一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统及方法.pdf

本发明实施例公开了一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统及方法，其中，该系统包括：WEB服务器，档案服务器，调度服务器，虚拟服务器矩阵、流引擎和客户端；WEB服务器用于接收客户端请求，向档案服务器提交用户请求信息；档案服务器用于管理用户信息、计费、影视材料的整理；调度服务器用于分配流引擎，将检索需求发送给虚拟服务器矩阵，将服务结果信息保存到档案服务器；虚拟服务器矩阵用于接收调度服务器和流引擎的工作指令，搜索视频流块，并传送给流引擎；流引擎用于将接收到视频流块排序并进行无缝连接，控制发送视频流到客户端。实施本发明实施例，在不增加设备情况下，充分发挥服务器集群的处理能力，提升用户体验。

权利要求书1.  一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统，其特征在于，所述系统包括：WEB服务器，档案服务器，调度服务器，虚拟服务器矩阵、流引擎和客户端，其中，所述WEB服务器用于接收所述客户端的请求，向所述档案服务器提交用户请求信息，当客户验证通过时向所述调度服务器发出视频信息检索请求，并将获得的检索信息返回给客户端；所述档案服务器用于管理用户信息、计费、影视材料的整理和安全保密；所述调度服务器用于分配流引擎，将检索需求发送给所述虚拟服务器矩阵，将服务结果信息保存到所述档案服务器；所述虚拟服务器矩阵用于接收所述调度服务器和流引擎的工作指令，搜索视频流块，并传送给所述流引擎；所述流引擎用于将接收到视频流块排序并进行无缝连接，控制发送视频流到所述客户端。2.  如权利要求1所述的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统，其特征在于，所述系统还包括：视频采集站，用于将采集到的视频信息进行处理，将视频信息分成视频流块，存储到视频存储中心。3.  如权利要求2所述的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统，其特征在于，所述系统还包括：视频存储中心，用于存储视频流块。4.  如权利要求1所述的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统，其特征在于，所述虚拟服务器矩阵包括磁盘阵列。5.  一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播方法，其特征在于，所 述方法包括：客户端向WEB服务器发出视频播放请求；WEB服务器将客户端请求提交到档案服务器进行验证，验证通过后将视频请求信息发给调度服务器，否则回送请求失败信息；调度服务器根据请求信息分配流引擎，并将检索命令发给虚拟服务器阵列；虚拟服务器矩阵搜索视频流块，并传给流引擎；流引擎接收视频流块并进行排序连接，并将视频流发给客户端，发送完毕将服务成功信息返回给调度服务器；调度服务器将服务结果信息传给档案服务器。6.  如权利要求5所述的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播方法，其特征在于，在所述流引擎接收视频流块并进行排序连接的步骤之后，还包括：若缺少视频流块，则虚拟服务器矩阵重新搜索视频流块，若不能收集到完整信息则将失败信息传给调度服务器。

说明书一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统及方法
技术领域
本发明涉及视频点播(Video on Demand，VOD)技术领域，尤其涉及一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统及方法。
背景技术
视频点播服务是随着信息通信技术的飞速发展而产生的全新信息服务，旨在摆脱传统电视受时空限制的束缚，为用户提供多样化可选择的媒体信息流。视频点播系统是根据用户的选择和需求播放相应节目的系统，与传统的单向信息传播的电视系统不同，它是一种双向视音频系统，赋予用户选择控制权，通过媒体网络将视频节目按照客户意愿进行传输。一般的视频点播系统包括VOD前端处理系统、网络传输系统和终端用户系统三个部分。其中前端处理系统包括视频服务器、磁盘阵列、播放控制设备、数据库以及管理软件，主要功能是处理用户请求、数据搜索、数据发送、访问控制及信息管理等，该系统是视频点播的核心部分。
多源流视频点播系统是一种用于传输单播视频内容的高效架构。在该系统中，原始视频流分为多个视频块存储在不同的对等服务器上，用户请求时由多源流调度程序接收不同服务器的流块，进行排序后由流引擎发送至客户端。这种架构提高了容错性和灵活性，显著改善可用带宽的利用，提高了整体服务质量。该架构的主要特点是由多个服务器向单个客户端同时发送视频流，因此对VOD前端处理系统提出了更高要求，一般VOD前端系统是多个对等服务器和辅助服务器组成的服务器集群，为此必须考虑服务器集群的处理能力以及稳定性，特别是用户访问量巨大时，服务器间信息交互、数据收集以及分组处理算法都变得十分复杂。
现有VOD前端处理系统有集中式服务器系统、分布式服务器系统、点对点服务器系统以及以上系统的整合。集中式服务器系统的终端没有数据处理能力，全部计算在主机上进行，然后将计算结果分发出去。分布式服 务器系统是一种多服务器架构，从多台服务器向单个客户端发送内容，内容下载由接收器驱动，从而无需协调参与下载的各台服务器。对服务器内容的请求在块级进行，以消除对复杂的分组处理的需求。服务器集群之间可以对带宽占用进行自适应管理，保持服务器负载相对均衡。点对点服务器系统中流引擎和对等服务器合作，从合作设备下载相关数据块，发送给用户。流引擎是收集数据并负责传输的一种服务器。这种方案是为了使任务分到不同服务器与路径上，以提高系统整体效率。多源流视频点播系统的前端处理方案是以上技术的整合，它的基本思想是：原始视频流分为多个视频块存储在不同的对等服务器上，用户请求时由多源流调度程序接收不同服务器的流块，进行排序后由流引擎发送至客户端。
在已有的解决方案中，多源流视频点播系统架构较为合理，但是实现多源流视频点播系统要求有大量的高性能服务器、磁盘阵列以及服务软件。这种模型下每个对等服务器在一个时刻只能传输一个视频块，流引擎从要实现数据传输，必须等待每个相关对等服务器的传输完成，这导致时间延迟增加。多源流调度程序也存在一定的缺点：数据块传输的变化会造成多源流调度程序缓冲区下溢，进而造成回放饥饿和回放抖动。视频块存储在不同的服务器上，但是请求同一个服务器上不同视频块时必须等待上一个视频块传输完成才能进行下一个任务，这种串行工作方式并没有发挥出服务器的并行处理能力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统及方法，在不增加设备情况下，充分发挥服务器集群的处理能力，提升用户体验。
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统，所述系统包括：WEB服务器，档案服务器，调度服务器，虚拟服务器矩阵、流引擎和客户端，其中，
所述WEB服务器用于接收所述客户端的请求，向所述档案服务器提交用户请求信息，当客户验证通过时向所述调度服务器发出视频信息检索请 求，并将获得的检索信息返回给客户端；
所述档案服务器用于管理用户信息、计费、影视材料的整理和安全保密；
所述调度服务器用于分配流引擎，将检索需求发送给所述虚拟服务器矩阵，将服务结果信息保存到所述档案服务器；
所述虚拟服务器矩阵用于接收所述调度服务器和流引擎的工作指令，搜索视频流块，并传送给所述流引擎；
所述流引擎用于将接收到视频流块排序并进行无缝连接，控制发送视频流到所述客户端。
优选地，所述系统还包括：视频采集站，用于将采集到的视频信息进行处理，将视频信息分成视频流块，存储到视频存储中心。
优选地，所述系统还包括：视频存储中心，用于存储视频流块。
优选地，所述虚拟服务器矩阵包括磁盘阵列。
另外，本发明还提出一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播方法，其特征在于，所述方法包括：
客户端向WEB服务器发出视频播放请求；
WEB服务器将客户端请求提交到档案服务器进行验证，验证通过后将视频请求信息发给调度服务器，否则回送请求失败信息；
调度服务器根据请求信息分配流引擎，并将检索命令发给虚拟服务器阵列；
虚拟服务器矩阵搜索视频流块，并传给流引擎；
流引擎接收视频流块并进行排序连接，并将视频流发给客户端，发送完毕将服务成功信息返回给调度服务器；
调度服务器将服务结果信息传给档案服务器。
优选地，在所述流引擎接收视频流块并进行排序连接的步骤之后，还包括：若缺少视频流块，则虚拟服务器矩阵重新搜索视频流块，若不能收集到完整信息则将失败信息传给调度服务器。
实施本发明实施例，可以使大规模用户访问的多源流视频点播系统的前端处理能力得到提高，提高视频服务器的吞吐量能力以及搜索传送能力， 提升用户体验；可以使服务器的处理能力得到充分发挥，节省了硬件资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统的结构组成示意图；
图2是本发明实施例的虚拟服务器矩阵的结构组成示意图；
图3是本发明实施例的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统的具体结构组成示意图；
图4是本发明实施例的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播方法的流程示意图；
图5是本发明实施例的基于虚拟服务器阵列的多源流视频点播系统的部件交互过程示意图。
具体实施方式
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。
图1是本发明实施例的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统的结构组成示意图，如图1所示，该系统包括：WEB服务器1，档案服务器2，调度服务器3，虚拟服务器矩阵4、流引擎5和客户端6，其中，
WEB服务器1用于接收客户端6的请求，向档案服务器2提交用户请求信息，当客户验证通过时向调度服务器3发出视频信息检索请求，并将 获得的检索信息返回给客户端6；
档案服务器2用于管理用户信息、计费、影视材料的整理和安全保密；
调度服务器3用于分配流引擎，将检索需求发送给虚拟服务器矩阵4，将服务结果信息保存到档案服务器2；
虚拟服务器矩阵4用于接收调度服务器3和流引擎5的工作指令，搜索视频流块，并传送给流引擎5；
流引擎5用于将接收到视频流块排序并进行无缝连接，控制发送视频流到客户端6。
在本发明实施例中，通过虚拟服务器矩阵搜索、传输视频数据，由连接它们的流引擎负责数据收集。虚拟服务器矩阵包括磁盘阵列，图2所示的是一个3*3的虚拟服务器矩阵结构，假设当一个请求被处理后，调度服务器3指令流引擎1负责数据的传送，此时与流引擎1相连接的服务器11、服务器21、服务器31把各自缓存中包含的相关视频流块发给流引擎1，若流引擎1收集到的数据未包含全部数据，则由当前响应时间较快的一个或多个服务器搜索余下的视频块，并传给流引擎1，流引擎1每收到一个视频流块就利用多源流调度程序进行排序并将其进行无缝连接，当收集到全部视频流块时进行一次传输操作。
在实际环境中，虚拟服务器矩阵包含的虚拟服务器数量较多，要实现大规模的服务器阵列就需要用到虚拟技术，本发明实施例中，利用一个具有较强运算处理能力的服务器来模拟多个虚拟服务器。由于虚拟服务器主要以传输数据为主，搜索计算能力要求不高，因此可以使用多个通道和网卡，将原有的服务器虚拟成为多个具有传输能力的服务器，多个虚拟服务器的运算则是由共同的运算处理单元完成，这样就可以实现一个虚拟的大规模服务器矩阵系统。在图2中，服务器11、服务器21、服务器31及流引擎1可以使用一台服务器进行模拟，由于它们之间共享CPU以及寄存器等设备，所以在一定程度上也提高了相互之间的通信能力。在这种系统中，视频流块数据的搜索和存取由虚拟对等服务器进行，所有虚拟对等服务器有各自的缓存及标识，但是有可能拥有共同运算中心。流引擎负责视频流块排序和传送，相互间的通信由调度服务器完成。用户请求信息由WEB服 务器进行处理，WEB服务器和调度服务器、档案管理服务器进行通信，调度服务器和虚拟服务器矩阵通过交换机进行通信。
如图3所示，进一步地，该系统还包括：视频采集站，用于将采集到的视频信息进行处理，将视频信息分成视频流块，存储到视频存储中心；视频存储中心，用于存储视频流块。
另外，本发明实施例还提供一种基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播方法，如图4所示，该方法包括：
S401，客户端向WEB服务器发出视频播放请求；
S402，WEB服务器将客户端请求提交到档案服务器进行验证，验证通过后将视频请求信息发给调度服务器，否则回送请求失败信息；
S403，调度服务器根据请求信息分配流引擎，并将检索命令发给虚拟服务器阵列；
S404，虚拟服务器矩阵搜索视频流块，并传给流引擎；
S405，流引擎接收视频流块并进行排序连接，并将视频流发给客户端，发送完毕将服务成功信息返回给调度服务器；
S406，调度服务器将服务结果信息传给档案服务器。
其中，若缺少视频流块，则虚拟服务器矩阵重新搜索视频流块，若不能收集到完整信息则将失败信息传给调度服务器。
下面结合图5进一步说明基于虚拟服务器阵列的多源流视频点播系统的部件交互过程，以下步骤是针对合法用户请求且成功服务的情况：
S1，客户端向WEB服务器发送播放请求；
S2，WEB服务器将用户信息保存到档案服务器并验证；
S3，WEB服务器向调度服务器发出调用请求；
S4，调度服务器发出分配流引擎命令；
S5,调度服务器向虚拟服务器矩阵发送检索命令；
S6,流引擎接收虚拟服务器矩阵传送来的视频流块，并进行排序链接
S7,流引擎将视频流发给客户端；
S8，流引擎将服务结果信息发给调度服务器；
S9,调度服务器将服务信息发给档案服务器进行保存。
实施本发明实施例，可以使大规模用户访问的多源流视频点播系统的前端处理能力得到提高，提高视频服务器的吞吐量能力以及搜索传送能力，提升用户体验；可以使服务器的处理能力得到充分发挥，节省了硬件资源。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的基于虚拟服务器矩阵的多源流视频点播系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。