该区域中心节点发出服务请求信息并返回 步骤C2。
进一步的，所述步骤C1具体包括
边缘节点将中心节点的IP地址返回给用户终端；用户终端向中心节点 发出服务请求信息。
进一步的，所述步骤C1具体包括边缘节点将区域中心节点的IP地址
返回给用户终端；用户终端向区域中心节点发出服务请求信息；
所述步骤C3具体包括区域中心节点将中心节点的IP地址返回给用户 终端；用户终端向中心节点发出服务请求信息。
进一步的，用户终端收到媒体服务器的IP地址后向其发出服务请求信 息；媒体服务器响应用户终端的请求后，服务调度过程结束。
进一步的，所述配置阶段为以下两种步骤中的一种
动态配置步骤用户终端设备在上电启动连接相关服务器的过程中，将 全局负载均衡过程的结果作为静态信息保存在用户终端设备上；
静态配置步骤；在用户装机时，把静态信息保存到用户终端里。
进一步的，所述用户终端的服务请求中包括活动时间TTL,用户终端每 次发送服务请求时均将TTL力口/减1;当用户终端或节点发现TTL大于/小于 预定的阈值时，暂停用户终端的服务请求。
进一步的，所述步骤C2中，如果中心节点无法提供服务，则通过设定 TTL值的方式暂停用户终端的服务请求。
进一步的，所述步骤C4中，如果中心节点无法提供服务，则通过设定 TTL值的方式暂停用户终端的服务请求。
采用本发明的方案后，可以排除由于DNS与IPTV系统互相分离，无法 预知状态的问题，从而导致服务调度失败的问题。用户在请求服务的时候可 以直接选定相应的边缘节点为其提供服务，这样缩短了每次在服务选择时的 时间，提高了服务的实效性。为了提高系统的可用性，当出现边缘节点没有 相应的内容或服务能力满的情况，通过反向服务调度可以找到次优的服务节 点为用户提供服务，从而保证了服务的可用性。最后，由于减少了中心节点 的服务压力，分散了用户服务接入点和数量，使得单点故障对整个系统的影 响得到降低。
图1是本发明所采用的系统构成示意图；图2是现有技术中正向服务调度方法的流程示意图3是本发明的反向服务调度方法的具体实施流程图4是用户终端增加的部件示意图5是节点增加的反向服务调度部件示意图6是本发明的反向服务调度方法的应用实例的流程图。
具体实施例方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。 本发明的服务调度方法在过程上分成两个部分，如图3所示 第一步为配置阶段
通常使用DNS和IPTV系统原有的全局负载均衡过程，把该过程的结果 作为静态信息保存在本地，也就是说用户终端设备在上电启动连接相关服务 器的过程中，通过DNS或IPTV系统的全局负载均衡过程得到的边缘节点 IP地址等信息，并将其作为静态信息倮存在用户终端设备上。
除了动态的配置方法外，还可以采用在用户终端装机时，对用户终端的 配置信息进行静态的配置手段，也就是说把为用户服务的边缘节点IP地址 等静态信息保存到用户终端里。
在后续服务的过程中，用户终端设备将采用已存储在本地的地址信息作 为缺省的服务节点信息，用于服务的请求。需要在用户终端中增加配置全局 负载均衡结果的部件，如图4所示。
第二步为服务阶段
当用户终端请求服务时，向存储在本地的边缘节点地址发出服务请求信 息，如果边缘服务节点满足服务要求，则向用户终端提供本地负载均衡服务， 并最终选定某个边缘媒体服务器为用户提供服务，将所选择的媒体服务器的 IP地址返回给用户；当边缘节点由于没有内容或服务能力已满而无法提供服 务时，将由边缘节点反向对用户终端的请求进行调度，把用户终端的服务请 求引导到上一级节点上，引导的方法是将上一级节点的IP地址返回给用户
终端，由用户终端向该IP地址发出服务请求信息。在两级的网络结构中，
所述上一级节点指中心节点；在三级的网络结构中，则是指区域中心节点。
区域中心节点收到用户终端的服务请求信息后，完成全局负载均衡，判 断本区域内是否有节点能够提供服务或区域中心节点本身是否能够提供服 务，如果能，则选择合适的媒体服务器并告知用户终端其IP地址；如果是 区域中心节点本身可以提供服务，则直接将媒体服务器的IP地址返回给用 户终端；如果是区域内有节点能提供，则将其IP地址返回给用户终端。如 果还不能提供，则由区域中心节点再反向把用户终端的请求引导到中心节 点，引导的方法是将中心节点的IP地址返回给用户终端，由用户终端向该 IP地址发出服务请求信息。
中心节点做出判断收到用户终端的服务请求信息后，完成全局负载均 衡，选择合适的媒体服务器或节点为用户终端提供服务，并将选择的媒体服 务器或节点的IP地址返回给用户终端。这里的节点可以是区域中心节点， 也可以是边缘节点。如果中心节点也无法提供服务，表示整个网络负荷已满， 则通知用户终端暂停发送服务请求。
用户终端接到节点或4某体服务器的IP地址后向该地址发出服务请求信 息。这里的节点包括中心节点、或区域中心节点、或边缘节点。i某体服务器 响应用户终端的请求后，服务调度过程结束。
为了能够提供相应的反向调度能力，需要在边缘节点、区域中心节点和 中心节点中增加反向调度的部件，如图5所示。
反向调度过程调度信息可能出现循环，比如当用户终端的服务请求被引 导到区域中心节点后，又被引导到一个边缘节点，而当用户终端向该边缘节 点请求服务时，该节点服务能力已满，此时又会将用户终端引导回区域中心 节点，该过程可能反复而导致用户终端不断发送服务请求信息。为防止这样 的情况发生，可设定由用户终端对服务请求增加TTL ( Time To Live )计数 阈值，对于一个服务请求，用户终端每发送一次服务请求信息就将TTL的 值加/减1 ，当用户终端或节点设备发现TTL大于/小于阈值，就需要等待一 段时间再重新发送服务请求。中心节点通知用户终端暂停发送服务请求就可 以采用将TTL直接设置为大于/小于阈值。
下面用本发明的一应用实例进一步加以说明，如图6所示 在配置阶段时
301、 用户终端设备启动。 类似图2中的方式一过程
302、 用户终端向DNS发送域名解析请求。
303、 DNS系统根据用户终端的域名解析请求，查找对应记录，从而完 成全局负载均衡功能。
304、 用户终端得到全局负载均衡结果；转到步骤314。 类似图2中的方式二过程
305、 用户终端向DNS发送域名解析请求。
306、 DNS系统根据用户终端的域名解析请求，查找对应记录，从而完 成全局负载均衡功能。
307、 用户终端得到DNS返回的全局负载均衡结果。
308、 用户终端向IPTV系统的中心节点发送服务请求。
309、 IPTV系统的中心节点查询记录，完成中心节点的全局负载均衡。
310、 中心节点将全局负载均衡结果返回给用户终端。
311、 用户终端根据中心节点的返回结果，向区域中心节点发送服务请求。
312、 区域中心节点查询记录，完成区域中心的全局负载均衡。
313、 区域中心节点将全局负载均衡结果——即把为该用户终端服务的 边缘节点的IP地址等静态信息返回给用户终端。
314、 用户终端使用全局负载均衡配置部件保存全局负载均衡配置结果 在本地。
在服务阶段时
正常服务过程
315、 用户终端向边缘节点发送服务请求；
在第一次发送时，就是向存储在本地的边缘节点的IP地址发送。
316、 如果边缘节点不能提供服务，则进行反向服务调度，将用户终端 引导到区域中心节点上；否则选择合适的媒体服务器，执行317。
317、 边缘节点把区域中心节点或媒体服务器的IP地址返回给用户终端； 如果返回的结果为区域中心节点的IP地址，则转到步骤320;否则执行318。
318、 用户终端根据返回结果向指定的媒体服务器发送服务请求。
319、 ^某体服务器响应用户请求，服务调度结束。 反向服务调度过程
320、 用户终端根据边缘节点的结果，向区域中心节点发送服务请求。
321、 区域中心节点查询记录，完成区域中心的全局负载均衡，如果不 能提供服务，则再次把用户终端的服务请求反向引导到更高一级的节点上； 如果本区域内有其他边缘节点或本区域中心节点可以服务，则进行反馈，执 行322。
322、 区域中心节点将结果返回给用户；如果是有边缘节点可以服务， 则返回可服务的节点的IP地址，转到步骤315;如果区域中心节点本身可以 服务，则选择媒体服务器并将其IP地址返回给用户终端，转到步骤318;如 果不可以服务，则返回中心节点的IP地址，执行步骤323。
323、 用户终端向中心节点发送服务请求；
324、 中心节点查询记录，再次完成全局负载均衡；
325、 中心节点把结果返回给用户终端；该结果如果是能提供服务的区 域中心节点的IP地址，则转到步骤320;该结果如果是能提供服务的边缘节 点的IP地址，则转到步骤315;该结果如果是々某体服务器的IP地址，则转 到步骤318。
通过配置过程和反向服务调度过程，最终为用户选择最适合的节点进行
服务。这是因为在通常情况下，全局均衡调度完成后，结果一般都比较稳定， 用户在后续的选择服务节点过程中可以默认为全局均衡调度的结果是最优 的。并且由于各个节点通过全局负载均衡后，它管理的用户数少了，同时也 减轻了中心节点的服务压力。当边缘节点不能满足服务调度时，传统的使用
DNS从中心到边缘的调度方式就无法满足系统的可用性要求，使用反向调
度可以在边缘节点无法提供服务时，仍然能够通过逐级回溯的方式找到为用 户服务的节点，从而保证系统可用性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本 领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
1、一种交互式电视系统中的服务调度方法，包括配置阶段和服务阶段；所述配置阶段包括将全局负载均衡的结果作为静态信息保存在用户终端设备上；所述静态信息至少包括为本用户终端服务的边缘节点的IP地址；所述服务阶段包括A、用户终端向存储在本地的边缘服务节点地址发出服务请求信息；B、如果边缘服务节点不能满足服务要求则执行C；否则边缘节点选择媒体服务器并将其IP地址返回给用户终端；C、将用户终端的服务请求引导到上级节点，由上级节点向用户终端提供服务。
2、 如权利要求1所述的服务调度方法，其特征在于，在二级的网络结 构中，所述步骤C具体包括C1 、边缘节点将用户终端的服务请求引导到中心节点；C2、中心节点完成全局负载均衡，如果本中心节点可以提供服务则选择 媒体服务器并将其IP地址返回给用户终端；如果选择一个边缘节点提供服 务，则执行C3;C3、将所选择的边缘节点的IP地址返回给用户终端；用户终端向该边 缘节点发出服务请求信息；返回步骤B。
3、 如权利要求1所述的服务调度方法，其特征在于，在三级的网络结 构中，所述步骤C具体包括C1 、边缘节点将用户终端的服务请求引导到区域中心节点；C2、区域中心节点完成全局负载均衡；如果本区域中心节点能提供服务则选择媒体服务器并将其IP地址返回 给用户终端；如果选择一个边缘节点提供服务，则将所选择的边缘节点的IP地址返 回给用户终端，用户终端向该边缘节点发出服务请求信息并返回步骤B;如果该区域中心节点无法提供服务，则执行C3;C3 、区域中心节点将用户终端的服务请求引导到中心节点； C4、中心节点完成全局负载均衡；如果本中心节点能提供服务则选择媒体服务器并将其IP地址返回给用 户终端；如果选择一个边缘节点提供服务，则将所选择的边缘节点的IP地址返 回给用户终端，用户终端向该边缘节点发出服务请求信息并返回步骤B;如果选择一个区域中心节点提供服务，则将所选择的区域中心节点的IP 地址返回给用户终端，用户终端向该区域中心节点发出服务请求信息并返回 步骤C2。
4、 如权利要求2所述的服务调度方法，其特征在于，所述步骤C1具 体包括边缘节点将中心节点的IP地址返回给用户终端；用户终端向中心节点 发出服务请求信息。
5、 如权利要求3所述的服务调度方法，其特征在于所述步骤Cl具体包括边缘节点将区域中心节点的IP地址返回给用户 终端；用户终端向区域中心节点发出服务请求信息；所述步骤C3具体包括区域中心节点将中心节点的IP地址返回给用户 终端；用户终端向中心节点发出服务请求信息。
6、 如权利要求l、 2或3所述的服务调度方法，其特征在于用户终端 收到媒体服务器的IP地址后向其发出服务请求信息；媒体服务器响应用户 终端的请求后，服务调度过程结束。
7、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述配置阶段为以下两种 步骤中的一种动态配置步骤用户终端设备在上电启动连接相关服务器的过程中，将 全局负载均衡过程的结果作为静态信息保存在用户终端设备上；静态配置步骤；在用户装机时，把静态信息保存到用户终端里。
8、 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述用户终端的服务请求 中包括活动时间TTL,用户终端每次发送服务请求时均将TTL加/减1;当 用户终端或节点发现TTL大于/小于预定的阈值时，暂停用户终端的服务请 求。
9、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C2中，如果中 心节点无法提供服务，则通过设定TTL值的方式暂停用户终端的服务请求。
10、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C4中，如果中 心节点无法提供服务，则通过设定TTL值的方式暂停用户终端的服务请求。
全文摘要
本发明公开了一种交互式电视系统中的服务调度方法，包括配置阶段和服务阶段；所述配置阶段包括将全局负载均衡的结果作为静态信息保存在用户终端设备上；所述静态信息至少包括为本用户终端服务的边缘节点的IP地址；所述服务阶段包括用户终端向存储在本地的边缘服务节点地址发出服务请求信息；如果边缘服务节点不能满足服务要求则执行将用户终端的服务请求引导到上级节点，由上级节点向用户终端提供服务；否则边缘节点选择媒体服务器并将其IP地址返回给用户终端。采用了本发明的方案后，提高了服务的实效性和可用性，并且减少了中心节点的服务压力，使得单点故障对整个系统的影响得到降低。
文档编号H04L29/06GK101110947SQ200710109488
公开日2008年1月23日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者胡福军 申请人:中兴通讯股份有限公司