一种视频分发网络全局服务器的主备同步方法与流程

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全局服务器的主备同步协议。

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率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所示的视频直播业务的分发网络还是图2所示的视频通信业务的分发网络，对大量分散部署的节点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，实现了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。当视频分发网络节点服务器启动后，它可以通过静态配置方式获取可以为其提供控制服务的视频分发网络全局服务器的标识和地址信息。为了预防视频分发网络全局服务器单点故障导致视频分发网络失效，一般情况下，视频分发网络中会部署两个视频分发网络全局服务器，一个作为主用控制设备，一个作为备用控制设备。当作为主用控制设备的视频分发网络全局服务器出现故障时，备用视频分发网络全局服务器切换为主用设备，成为视频分发网络中的视频分发网络节点服务器的主用控制设备。为了加快主用视频分发网络全局服务器出现故障时的主备切换速度，视频分发网络需要支持主、备用视频分发网络全局服务器双机热备份，主用视频分发网络全局服务器在运行过程中，和备用视频分发网络全局服务器实时同步视频分发网络的全局管理和状态信息。

技术实现要素：
为了加快主用视频分发网络全局服务器出现故障时的主备切换速度，减小视频分发网络全局服务器单点故障对视频分发网络的影响，本发明针对图1和图2所示的视频分发网络系统，提出了一种视频分发网络全局服务器主备同步协议。根据本发明的第一方面，提供了一种视频分发网络全局服务器的主备同步协议。其特征在于：视频分发网络全局服务器的主备同步协议运行于主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间，用于实现主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的视频分发网络全局管理和状态信息的同步，以及主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的状态切换。根据本发明的第二方面，主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的主备同步状态包括：单机状态、启动同步状态、信息同步状态、信息失序状态，其中：a)单机状态是指主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的通信通道未建立前的视频分发网络全局服务器独立工作状态；b)启动同步状态是指主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间开始同步，但双方信息还未达到同步的状态；c)信息同步状态是指主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的信息正常同步的状态；d)信息失序状态是指主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间因为通信故障等原因造成的信息不同步状态。根据本发明的第三方面，主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的不同主备同步状态之间可以切换，如：单机状态切换为启动同步状态、启动同步状态切换为信息同步状态、启动同步状态切换为信息失序状态、信息同步状态切换为信息失序状态、信息失序状态切换为信息同步状态。根据本发明的第四方面，提供了视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，其中，包含以下步骤：a)主用视频分发网络全局服务器将视频分发网络全局管理信息或状态信息表中未同步到备用视频分发网络全局服务器的信息封装进一到多条数据同步消息中；b)主用视频分发网络全局服务器发送步骤a)中生成的数据同步消息到备用视频分发网络全局服务器中；c)备用视频分发网络全局服务器根据步骤b)接收到的数据同步消息中的视频分发网络全局管理信息或状态信息来更新备用视频分发网络全局服务器中的视频分发网络全局管理信息或状态信息表。根据本发明的第五方面，视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程在两种情况下启动：a)主用视频分发网络全局服务器或者备用视频分发网络全局服务器启动后，未实现主备之间信息同步时启动；b)主用视频分发网络全局服务器中视频分发网络全局管理信息或状态信息等同步信息出现变化时启动。根据本发明的第六方面，提供了单机状态到启动同步状态的切换过程。其中，包含以下步骤：a)主用视频分发网络全局服务器接收到来自备用视频分发网络全局服务器的启动通知消息；b)主用视频分发网络全局服务器发送主备同步启动消息到备用视频分发网络全局服务器；c)主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器均进入启动同步状态，启动信息同步。根据本发明的第七方面，提供了启动同步状态到信息同步状态或信息失序状态的切换过程，其中，包含以下步骤：a)进入启动同步状态的主用视频分发网络全局服务器执行视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，将视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有信息同步到备用视频分发网络全局服务器；b)若步骤a)执行成功，则主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器均进入信息同步状态；c)若步骤a)执行失败，则主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器均进入信息失序状态。根据本发明的第八方面，提供了信息同步状态到信息失序状态的切换过程，其中，包含以下步骤：a)当主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器实现信息同步后，如果网络在运行过程中发生网络状态等视频分发网络全局管理信息和状态信息变化时，主用视频分发网络全局服务器执行视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，将视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有未同步信息同步到备用视频分发网络全局服务器；b)若步骤a)执行失败，则主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器均进入信息失序状态。根据本发明的第九方面，提供了信息失序状态到信息同步状态的切换过程，其中，包含以下步骤：a)当主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器处于信息失序状态时，主用视频分发网络全局服务器重复执行视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，直到将视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有未同步信息同步到备用视频分发网络全局服务器；b)若步骤a)执行成功，则主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器均进入信息同步状态。采用本发明的方案，可以为视频分发网络中的主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间提供主备实时同步方法，实现主、备用视频分发网络全局服务器之间的双机热备份。附图说明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；图3示出了根据本发明的一个具体实施例的视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程的流程图；图4示出了根据本发明的一个具体实施例的单机状态到启动同步状态的切换过程的流程图。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，视频分发网络全局服务器负责对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1被配置为视频分发网络中的主用控制设备，全局服务器2被配置为视频分发网络中的备用控制设备。以图1中所示的视频分发网络为例，视频分发网络全局服务器的主备同步协议运行于全局服务器1和全局服务器2中，负责在全局服务器1和全局服务器2之间进行视频分发网络全局管理信息和状态信息的同步，以及主用视频分发网络全局服务器设备失效时主用视频分发网络全局服务器和备用视频分发网络全局服务器之间的状态切换。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。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，全局服务器1和全局服务器2之间的主备同步状态包括：单机状态、启动同步状态、信息同步状态和信息失序状态等四种。当全局服务器1和全局服务器2启动时，都首先进入单机状态。被配置为备用控制设备的全局服务器2启动后发送启动通知消息到全局服务器1，全局服务器1接收到该消息后，开始启动到全局服务器2的信息同步，同步视频分发网络全局管理信息和状态信息。此时，全局服务器1和全局服务器2进入启动同步状态。当全局服务器1和全局服务器2中的视频分发网络全局管理信息和状态信息完全同步后，全局服务器1和全局服务器2进入信息同步状态。当全局服务器1和全局服务器2中的视频分发网络全局管理信息和状态信息出现不同步时，如：全局服务器1内的网络状态信息发生变化，而全局服务器2内未得到及时更新时，全局服务器1和全局服务器2进入信息失序状态。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。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，全局服务器1和全局服务器2之间的不同主备同步状态之间可以切换。当全局服务器1和全局服务器2启动后并开始启动主备同步过程时，全局服务器1和全局服务器2从单机状态切换为启动同步状态。当全局服务器1和全局服务器2启动后成功完成视频分发网络全局管理信息和状态信息同步，则全局服务器1和全局服务器2从启动同步状态切换为信息同步状态，否则全局服务器1和全局服务器2从启动同步状态切换为信息失序状态。如果全局服务器1和全局服务器2实现信息同步后，在运行过程中因为各种原因未能把网络状态等发生变化的同步信息及时同步到全局服务器2上时，全局服务器1和全局服务器2从信息同步状态切换为信息失序状态。当全局服务器1完成了更新信息到全局服务器2的同步后，则全局服务器1和全局服务器2从信息失序状态切换为信息同步状态。以下，根据图3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。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程包含以下步骤：步骤S10：全局服务器1将视频分发网络全局管理信息或状态信息表中未同步到全局服务器2的信息封装进一到多条数据同步消息中。步骤S11：全局服务器1将步骤S10中生成的数据同步消息全部发送到全局服务器2。步骤S12：全局服务器2根据接收到的数据同步消息来更新其上的视频分发网络全局管理信息或状态信息表，保持和全局服务1内的视频分发网络全局管理信息和状态信息同步，从而在全局服务器1出现故障时，全局服务器2和全局服务器1可以快速进行主备切换，不影响视频分发网络的正常运行。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。视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程在两种情况下启动：(1)主用视频分发网络全局服务器或者备用视频分发网络全局服务器启动后，未实现主备之间信息同步时启动；(2)主用视频分发网络全局服务器中视频分发网络全局管理信息或状态信息等同步信息出现变化时启动。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，当全局服务器1或者全局服务器2启动后，将启动视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，实现全局服务器1和全局服务器2之间的视频分发网络全局管理信息和状态信息同步。在视频分发网络运行过程中，当网络中的业务分发信息、节点服务器状态等管理信息或状态信息发生变化时，相关信息都会上报到作为主用控制设备的全局服务器1中。全局服务器1接收到这些信息后，会根据接收到的信息更新其上的视频分发网络全局管理信息或状态信息表，并同时启动视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，将所述更新信息同步到全局服务器2上，从而保持全局服务器1和全局服务器2上的视频分发网络全局管理信息和状态信息的一致性。以下，根据图4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。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，单机状态到启动同步状态的切换过程包含如下步骤：步骤S20：全局服务器1接收到来自全局服务器2的启动通知消息。作为视频分发网络的主用控制设备的全局服务器1在启动后，启动监听来自全局服务器2的启动通知消息。全局服务器2启动后，将发送启动通知消息到作为视频分发网络的主用控制设备的视频全局服务器1。步骤S21：全局服务器1发送主备同步启动消息到全局服务器2，通知全局服务器2进入启动同步状态。步骤S22：全局服务器1和全局服务器2均进入启动同步状态，并启动视频分发网络全局管理信息和状态信息的同步。以下，对本发明的第七方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，启动同步状态到信息同步状态或信息失序状态的切换过程包含以下步骤：步骤S30：当全局服务器1进入启动同步状态后，全局服务器1执行视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，将视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有信息同步到全局服务器2。步骤S31：若步骤S31执行成功，全局服务器1中的视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有信息均成功同步到全局服务器2上，则全局服务器1和全局服务器2均进入信息同步状态。步骤S32：若步骤S31执行不成功，如：部分同步消息丢失，全局服务器1中的部分待同步信息未成功同步到全局服务器2上，则全局服务器1和全局服务器2均进入信息失序状态。以下，对本发明的第八方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，信息同步状态到信息失序状态的切换过程包含如下步骤：步骤S40：当全局服务器1和全局服务器2实现信息同步后，如果网络在运行过程中发生网络状态等视频分发网络全局管理信息和状态信息变化时，全局服务器1执行视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，将视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有更新信息同步到全局服务器2中。步骤S41：若步骤S40执行失败，如：部分同步信息丢失，全局服务器1的视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的部分更新信息未正确同步到全局服务器2，则全局服务器1和全局服务器2进入信息失序状态。以下，对本发明的第九方面进行描述，其中，图1、图2及其相关描述在此一并作为参考。以图1中所示的全局服务器1和全局服务器2为例，信息失序状态到信息同步状态的切换过程包含如下步骤：步骤S50：当全局服务器1和全局服务器2处于信息失序状态时，全局服务器1重复执行视频分发网络全局管理信息和状态信息的主备同步处理过程，直到将全局服务器1中的视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有未同步信息同步到全局服务器2中。步骤S51：若步骤S50执行成功，则全局服务器1和全局服务器2进入信息同步状态，此时全局服务器1和全局服务器2中的视频分发网络全局管理信息和状态信息表中的所有信息一致。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。