专利名称：一种视频流的调度方法及网络节点的制作方法
技术领域：
本发明涉及流媒体传输领域，尤其涉及一种视频流的调度方法及网络节点。
背景技术：
现有的视频业务对丢包比较敏感，一旦同类视频业务的报文在某个网络端口形成 拥塞，网络设备的拥塞避免机制会随机丢弃该报文，这样随着时间的推移该端口上所有视 频流的视频质量都将受到影响，目前解决上述问题主要有以下两种方法UFEC (Forward Error Correction，前向纠错)技术通过在发送端为净荷附加纠 错信息，在接收端利用纠错信息来纠正净荷在传输时产生的误码，具体通过冗余编码方式 进行数据传输，即当出现丢包后，利用上述冗余编码中的冗余信息对丢失的数据包恢复；2、RACS (Resource Access Control Subsystem，资源接纳控制子系统)接纳控制 RACS根据AF(Application Function,应用功能实体)申请的带宽预留，通过判断视频流路 径上每个网络节点的带宽是否足够后通知AF是否允许接纳该视频流，由于组播场景下组 播申请不会到达AF，某个网络节点的带宽被组播占据后RACS并不知道，故若支持组播场景 RACS还需与网络设备进行交互。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题方法1中编码冗余度大于20%，故会产生编码效率低，带宽需求加大的问题，特别 在网络拥塞时会导致延迟增加，对于连续丢包的情况还可能导致有些数据而不能恢复的问 题；方法2中RACS与AF或与网络设备之间的信息交互多，同时需要专门的信令进行 交互，故部署起来比较复杂，并且由于动态带宽不能及时同步，会导致网络拥塞的产生。
发明内容
本发明的实施例提供了一种视频流的调度方法及网络节点，在网络拥塞产生丢包 时，保证了网络节点中其它视频流的正常使用，并且部署简单。本发明实施例提供了一种视频流的调度方法，包括根据视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子队列中，按照预定的要求 确定所述不同的子队列的优先级，所述预定的要求根据建立连接时间、用户类型和/或连 接内容的类型确定；根据所述不同的子队列的优先级采用预定的调度方式对子队列中的视频流进行调度。本发明实施例提供了一种网络节点，包括映射单元，用于根据视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子队列中；优先级确定单元，用于按照预定的要求确定映射单元中所述不同的子队列的优先 级，所述预定的要求根据建立连接时间、用户类型和/或连接内容的类型确定；调度单元，用于根据所述不同的子队列的优先级采用预定的调度方式对子队列中的视频流进行调度。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，其在网络拥塞时，根据不同的 子队列的优先级对子队列中的视频流进行相应的调度处理，保证了网络节点中其它视频流 的正常使用，从而不会造成网络节点中所有视频流的观看质量同时下降的情况，并且其不 需要冗余编码或专门的信令交互，故部署简单。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。图1为本发明实施例所述的一种视频流的调度方法的流程示意图；图2为本发明实施例所述的一种网络节点的结构示意图；图3为本发明实施例所述的以一个网络节点对视频流进行调度为例进行具体说 明的方法流程示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例一种视频流的调度方法，如图1所示，包括步骤11、根据视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子队列中。具体地，每个子队列中一般只包括一个视频流，这样可以保证每个视频流都有一 个单独的缓存区，避免了同类视频业务的视频流在同一队列中随机丢包的情况，同时解决 了多个视频流在同一队列中难以在极短的时间内辨别出每个视频流的优先级的问题。所述 视频流的身份信息包括用户身份标识信息(ID)和/或视频流的IP信息，当存在虚拟局域 网时，还可以包括虚拟局域网(VLAN) ID，具体IP信息可以为视频流的IP五元组信息(源 IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号以及协议号)；例如，在局域网中的多个用户的 ID可能相同，此时为了区别具有相同ID的8点50建立连接的视频流和9点建立连接的视 频流，还要通过视频流的IP信息进行区分，这样是为了保证用户的公平性。步骤12、按照预定的要求确定不同的子队列的优先级。具体地，所述预定的要求可以根据视频流建立连接的时间、用户类型(高端用户 或普通用户)和/或连接内容的类型(组播或点播)确定，还可以根据如IP信息(源IP 地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号以及协议号)等确定。步骤13、根据不同的子队列的优先级采用预定的调度方式对子队列中的视频流进 行调度。具体地，所述预定的调度方式可以包括严格优先级(SPjtrict Priority)方式或 加权公平排队(WFQ，Weighted Fair Queuing)等方式。例如，若采用SP方式可以在网络拥塞时，严格按照子队列的优先级从低到高对视频流进行丢包处理。若采用WFQ方式可以在 网络拥塞时，按照子队列的优先级与其对应的加权系数的乘积，对视频流进行丢包处理。其 中，网络拥塞是一种持续过载的网络状态，此时视频流对网络资源(包括链路带宽、存储空 间和处理器处理能力等)的需求超过了固定的容量，例如，网络节点可支持2000个视频流， 而视频流达到了 2002个，则此时可以称为网络拥塞。进一步，不同子队列的优先级一般都在视频流的包头信息中进行区别，例如，在 IP场景下，视频流的包头信息中的视频流区分服务编码(DSCP，Differentiated Services Code Point)的后3比特可以用来显示不同子队列的优先级，即可以设置为“000”的优先级 高于“001”高于“ 010”高于“011”高于“ 100”高于“101”高于“ 110”高于“111”。作为可选地，可以包括步骤14、修改步骤12中调度后丢包视频流的包头信息，并 把修改后的丢包信息携带到下级网络节点，适合于此视频流在本网络节点中只产生部分丢 包的情况；例如，本网络节点可容纳的剩余流量为1. 5M，而新连接的视频流需要2M流量，此 时就会产生0. 5M的丢包，那么调度的时候就会把上述新连接的丢包后的视频流(流量为 1. 5M)送入下级网络节点，同时将修改后的丢包视频流的包头信息携带到下级网络节点。例 如，在IP场景下，把发生丢包视频流的包头信息中的DSCP的后3比特修改为表示低优先级 的“110”或“111”，这样在该视频流到达的下级网络节点也发生拥塞时，可以优先丢弃该视 频流或将该视频流的优先级设置为低优先级，从而保证其他视频流不受网络拥塞的影响； 例如，在多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switch)场景下，把发生丢包的视 频流的业务优先级设置为表示低优先级的“0”，通过对丢包视频流的报文优先级修改，可以 避免出现本网络节点发生丢包的视频流在下级网络节点的优先级比在本网络节点或其他 网络节点中未发生丢包的视频流优先级高的情况，从而保证大部分视频流的观看质量；和 /或，把步骤12中调度后丢包视频流的丢包信息通知特定设备，由特定设备进行调度， 所述特定设备可以是网管系统(匪S)或策略服务器(Policy krver)，可以通过告警消 息或信令等方式通知特定设备，所述特定设备收到通知后，会通知信息内容提供商(ICP， Information Content Protocol)的相关服务器停止该视频流，这样可以使网络中的其他 视频流保持良好的视频流量；和/或，存储步骤12中调度后丢包视频流的丢包信息，供特定设备进行查询，所述特定设 备可以是网管系统(匪S)或策略服务器(Policy Server)。^R^MnTU%AAA(Authentication Authorization andAccounting) τΛ 证、授权和计费协议结合使用，例如，根据用户的等级(VIP用户/普通用户)确定不同的子 队列中的视频流的优先级，从而保障VIP用户的带宽质量。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。本发明实施例还提供了一种网络节点，如图2所示，包括映射单元21，用于根据视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子队列
6中。具体地，每个子队列中一般只包括一个视频流，这样可以保证每个视频流都有一 个单独的缓存区，避免了同类视频业务的视频流在同一队列中随机丢包的情况，同时解决 了多个视频流在同一队列中难以在极短的时间内辨别出每个视频流的优先级的问题。所述 视频流的身份信息包括用户身份标识信息(ID)和/或视频流的IP信息，当存在虚拟局域 网时，还可以包括虚拟局域网(VLAN) ID，具体IP信息可以为视频流的IP五元组信息(源 IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号以及协议号)；例如，在局域网中的多个用户的 ID可能相同，此时为了区别具有相同ID的8点50建立连接的视频流和9点建立连接的视 频流，还要通过视频流的IP信息进行区分，这样是为了保证用户的公平性。优先级确定单元22，用于按照预定的要求确定映射单元21中不同的子队列的优 先级。具体地，所述预定的要求可以根据视频流建立连接的时间、用户类型(高端用户 或普通用户)和/或连接内容的类型(组播或点播)确定，还可以根据如IP信息(源IP 地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号以及协议号)等确定。调度单元23，用于根据优先级确定单元22中视频流的优先级采用预定的调度方 式对视频流进行调度。具体地，所述预定的调度方式可以包括严格优先级(SPjtrict Priority)方式或 加权公平排队(WFQ，Weighted Fair Queuing)等方式。例如，若采用SP方式可以在网络拥 塞时，严格按照子队列的优先级从低到高对视频流进行丢包处理。若采用WFQ方式可以在 网络拥塞时，按照子队列的优先级与其对应的加权系数的乘积，对视频流进行丢包处理。其 中，网络拥塞是一种持续过载的网络状态，此时视频流对网络资源(包括链路带宽、存储空 间和处理器处理能力等)的需求超过了固定的容量，例如，网络节点可支持2000个视频流， 而视频流达到了 2002个，则此时可以称为网络拥塞。进一步，不同子队列的优先级一般都在视频流的包头信息中进行区别，例如，在 IP场景下，视频流的包头信息中的视频流区分服务编码(DSCP，Differentiated Services Code Point)的后3比特可以用来显示不同子队列的优先级，即可以设置为“000”的优先级 高于“001”高于“ 010”高于“011”高于“ 100”高于“101”高于“ 110”高于“111”。作为可选地，还可以包括修改单元，用于修改调度单元22中丢包视频流的包头信息，并把修改后的丢包信 息携带到下级网络节点，适合于此视频流在本网络节点中只产生部分丢包的情况；例如，本 网络节点可容纳的剩余流量为1. 5M，而新连接的视频流需要2M流量，此时就会产生0. 5M的 丢包，那么调度的时候就会把上述新连接的丢包后的视频流(流量为1.5M)送入下级网络 节点，同时将修改后的丢包视频流的包头信息携带到下级网络节点。例如，在IP场景下，把 发生丢包视频流的包头信息中的DSCP的后3比特修改为表示低优先级的“110”或“111”， 这样在该视频流到达的下级网络节点也发生拥塞时，可以优先丢弃该视频流或将该视频流 的优先级设置为低优先级，从而保证其他视频流不受网络拥塞的影响；例如，在多协议标签 交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switch)场景下，把发生丢包的视频流的业务优先级设 置为表示低优先级的“0”，通过对丢包视频流的报文优先级修改，可以避免出现本网络节点 发生丢包的视频流在下级网络节点的优先级比在本网络节点或其他网络节点中未发生丢
7包的视频流优先级高的情况，从而保证大部分视频流的观看质量；和/或，通知单元，用于把调度单元22中丢包视频流的丢包信息通知特定设备，由特定设 备进行调度，所述特定设备为网管系统(匪S)或策略服务器(Policy Server)；可以通过 告警消息或信令等方式通知特定设备，所述特定设备收到通知后，会通知信息内容提供商 (ICP, Information Content Protocol)的相关服务器停止该视频流，这样可以使网络中的 其他视频流保持良好的视频流量；和/或，存储单元，用于存储调度单元22中调度后丢包视频流的丢包信息，供特定设备进 行查询，所述特定的设备为网管系统(匪S)或策略服务器(Policy Server)。上述装置中包含的各单元的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已 经描述，在此不再重复描述。本发明实施例以一个网络节点对视频流进行调度为例进行具体说明，如图3所 示步骤31、映射单元21根据各视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子 队列中，每个子队列中一般只包括一个视频流，这样可以保证每个视频流都有一个单独的 缓存区，避免了同类视频业务的视频流在同一队列中随机丢包的情况，同时解决了多个视 频流在同一队列中难以在极短的时间内辨别出每个视频流的优先级的问题。例如可以根 据用户的ID将具有不同ID的视频流映射到不同的子队列中，也可以根据视频流的IP信息 将具有不同IP信息的视频流映射到不同的子队列中，也可以根据ID和IP信息将具有不同 ID和IP信息的视频流映射到不同的子队列中，还可以根据其它可以标识视频流身份信息 的标签将视频流映射到不同的子队列中。步骤32、优先级确定单元22按照预定的要求确定不同的子队列的优先级。例如， 可以按照视频流建立连接的时间确定视频流的优先级，即视频流A15点M分接入网络节 点，视频流B 15点30分接入网络节点，则可以设置视频流A的优先级高于视频流B ；也可 以按照视频流类型对视频流的优先级进行排序，即视频流A为普通用户，视频流B为VIP用 户，则可以设置视频流B的优先级高于视频流A ；也可以按照连接内容的类型对视频流的优 先级进行排序，即视频流A连接的内容为组播节目，视频流B连接的内容为点播节目，则可 以设置视频流B的优先级高于视频流A ；还可以根据建立连接时间、用户类型和连接内容的 类型确定视频流的优先级，还可以根据其它有助于保证用户公平性的要求确定视频流的优 先级。步骤33、调度单元23根据优先级确定单元22确定的不同的子队列的优先级采用 预定的调度方式对子队列中的视频流进行调度，例如，可以根据优先级确定单元22中视频 流的优先级采用SP方式对视频流进行调度，即当网络拥塞时，将低优先级视频流进行丢包 处理，例如，网络节点可支持200个视频流，而此时网络节点的视频流达到了 201个，就会将 优先级最低的那个视频流进行丢包处理；也可以根据优先级确定单元22中子队列的优先 级采用WFQ方式对视频流进行调度，即按照子队列的优先级与其对应的加权系数的乘积， 对视频流进行丢包处理，当网络拥塞时，将保持总队列已满后到达的子队列的数据包丢弃， 所述保持总队列即为系统中数据包占用的所有内存之和；还可以采用其它的网络拥塞时的 调度方式根据优先级确定单元22中子队列的优先级对视频流进行调度。作为可选的，步骤34、修改单元对调度单元23中丢包视频流的丢包信息进行修改，并把修改后的包头信息携带到下级网络节点，适合于此视频流在本网络节点中只产生 部分丢包的情况；例如，本网络节点可容纳的剩余流量为1. 5M，而新连接的视频流需要2M 流量，此时就会产生0. 5M的丢包，那么调度的时候就会把上述新连接的丢包后的视频流 (流量为1.5M)送入下级网络节点，同时将修改后的丢包视频流的包头信息携带到下级网 络节点。例如，在IP场景下，将发生丢包视频流的包头信息中的DSCP的后3比特修改为低 优先级的“ 110”或“ 111”，并将修改后的包头信息携带到下级网络节点，若下级网络节点发 生网络拥塞且所述下级网络节点也没有采用本申请的视频流调度方法时，则会优先丢弃该 发生丢包的视频流，若下级网络节点发生网络拥塞且所述下级网络节点也采用了本申请的 视频流调度方法，则会将该发生丢包的视频流的优先级设置为低优先级或优先丢弃该发生 丢包的视频流；这样可以使本网络节点中或下级网络节点中其它视频流不会受到网络拥塞 造成的影响，即保证了大部分视频流的观看质量。和/或，步骤34、通知单元把调度单元23中丢包视频流的丢包信息通知特定设备，由特 定设备进行具体调度，所述特定设备可以为网管系统，也可以为策略服务器等；例如，特定 设备收到丢包视频流的丢包信息后，会通知ICP的相关服务器停止将视频流提供给该视频 流，这样可以使网络中的其他视频流保持良好的视频流量。和/或，步骤34、存储单元将调度单元23中丢包视频流的丢包信息进行存储，供特定设备 进行查询，所述特定设备可以为网管系统，也可以为策略服务器等。本发明实施例的技术方案不会增大编码的冗余度和带宽需求，不需要专门的信令 交互，部署起来简单容易。具体根据排序后视频流的优先级采用预定的调度方式进行调度， 避免了由于网络拥塞导致网络节点中所有的视频流观看质量同时下降的问题，可以在网络 节点超过可容纳视频流的情况下采用调度方式根据不同的子队列的优先级对子队列中对 应的视频流进行丢包处理，保证网络节点可容纳的其它大部分视频流的观看质量不受影 响。通过对发生丢包视频流的包头信息进行修改并通知下级节点的方案，可以使后续网络 节点能够根据包头信息得知之前的某网络节点发生丢包，从而有效的进行处理或调度；通 过将丢包视频流的包头信息发送给特定设备，能够使特定设备整体了解网络情况，并且知 晓每个用户的使用状态，特定设备还可以将丢包信息通知用户，以节省丢包用户的等待时 间，从而保证视频流的视频体验。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围 为准。
权利要求
1.一种视频流的调度方法，其特征在于，包括根据视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子队列中，按照预定的要求确定 所述不同的子队列的优先级，所述预定的要求根据建立连接时间、用户类型和/或连接内 容的类型确定；根据所述不同的子队列的优先级采用预定的调度方式对子队列中的视频流进行调度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括修改调度后丢包视频流的包头信息，并把修改后的丢包信息携带到下级网络节点；和/或，把调度后丢包视频流的丢包信息通知特定设备，由特定设备进行调度，所述特定设备 为网管系统匪S或策略服务器Policy Server ；和/或，存储调度后丢包视频流的丢包信息，供特定设备进行查询，所述特定设备为网管系统 NMS或策略服务器Policy Server。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频流的身份信息包括用户身份标 识信息(ID)和/或视频流的IP信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同的子队列的优先级通过子队列 中视频流的包头信息进行区别。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定的调度方式包括严格优先级 (SP)方式或加权公平排队(WFQ)方式。
6.一种网络节点，其特征在于，包括映射单元，用于根据视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子队列中；优先级确定单元，用于按照预定的要求确定映射单元中所述不同的子队列的优先级， 所述预定的要求根据建立连接时间、用户类型和/或连接内容的类型确定；调度单元，用于根据所述不同的子队列的优先级采用预定的调度方式对子队列中的视 频流进行调度。
7.根据权利要求6所述的网络节点，其特征在于，还包括修改单元，用于修改所述调度单元中丢包视频流的包头信息，并把修改后的丢包信息 携带到下级网络节点；和/或，通知单元，用于把所述调度单元中丢包视频流的丢包信息通知特定设备，由特定设备 进行调度，所述特定设备为网管系统匪S或策略服务器Policy Server ；和/或，存储单元，用于存储所述调度单元中丢包视频流的丢包信息，供特定设备进行查询，所 述特定设备为网管系统匪S或策略服务器Policy Server。
8.根据权利要求6所述的网络节点，其特征在于，所述映射单元中所述的视频流的身 份信息包括用户身份标识信息(ID)和/或视频流的IP信息。
9.根据权利要求6所述的网络节点，其特征在于，所述优先级确定单元中不同的子队 列的优先级通过子队列中视频流的包头信息进行区别。
10.根据权利要求6所述的网络节点，其特征在于，所述调度单元，用于采用预定的调度方式对不同优先级的视频流进行调度，所述预定的调度方式包括严格优先级(SP)方式 或加权公平排队(WFQ)方式。
全文摘要
一种视频流的调度方法及网络节点，首先，根据视频流的身份信息将不同的视频流映射到不同的子队列中，然后，按照预定的要求确定所述不同的子队列的优先级，最后，根据所述不同的子队列的优先级采用预定的调度方式对子队列中的视频流进行调度。本发明实施例在网络拥塞时，根据不同的子队列的优先级对子队列中的视频流进行相应的调度处理，保证了网络节点中其它视频流的正常使用，从而不会造成网络节点中所有视频流的观看质量同时下降的情况，并且其不需要冗余编码或专门的信令交互，故部署简单。
文档编号H04L1/00GK102148815SQ20101052745
公开日2011年8月10日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者卢绪山, 彭军, 汤成 申请人:华为技术有限公司