流媒体负载均衡方法、装置和计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及流媒体技术领域，尤其涉及一种流媒体负载均衡方法、装置和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前，流媒体(streaming media)技术得到了广泛的应用，安防监控系统就是利用流媒体技术实现实时监控的。安防监控系统采用分布式结构设置流媒体服务器，各流媒体服务器由流媒体管理服务器统一管理，当客户端向流媒体管理服务器发送访问请求时，流媒体管理服务器将该客户端分配至视频采集设备数目和客户端数目相对较少的流媒体服务器中，以保证各个流媒体服务器接入的视频采集设备数目和客户端数目相同，以达到负载均衡的目的。
3.上述现行的流媒体服务器负载均衡方法，仅考虑了采集设备数目和客户端数目，没有考虑流媒体服务器自身的性能参数。即使各个流媒体服务器接入的采集设备数目和客户端数目均相同，但是由于各个服务器存在扩容、利旧等情况，服务器的型号大不相同，各个数据指标的变化趋势也不尽相同，性能参数不同会导致各个流媒体服务器的负载严重不均衡。因此，存在流媒体负载均衡处理效果不佳的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种流媒体负载均衡方法、装置和计算机可读存储介质，旨在解决现有流媒体负载均衡处理效果不佳的问题。
5.为实现上述目的，本技术一方面提供一种流媒体负载均衡方法，所述流媒体负载均衡方法应用于流媒体管理服务器，所述方法包括：
6.获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；
7.根据所述网络参数、所述cpu参数以及所述内存参数获取每个所述流媒体服务器的转换能力值；
8.通过所述转换能力值最大的所述流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。
9.可选地，所述根据所述网络参数、所述cpu参数以及所述内存参数获取每个所述流媒体服务器的转换能力值的步骤包括：
10.根据所述网络参数获取所述流媒体服务器的网络能力值；
11.根据所述cpu参数获取所述流媒体服务器的cpu能力值；
12.根据所述内存参数获取所述流媒体服务器的内存能力值；
13.将所述网络能力值、所述cpu能力值以及所述内存能力值之间的和值作为所述流媒体服务器的转换能力值。
14.可选地，所述根据所述网络参数获取所述流媒体服务器的网络能力值的步骤包括：
15.获取第一预设值与网络利用率的第一差值以及网卡速率与第二预设值的第一商
值，所述网络参数包括所述网络利用率和所述网卡速率；
16.对所述第一商值取对数得到第一对数值；
17.将所述第一差值、第一系数以及所述第一对数值之间的乘积作为所述流媒体服务器的网络能力值。
18.可选地，所述根据所述cpu参数获取所述流媒体服务器的cpu能力值的步骤包括：
19.获取第一预设值与cpu使用率的第二差值以及cpu内核数与第三预设值的第二商值；
20.获取cpu主频与所述第二商值的第一乘积，所述cpu参数包括所述cpu使用率、所述cpu内核数以及所述cpu主频；
21.对所述第一乘积取对数得到第二对数值；
22.将所述第二差值、第二系数以及所述第二对数值之间的乘积作为所述流媒体服务器的cpu能力值。
23.可选地，所述根据所述内存参数获取所述流媒体服务器的内存能力值的步骤包括：
24.获取第一预设值与内存使用率的第三差值以及内存值与第三预设值的第三商值，所述内存参数包括所述内存使用率和所述内存值；
25.对所述第三商值取对数得到第三对数值；
26.将所述第三差值、第三系数以及所述第三对数值之间的乘积作为所述流媒体服务器的内存能力值。
27.可选地，所述方法还包括：
28.在检测到所述流媒体服务器的心跳异常或者未能获取所述流媒体服务器的性能信息时，将所述流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值，以停止所述流媒体服务器的流媒体服务；
29.在检测到所述流媒体服务器的心跳正常时，执行所述获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数的步骤。
30.可选地，所述方法还包括：
31.在所述流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率中的至少一个大于或等于第五预设值时，将所述流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值，以停止所述流媒体服务器的流媒体服务；
32.在所述流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率均小于所述第五预设值时，执行所述获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数的步骤。
33.此外，为实现上述目的，本技术另一方面还提供一种流媒体负载均衡装置，所述流媒体负载均衡装置包括第一获取模块、第二获取模块和发送模块，其中：
34.所述第一获取模块，用于获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；
35.所述第二获取模块，用于根据所述网络参数、所述cpu参数以及所述内存参数获取每个所述流媒体服务器的转换能力值；
36.所述发送模块，用于通过所述转换能力值最大的所述流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。
37.此外，为实现上述目的，本技术另一方面还提供一种流媒体负载均衡装置，所述流媒体负载均衡装置包括存储器、处理器及存储在存储器上并在所述处理器上运行流媒体负载均衡程序，所述处理器执行所述流媒体负载均衡程序时实现如上所述流媒体负载均衡方法的步骤。
38.此外，为实现上述目的，本技术另一方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有流媒体负载均衡程序，所述流媒体负载均衡程序被处理器执行时实现如上所述流媒体负载均衡方法的步骤。
39.本技术提出一种流媒体负载均衡方法，通过获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；根据网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值；通过转换能力值最大的流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。本技术通过网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值，基于转换能力值确定流媒体服务器进行流媒体的转发，如此，提高了流媒体负载均衡的处理效果。
附图说明
40.图1为本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；
41.图2为本技术流媒体负载均衡方法第一实施例的流程示意图；
42.图3为本技术流媒体负载均衡方法第二实施例的流程示意图；
43.图4为本技术流媒体负载均衡方法第三实施例的流程示意图；
44.图5为本技术的流媒体工作流程图；
45.图6为本技术流媒体负载均衡方法的模块示意图。
46.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
47.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
48.本技术实施例的主要解决方案是：获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；根据所述网络参数、所述cpu参数以及所述内存参数获取每个所述流媒体服务器的转换能力值；通过所述转换能力值最大的所述流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。
49.由于现行的流媒体服务器负载均衡方法，仅考虑了采集设备数目和客户端数目，没有考虑流媒体服务器自身的性能参数。即使各个流媒体服务器接入的采集设备数目和客户端数目均相同，但是由于各个服务器存在扩容、利旧等情况，服务器的型号大不相同，各个数据指标的变化趋势也不尽相同，性能参数不同会导致各个流媒体服务器的负载严重不均衡。因此，存在流媒体负载均衡处理效果不佳的问题。
50.本技术通过获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；根据网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值；通过转换能力值最大的流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。本技术通过网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值，基于转换能力值确定流媒体服务器进行流媒体的转发，如此，提高了流媒体负载均衡的处理效果。
51.如图1所示，图1为本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的终端设备结构示意
图。
52.如图1所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
53.本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
54.如图1所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1005中可以包括流媒体负载均衡程序。
55.在图1所示的终端设备中，网络接口1004主要用于与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与客户端(用户端)进行数据通信；在所述终端为流媒体管理服务器时，处理器1001可以用于调用存储器1005中流媒体负载均衡程序，并执行以下操作：
56.获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；
57.根据所述网络参数、所述cpu参数以及所述内存参数获取每个所述流媒体服务器的转换能力值；
58.通过所述转换能力值最大的所述流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。
59.参考图2，图2为本技术流媒体负载均衡方法第一实施例的流程示意图。
60.本技术实施例提供了一种流媒体负载均衡方法，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
61.本实施例的流媒体负载均衡方法应用于流媒体管理服务器，包括以下步骤：
62.步骤s10，获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；
63.需要说明的是，流媒体是指把连续的音频和视频文件压缩后放到网络服务器上，客户端可以边下载边观看，无需等待整个文件下载完毕再观看，从而减少了文件的传输时间，提高了应用系统的实时性。
64.参考图5，图5为本技术的流媒体工作流程图，各流媒体服务器由流媒体管理服务器统一管理，当客户端(如手机、电脑、电视等)向流媒体管理服务器发送访问请求时，流媒体管理服务器将该客户端分配至视频采集设备数目和客户端数目相对较少的流媒体服务器中，以保证各个流媒体服务器接入的视频采集设备数目和客户端数目相同，以达到负载均衡的目的。
65.流媒体管理服务器获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数。一实施例中，流媒体管理服务器做热备，对外提供一虚拟ip，管理服务器内部分为主用流媒体管理服务器和备用流媒体管理服务器，实时进行信令交换，实时同步流媒体服务器的状态信息。其中，热备是指与目标设备共同运转，当目标设备发生故障或停机时，热备设备立即承担起故障设备的工作任务。也即，设置主用流媒体管理服务器和备用流媒体管理服务器，当主用流媒体管理服务器发生故障或停机时，切换至备用流媒体管理服务器工作，如此，提高了流媒体系统的稳定性与鲁棒性。流媒体管理服务器通过信令交互，动态更新流媒体服
务器能力，并实时通过接口/脚本获取流媒体的网络参数、cpu参数以及内存参数。其中，网络参数包括网络利用率和网卡速率、cpu参数包括cpu使用率、cpu主频以及cpu内核数、内存参数包括内存使用率和内存大小(总内存)。
66.步骤s20，根据所述网络参数、所述cpu参数以及所述内存参数获取每个所述流媒体服务器的转换能力值；
67.流媒体管理服务器根据采集到的网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值。一实施例中，根据网络参数获取流媒体服务器的网络能力值，根据cpu参数获取流媒体服务器的cpu能力值，根据内存参数获取流媒体服务器的内存能力值，然后，将网络能力值、cpu能力值以及内存能力值之间的和值作为流媒体服务器的转换能力值。具体地，获取第一预设值与网络利用率的第一差值以及网卡速率与第二预设值的第一商值，对第一商值取对数得到第一对数值，将第一差值、第一系数以及第一对数值之间的乘积作为流媒体服务器的网络能力值。其次，获取第一预设值与cpu使用率的第二差值以及cpu内核数与第三预设值的第二商值；获取cpu主频与第二商值的第一乘积，对第一乘积取对数得到第二对数值，将第二差值、第二系数以及第二对数值之间的乘积作为流媒体服务器的cpu能力值。再者，获取第一预设值与内存使用率的第三差值以及内存值(总内存)与第三预设值的第三商值，对第三商值取对数得到第三对数值，将第三差值、第三系数以及第三对数值之间的乘积作为流媒体服务器的内存能力值。其中，流媒体服务器的转换能力值的计算公式为：
68.lb＝a*(1-n)*log(s/100)+b*(1-pu)*log(m*h/4)+c*(1-us)*log(g/4)
69.式中，lb为流媒体服务器的转换能力值、a为第一系数，取值为0.5、n为网络利用率、s为网卡速率、b为第二系数，取值为0.3、pu为cpu使用率、m为cpu主频、h为cpu的内核数、c为第三系数，取值为0.2、us为内存使用率、g为内存值、第一预设值为1、第二预设值为100、第三预设值为4。
70.步骤s30，通过所述转换能力值最大的所述流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。
71.流媒体管理服务器通过转换能力值最大的流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。一实施例中，根据lb值对各个流媒体服务器的转换能力进行排序，在接收到客户端发送的取流信令时，流媒体管理服务器选取目前lb值最大的流媒体服务器，通过该流媒体服务器从前端相机中取流媒体，并将流媒体转发给取流客户端。
72.本实施例通过获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；根据网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值；通过转换能力值最大的流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。本技术通过网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值，基于转换能力值确定流媒体服务器进行流媒体的转发，如此，提高了流媒体负载均衡的处理效果。
73.进一步地，参考图3，提出本技术流媒体负载均衡方法第二实例。
74.所述方法还包括：
75.步骤s40，在检测到所述流媒体服务器的心跳异常或者未能获取所述流媒体服务器的性能信息时，将所述流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值，以停止所述流媒体服务器的流媒体服务；
76.流媒体管理服务器在检测到流媒体服务器的心跳异常或者未能获取流媒体服务器的性能信息时，默认该流媒体服务器异常，此时，将流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值(如设置为0)，以停止流媒体服务器的流媒体服务。例如，当流媒体管理服务器获取不到流媒体服务器的心跳的或者无法获取流媒体性能信息的时，默认该流媒体服务器异常，将lb值设置为0，接收到的取流请求不会指派给该流媒体服务器，同时流媒体管理服务器web界面产生报警信息，提示该流媒体服务器异常。
77.步骤s50，在检测到所述流媒体服务器的心跳正常时，执行所述获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数的步骤。
78.流媒体管理服务器在检测到流媒体服务器的心跳正常时，说明该流媒体服务器正常，此时，可以正常获取流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数。
79.本实施例通过检测流媒体服务器的心跳或者是否能获取流媒体服务器的性能信息确定流媒体服务器是否异常，在确定流媒体服务器发生异常时，停止流媒体服务器的流媒体服务，如此，提高了流媒体负载均衡的处理效果。
80.进一步地，参考图4，提出本技术流媒体负载均衡方法第三实施例。
81.所述方法还包括：
82.步骤s60，在所述流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率中的至少一个大于或等于第五预设值时，将所述流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值，以停止所述流媒体服务器的流媒体服务；
83.流媒体管理服务器在检测到流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率中的至少一个大于或等于第五预设值(如80％)时，默认该流媒体服务器异常，此时，将流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值(如设置为0)，以停止流媒体服务器的流媒体服务。例如，当网络利用率n≥80％、或者cpu使用率pu≥80％、或者内存使用率us≥80％时，流媒体管理服务器会强制将该流媒体服务器的lb值设置为0，接收到的取流请求不会指派给该流媒体服务器，同时流媒体管理服务器web界面产生报警信息，提示该流媒体服务器异常。
84.步骤s70，在所述流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率均小于所述第五预设值时，执行所述获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数的步骤。
85.流媒体管理服务器在检测到流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率均小于第五预设值时，说明该流媒体服务器正常，此时，可以正常获取流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数。
86.本实施例通过网络利用率、cpu使用率以及内存使用率确定流媒体服务器是否发生异常，在确定流媒体服务器发生异常时，停止流媒体服务器的流媒体服务，如此，提高了流媒体负载均衡的处理效果。
87.此外，本技术还提供一种流媒体负载均衡装置，所述流媒体负载均衡装置包括存储器、处理器及存储在存储器上并在所述处理器上运行流媒体负载均衡程序，所述装置获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；根据网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的转换能力值；通过转换能力值最大的流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。本技术通过网络参数、cpu参数以及内存参数获取每个流媒体服务器的
转换能力值，基于转换能力值确定流媒体服务器进行流媒体的转发，如此，提高了流媒体负载均衡的处理效果。
88.进一步地，参考图6，图6为本技术流媒体负载均衡方法的模块示意图；
89.所述流媒体负载均衡装置100包括第一获取模块10、第二获取模块20和发送模块30，其中：
90.所述第一获取模块10，用于获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数；
91.所述第二获取模块20，用于根据所述网络参数、所述cpu参数以及所述内存参数获取每个所述流媒体服务器的转换能力值；
92.所述发送模块30，用于通过所述转换能力值最大的所述流媒体服务器将流媒体发送至目标客户端。
93.进一步地，所述第二获取模块20包括第二获取单元和处理单元；
94.所述第二获取单元，用于根据所述网络参数获取所述流媒体服务器的网络能力值；
95.所述第二获取单元，还用于根据所述cpu参数获取所述流媒体服务器的cpu能力值；
96.所述第二获取单元，还用于根据所述内存参数获取所述流媒体服务器的内存能力值；
97.所述处理单元，用于将所述网络能力值、所述cpu能力值以及所述内存能力值之间的和值作为所述流媒体服务器的转换能力值。
98.进一步地，所述第二获取单元，还用于获取第一预设值与网络利用率的第一差值以及网卡速率与第二预设值的第一商值，所述网络参数包括所述网络利用率和所述网卡速率；
99.所述处理单元，还用于对所述第一商值取对数得到第一对数值；
100.所述处理单元，还用于将所述第一差值、第一系数以及所述第一对数值之间的乘积作为所述流媒体服务器的网络能力值。
101.获取第一预设值与cpu使用率的第二差值以及cpu内核数与第三预设值的第二商值；
102.所述第二获取单元，还用于获取cpu主频与所述第二商值的第一乘积，所述cpu参数包括所述cpu使用率、所述cpu内核数以及所述cpu主频；
103.所述处理单元，还用于对所述第一乘积取对数得到第二对数值；
104.所述处理单元，还用于将所述第二差值、第二系数以及所述第二对数值之间的乘积作为所述流媒体服务器的cpu能力值。
105.进一步地，所述第二获取单元，还用于获取第一预设值与内存使用率的第三差值以及内存值与第三预设值的第三商值，所述内存参数包括所述内存使用率和所述内存值；
106.所述处理单元，还用于对所述第三商值取对数得到第三对数值；
107.所述处理单元，还用于将所述第三差值、第三系数以及所述第三对数值之间的乘积作为所述流媒体服务器的内存能力值。
108.进一步地，所述流媒体负载均衡装置还包括检测模块；
109.所述检测模块，用于在检测到所述流媒体服务器的心跳异常或者未能获取所述流媒体服务器的性能信息时，将所述流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值，以停止所述流媒体服务器的流媒体服务；
110.所述检测模块，还用于在检测到所述流媒体服务器的心跳正常时，执行所述获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数的步骤。
111.进一步地，所述检测模块，还用于在所述流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率中的至少一个大于或等于第五预设值时，将所述流媒体服务器的转换能力值设置为第四预设值，以停止所述流媒体服务器的流媒体服务；
112.所述检测模块，还用于在所述流媒体服务器的网络利用率、cpu使用率以及内存使用率均小于所述第五预设值时，执行所述获取各个流媒体服务器的网络参数、cpu参数以及内存参数的步骤。
113.上述的流媒体负载均衡装置各个模块功能的实现与上述方法实施例中的过程相似，在此不再一一赘述。
114.此外，本技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有流媒体负载均衡方法程序，流媒体负载均衡方法程序被处理器执行时实现如上流媒体负载均衡方法的步骤。
115.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
116.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程流媒体负载均衡设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程流媒体负载均衡设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
117.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程流媒体负载均衡设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
118.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程流媒体负载均衡设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
119.应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本技术可以借助于包括有若干不同部件的
硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
120.尽管已描述了本技术的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括可选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
121.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。