专利名称：一种视频分发网络集中控制协议的信息传输方法
技术领域：
本发明涉及通信网络，尤其涉及视频分发网络中的一种视频分发网络集中控制协议的信息传输方法。
背景技术：
随着视频技术的广泛应用，基于Internet的视频直播服务的需求日益增加，而基于Internet的大规模视频流量分发成为视频直播服务所面临的一个严峻挑战。虽然CDN技术被广泛应用于分发Web流量和视频点播流量，实现网络内容的就近访问，缓解流媒体传输的高吞吐量对骨干网带宽带来的压力，提高业务响应速度，但目前CDN技术还不能很好地解决大规模视频直播业务的流量分发问题。此外，大规模视频通信业务也需要高效、可靠的视频分发网络技术的支持。如图1所示，对于大规模视频直播服务，可以通过部署由直播源站节点服务器集群、中继节点服务器集群和边缘节点服务器集群等视频分发网络节点服务器集群所组成的视频直播分发网络来提高大规模视频直播业务的服务效率，降低视频直播服务传输所占用的网络带宽。对于大规模视频通信服务，如图2所示，可以通过部署以代理服务器为主的节点服务器集群来组成视频通信分发网络，从而提高视频通信业务的吞吐量，提高业务并发量。无论是对于图1所示的视频直播分发网络还是图2所示的视频通信分发网络，对大量分散部署的服务器集群的高度集中管理和控制是确保网络效率、可靠性、可控性的必要手段。视频分发网络全局服务器可以看作是一组逻辑设备，实现视频分发网络的管理、监控、动态配置、控制、调度等功能，对视频分发网络中的所有视频分发网络节点服务器进行集中控制、管理和调度。作为视频分发网络中的核心控制设备，视频分发网络全局服务器负责控制管理网络内的所有视频分发网络节点服务器，并进一步通过视频分发网络节点服务器来提供视频分发功能。为了实现视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间的控制信息传输，一种视频分发网络集中控制协议被提出。视频分发网络集中控制协议是视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间的交互式控制协议。通过该协议，视频分发网络的控制信息可以在视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间可靠传输，从而使视频分发网络全局服务器可以对大规模视频分发网络中的所有视频分发网络节点服务器进行集中控制、管理和调度。
发明内容
本发明针对视频分发网络集中控制协议，提供了一种视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，从而实现视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间的控制信息交互。
根据本发明的第一方面，提供了一种视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，其中:(I)视频分发网络集中控制协议控制消息负责在视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间传输控制、管理和调度信息；(2)视频分发网络集中控制协议控制消息由视频分发网络集中控制协议控制报文承载。根据本发明的第二方面，提供了视频分发网络集中控制协议控制报文实现方法，其中:(I)视频分发网络集中控制协议控制报文由传输层协议包头和一个视频分发网络集中控制协议消息体组成；(2)视频分发网络集中控制协议控制报文内容利用DTLS协议加密传输，以保证信息在网络传输过程中的安全；(3)视频分发网络集中控制协议控制报文采用UDP协议进行网络传输。根据本发明的第三方面，提供了一种视频分发网络集中控制协议控制报文。视频分发网络集中控制协议控制报文由IP首部、m)P首部、视频分发网络集中控制协议DTLS首部、DTLS首部、视频分发网络集中控制协议首部、控制消息首部、消息元、DTLS尾部等部分组成。其中:IP首部和m)P首部分别用于表示承载该报文的IP协议包头和m)P协议包头；视频分发网络集中控制协议DTLS首部标识此报文经过DTLS加密，视频分发网络集中控制协议DTLS首部长度为32位，其中包含8位预判码和24位预留码；DTLS首部用于承载DTLS协议包首部信息；视频分发网络集中控制协议首部用于承载该报文的视频分发网络集中控制协议首部描述信息；控制消息首部用于承载控制消息的首部描述信息；消息元用于承载控制消息的具体内容；DTLS尾部用于承载DTLS协议包尾部信息。在视频分发网络集中控制协议控制报文中，视频分发网络集中控制协议首部、控制消息首部、消息元、DTLS尾部等部分内容被利用DTLS协议加密。根据本发明的第四方面，提供了一种视频分发网络集中控制协议首部。视频分发网络集中控制协议首部包括:预判码、首部长度、分组标志、分组结束标志、分组标识符、分组位移、预留码。其中:预判码由8位二进制数字组成，前4位表示视频分发网络集中控制协议版本，后4位值为0000 ；首部长度由5位二进制数字组成，指明视频分发网络集中控制协议首部的长度字节数；分组标志由I位二进制数字组成，指明这个报文是否为一个分组包，当值为I时表示此报文为分组包，此报文需要和其他分组包重组成完整的协议报文；分组结束标志由I位二进制数字组成，指明这个报文是否包含分组的最后一部分，值为I时表示此报文包含一个分组的最后一个分组包；分组标识符由16位一进制数字组成，用于识别不同的报文分组，分组标识符相同的分组包属于同一个协议报文；分组位移由13位二进制数字组成，用于表示本分组报文在整个完整协议报文中的位置，以进行报文重组工作；
预留码由4位二进制数字O组成，作为保留位。根据本发明的第五方面，提供了一种视频分发网络集中控制协议控制报文的控制消息首部。控制消息首部包括:消息类型、序列号、消息元长度等组成部分。其中:消息类型用于表示控制消息的类型；序列号用于匹配一对请求消息和响应消息，当一个请求消息被接收到后，其中的序列号被拷贝到随后发送的响应消息内；消息元长度用于指出视频分发网络集中控制协议控制报文的消息元域的长度字节数。根据本发明的第六方面，提供了一种视频分发网络集中控制协议控制报文的消息元。消息元被用来承载控制消息的内容，一个控制报文可以包含O到多个消息元。消息元由参数值类型、参数值长度和参数值等部分组成。其中，参数值类型用于表示参数值域内承载的信息类型；参数值长度用于表示参数值域内数据的长度字节数；参数值域用于承载具体的控制消息内容。消息元用于携带每种消息的具体内容，根据消息类型的不同，消息元内容的具体定义也会随之变化。视频分发网络内的控制消息包括很多类型，如:视频分发网络发现请求消息、视频分发网络发现响应消息、视频分发网络节点服务器接入请求消息、视频分发网络节点服务器接入响应消息，等等。不同类型的控制消息中包含的消息元内容也会不同。采用本发明的方案，可以提供视频分发网络中视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间的控制信息的传输实现方案。
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1示出了视频直播业务的视频分发网络系统结构示意图；图2示出了视频通信业务的视频分发网络系统结构示意图。其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。如图1和图2所示，在视频分发网络中，全局服务器I负责对视频分发网络内的所有视频分发网络节点服务器进行集中控制、管理、监控和调度。全局服务器I通过各种视频分发网络集中控制协议控制消息和网络中的视频分发网络节点服务器之间进行交互，实现对网络内的所有视频分发网络节点服务器的集中控制、管理、监控和调度。视频分发网络集中控制协议定义了多种类型的控制消息，如:视频分发网络发现请求消息、视频分发网络发现响应消息、视频分发网络节点服务器接入请求消息、视频分发网络节点服务器接入响应消息、视频分发网络节点服务器配置请求消息、视频分发网络节点服务器配置响应消息、视频分发网络节点服务器事件请求消息、视频分发网络节点服务器事件响应消息、视频分发网络节点服务器数据传输请求消息、视频分发网络节点服务器数据传输响应消息、视频分发网络节点服务器配置修改请求消息、视频分发网络节点服务器配置修改响应消息、等等。
各种视频分发网络集中控制协议控制消息由视频分发网络集中控制协议控制报文承载。以下，对本发明的第二方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。视频分发网络集中控制协议控制报文由传输层协议包头和一个视频分发网络集中控制协议消息体组成。视频分发网络集中控制协议控制报文内容利用DTLS协议加密传输，以保证信息在网络传输过程中的安全。DTLS协议是专门为保护不可靠的传输协议(如:UDP协议)上流量安全而设计的。视频分发网络集中控制协议利用DTLS协议来对其控制报文进行加密后，再传输，从而确保视频分发网络集中控制协议控制消息的信息安全性。以下，对本发明的第三方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。视频分发网络集中控制协议控制报文由IP首部、UDP首部、视频分发网络集中控制协议DTLS首部、DTLS首部、视频分发网络集中控制协议首部、控制消息首部、消息元、DTLS尾部等部分组成。其中:IP首部用于表示承载该报文的IP协议包头。UDP首部用于表示承载该报文的UDP协议包头。视频分发网络集中控制协议DTLS首部标识此报文经过DTLS加密，长度为32位，其中包含8位预判码和24位预留码。预判码由4位视频分发网络集中控制协议版本标识、4位包负荷类型组成，包负荷的值被设置为1111，表示本消息被利用DTLS加密。DTLS首部用于承载DTLS协议包首部信息。视频分发网络集中控制协议首部用于承载该报文的视频分发网络集中控制协议首部描述信息。控制消息首部用于承载控制消息的首部描述信息。消息元用于承载控制消息的具体内容，每类控制消息的消息元内容均不相同。DTLS尾部用于承载DTLS协议包尾部信息。在视频分发网络集中控制协议控制报文中，视频分发网络集中控制协议首部、控制消息首部、消息元、DTLS尾部等部分内容被利用DTLS协议加密。以下，对本发明的第四方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。视频分发网络集中控制协议首部包括:预判码、首部长度、分组标志、分组结束标志、分组标识符、分组位移、预留码。其中:预判码由8位二进制数字组成，前4位标识视频分发网络集中控制协议版本号，后4位值为0000。首部长度由5位二进制数字组成，标识视频分发网络集中控制协议首部的长度字节数。分组标志由I位二进制数字组成，标识这个报文是一个完整的协议报文还是一个分组包。当分组标志为I时表示此报文为分组包，接收方接收到此报文后需要和同一个分组内的其他分组包重组成完整的协议报文；否则表示此报文为一个完整的协议报文，接收方接收到此报文后不需要和其它报文进行重组。
分组结束标志由I位二进制数字组成，标识这个报文是否包含分组的最后一部分，值为I时表示此报文包含一个分组的最后一个分组包。只有当分组标志为I时，分组结束标志域内的值才有意义。分组标识符由16位二进制数字组成，用于识别不同的报文分组，分组标识符相同的分组包属于同一个协议报文。只有当分组标志为I时，分组标识符域的值才有意义。分组位移由13位二进制数字组成，用于表示本分组报文在整个完整协议报文中的位置，以进行报文重组工作。只有当分组标志为I时，分组位移域的值才有意义。预留码由4位二进制数字O组成，作为保留位。当一个视频分发网络集中控制协议的控制消息长度超过一个视频分发网络集中控制协议控制报文能承载的内容的最大长度时，所述控制消息会被划分为多个部分，由多个视频分发网络集中控制协议控制报文承载。为了使控制消息的接收方在接收到这些控制报文后可以正确地进行重组，还原控制消息，需要在承载所述控制消息的控制报文中设置分组标志，并正确设置分组位移。报文的发送方为所述消息分配一个分组标识符，所述消息的所有承载报文内的分组标识符均设置为所分配的分组标识符。所述消息的最后一个分组报文中的分组结束标志被设置为1，其它分组报文中的分组结束标志被设置为O。当所述控制消息的接收方接收到第一个分组控制报文后，它不从报文中提取控制消息，而是等到接收到该分组报文的最后一个报文时，对所述分组报文进行重组，再提取其中承载的控制消息进行处理。以下，对本发明的第五方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。视频分发网络集中控制协议控制报文的控制消息首部包括:消息类型、序列号，消息元长度。其中:消息类型用于表示控制消息的类型。视频分发网络集中控制协议定义了多种控制消息类型，如:视频分发网络发现请求消息(消息类型=I)、视频分发网络发现响应消息(消息类型=2)、视频分发网络节点服务器接入请求消息(消息类型=3)、视频分发网络节点服务器接入响应消息(消息类型=4)、视频分发网络节点服务器配置请求消息(消息类型=5)、视频分发网络节点服务器配置响应消息(消息类型=6)、视频分发网络节点服务器配置修改请求消息(消息类型=7)、视频分发网络节点服务器配置修改响应消息(消息类型=8)、视频分发网络节点服务器事件请求消息(消息类型=9)、视频分发网络节点服务器事件响应消息(消息类型=10)、视频分发网络节点服务器复位请求消息(消息类型=11)、视频分发网络节点服务器复位响应消息(消息类型=12)、视频分发网络节点服务器数据传输请求消息(消息类型=13)、视频分发网络节点服务器数据传输响应消息(消息类型=14)、视频分发网络节点服务器配置清除请求消息(消息类型=15)、视频分发网络节点服务器配置清除响应消息(消息类型=16)、等等。序列号由I个字节组成，用于匹配一对请求消息和响应消息。当一个请求消息被接收到后，其中的序列号被拷贝到随后发送的响应消息内。以图1中所示的节点服务器J31和全局服务器I为例，节点服务器J31发送视频分发网络发现请求消息到全局服务器1，全局服务器I接收到该消息后会发送一个视频分发网络发现响应消息到节点服务器J31，作为对视频分发网络发现请求消息的应答消息。承载所述视频分发网络发现响应消息的控制报文的控制消息首部的序列号将使用视频分发网络发现请求消息中的序列号。因此，当节点服务器J31接收到所述视频分发网络发现响应消息后，可以立刻判别出它是对前面发送的视频分发网络发现请求消息的应答消息。消息元长度用于指出视频分发网络集中控制协议控制报文的消息元域的长度字节数。以下，对本发明的第六方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。消息元被用来承载控制消息的具体内容，一个控制消息可以包含O到多个消息元。消息元由参数值类型、参数值长度和参数值等部分组成。其中，参数值类型用于表示参数值域内承载的信息类型；参数值长度用于表示参数值域内数据的长度字节数；参数值域用于承载具体的控制消息内容。每个控制消息的具体定义不同，在消息元域内承载的信息也是不同的。例如:视频分发网络发现请求消息是视频分发网络集中控制协议定义的一种控制消息。视频分发网络节点服务器发送视频分发网络发现请求消息到视频分发网络全局服务器，来检测视频分发网络全局服务器是否可以连通。视频分发网络发现请求消息中包含3个消息元，分别用于承载下面的信息:发现类型、视频分发网络节点服务器硬件描述单元、视频分发网络节点服务器描述单元。这三个消息元内携带的数据类型不同，数据长度也不同。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
1.一种视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，其特征在于:视频分发网络集中控制协议控制消息负责在视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间传输控制、管理和调度信息。
2.根据权利要求1所述的视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，其特征还在于:视频分发网络集中控制协议控制消息由视频分发网络集中控制协议控制报文承载。
3.根据权利要求1-2所述的视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，其特征还在于:视频分发网络集中控制协议控制报文由传输层协议包头和一个视频分发网络集中控制协议消息体组成。
4.根据权利要求1-3所述的视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，其特征还在于: a)视频分发网络集中控制协议控制报文内容利用DTLS协议加密传输，以保证信息在网络传输过程中的安全； b)视频分发网络集中控制协议控制报文采用UDP协议进行网络传输。
5.根据权利要求1-4所述的视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，视频分发网络集中控制协议控制报文的特征在于: a)视频分发网络集中控制协议控制报文由IP首部、UDP首部、视频分发网络集中控制协议DTLS首部、DTLS首部、视频分发网络集中控制协议首部、控制消息首部、消息元、DTLS尾部等部分组成； b)IP首部和UDP首部分别用于表示承载该报文的IP协议包头和Μ)Ρ协议包头； c)视频分发网络集中控制协议DTLS首部标识此报文经过DTLS加密； d)DTLS首部用于承载DTLS协议包首部信息； e)视频分发网络集中控制协议首部用于承载该报文的视频分发网络集中控制协议首部描述信息； f)控制消息首部用于承载控制消息的首部描述信息； g)消息元用于承载控制消息的具体内容； h)DTLS尾部用于承载DTLS协议包尾部信息。
6.根据权利要求5所述的视频分发网络集中控制协议控制报文，其特征还在于:在视频分发网络集中控制协议控制报文中，视频分发网络集中控制协议首部、控制消息首部、消息元、DTLS尾部等部分内容被利用DTLS协议加密。
7.根据权利要求5-6所述的视频分发网络集中控制协议控制报文，视频分发网络集中控制协议首部的特征在于: a)视频分发网络集中控制协议首部包括:预判码、首部长度、分组标志、分组结束标志、分组标识符、分组位移、预留码； b)预判码由8位二进制数字组成，前4位表示视频分发网络集中控制协议版本，后4位值为OOOO ； c)首部长度由5位二进制数字组成，表示视频分发网络集中控制协议首部的长度字节数； d)分组标志由I位二进制数字组成，标识这个报文是一个完整的协议报文还是一个分组包，当值为I时表示此报文为分组包，此报文需要和其他分组包重组成完整的协议报文；e)分组结束标志由I位二进制数字组成，指明这个报文是否包含分组的最后一部分，值为I时表示此报文包含一个分组的最后一个分组包； f)分组标识符由16位二进制数字组成，用于识别不同的报文分组，分组标识符相同的分组包属于同一个协议报文； g)分组位移由13位二进制数字组成，用于表示本分组报文在整个完整协议报文中的位置，以进行报文重组工作； h)预留码由4位二进制数字O组成，作为保留位。
8.根据权利要求5-7所述的视频分发网络集中控制协议控制报文，控制消息首部的特征在于: a)控制消息首部包括:消息类型、序列号、消息元长度等组成部分； b)消息类型用于表示控制消息的类型； c)序列号用于匹配一对请求消息和响应消息，当一个请求消息被接收到后，其中的序列号被拷贝到随后发送的响应消息内； d)消息元长度用于指出视频分发网络集中控制协议控制报文的消息元域的长度字节数。
9.根据权利要求5-8所述的视频分发网络集中控制协议控制报文，视频分发网络集中控制协议控制报文的消息元的特征在于: a)消息元被用来承载控制消息的内容，一个控制报文可以包含O到多个消息元； b)消息元由参数值类型、参数值长度和参数值等部分组成； c)参数值类型用于表示参数值域内承载的信息类型； d)参数值长度用于表示参数值域内数据的长度字节数； e)参数值域用于承载具体的控制消息内容。
10.根据权利要求9所述的视频分发网络集中控制协议控制报文的消息元，其特征还在于:消息元用于携带每种控制消息的具体内容，根据消息类型的不同，消息元内容的具体定义也会随之变化。
全文摘要
本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及视频分发网络中的一种视频分发网络集中控制协议的信息传输方法。为了使视频分发网络全局服务器可以控制和管理视频分发网络中的所有视频分发网络节点服务器，视频分发网络集中控制协议被提出。本发明提出了一种视频分发网络集中控制协议的信息传输方法，从而可以在视频分发网络中提供视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间的交互式通信消息，使得视频分发网络控制信息可以在视频分发网络全局服务器和视频分发网络节点服务器之间安全、可靠地传输。
文档编号H04N21/63GK103108254SQ20111036099
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者汤晓辉 申请人:苏州达联信息科技有限公司