[發明專利]一種利用UDP特性構建實時流媒體集群調度的方法

有效

• 申請號: 202011552011.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112584193B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 張立峰;褚國華;周波
• 申請（專利權）人: 杭州米絡星科技（集團）有限公司
• 主分類號: H04N21/2187
• 分類號: H04N21/2187;H04N21/4788;H04N21/643;H04N21/6437;H04N21/262;H04N21/24
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 沈淵琪

本發明屬于實時視頻互動直播技術領域,具體是一種利用UDP特性構建實時流媒體集群調度的方法，包括接入點集群、流媒體服務節點集群和內存數據庫服務集群。采用上下行分離的方式實現下行觀看的巨量便捷擴展，在接入點集群實現用戶RTP/RTCP協議的協商和接入，推流用戶的上行數據RTP流都通過接入點集群接收。此類上行流量在整個大用戶量媒體集群中占用量相對很少，因此此方式可以使少量接入點便可支持巨量用戶的接入。巧妙的利用RTP包分發單向打通的方式，將下行分離出接入點，繼而簡化調度，并提高整體的資源利用率，減少用戶因資源調度付出的如切斷重新申請等代價。

技術領域

本發明屬于實時視頻互動直播技術領域,具體是一種利用UDP特性構建實時流媒體集群調度的方法。

背景技術

實時流媒體技術通常采用RTP方式傳輸媒體數據。在集群調度中，當總用戶量、單視頻流拉流用戶量急劇上升時候，非常容易出現流媒體服務器單點流量超標，導致采用媒體數據包被服務器大量丟棄，進而出現用戶觀看卡頓的現象。如何采用合理的調度算法避免出現此種情況，成為調度算法的核心需求。

現有的算法，通常部署一臺專用的監控服務器，實時收集集群內所有流媒體服務節點的CPU、內存、流量等指標，并負責提供用戶接入系統的調度依據。但是采集頻度很難把控，太高容易出現采集邏輯占用整體過多資源，太低容易出現用戶分配不均勻、不合理、轉發多等問題，繼而造成上述丟包卡頓問題。特別是在用戶量瞬間標高的場景，尤為明顯。實踐中如，在一個千人課堂內，老師邀請學生上線答題，此時課堂內千人學生，會同時去拉取該上線用戶的新發布音視頻流。調度信息的滯后性，導致調度錯誤，造成單個媒體服務節點發生突發流量擁塞。

另外，現有的算法在出現單媒體服務節點資源過載時候，只能通過踢出部分服務用戶，請求用戶重新申請資源，分配用戶到新的服務節點的方式降低當前過載節點的資源消耗。但這將導致用戶觀看端出現黑屏切換、卡頓等現象。

因此，針對目前現有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案，解決現有技術中存在的缺陷，提供更好的資源調度算法，避免用戶節點切換，提高用戶的觀看體驗。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種無資源狀態集中實時收集、各媒體節點自身資源實時評估主動任務獲取式調度，并利用UDP特性構建實時流媒體集群調度的方法。

所述的一種利用UDP特性構建實時流媒體集群調度的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)用戶發送連接請求到上行節點中，上行節點為接入點，接入點將用戶對端開放IP和端口儲存到內存數據庫服務集群中，然后啟動各個下行節點，下行節點為流媒體服務器，下行節點調用接入點的服務器接口，返回自身負載，接入點服務器在收到后記錄流媒體服務器當前負載到內存服務器中；

(2)用戶推流，發送RTP/RTCP數據到接入點，接入點查詢內存數據，獲得當前流媒體服務器資源負載，先選擇前三個空閑服務器，發送分配請求到所述空閑服務器中；

(3)所述流媒體服務器收到推流請求后，根據自身當前實時負載判定是否進行推流接收服務，并返回，同時返回自身實時負載給接入點服務器，接入點服務器更新實時負載到內存數據庫，根據收到服務器情況，選擇一個最優服務器，下發任務；

(4)所述流媒體服務器接收確認任務后，再次根據自身當前實時負載判定是否進行推流接收服務并返回，同時返回自身實時負載給接入點服務器，接入點服務更新實時負載到內存數據庫，同時收到服務器確認情況，如果成功分配，則開始轉發用戶后續RTP數據包到確定的流媒體服務器，否則回到上述步驟(1)重新開始分配流程，完成推流用戶的一個分配過程；