電力視頻傳輸環境下的p2p多節點并發融合方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種電力視頻傳輸技術。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著互聯網和視頻編碼技術的發展，網絡視頻應用越來越廣泛，但是在變電站這一特殊環境下傳輸視頻數據，對視頻傳輸技術等方面又提出了諸多挑戰，包括以下內容:
[0003]?由于變電站內網絡自身的異構性和服務質量(Quality-of_Service，QoS)的不確定性，使得帶寬波動和出錯、丟包等現象經常發生；
[0004]?變電站內視頻監控存在不同的類型，如日常靜態監控、現場作業的動態監控，不同的監控對作業視頻傳輸的質量、時延、可交互性等要求也不同，所以要求傳輸的視頻碼流在服務質量QoS方面具有靈活的可適應性；
[0005]?在變電站監控中包括視頻傳輸服務器、移動視頻終端、PC視頻終端、中央編碼器等不同的客戶端，這些類型的異構設備具有不同的帶寬接入能力和視頻解碼播放能力，這就要求傳輸通道具有自適應結構以方便數據接收和解碼；
[0006]?當前在變電施工過程中，有36、46、胃正1、以太網等傳輸方式，需要根據當前網絡類型、健康狀況和應用服務的特定性要求，選擇最方便快捷的數據傳輸技術，以保證監控視頻傳輸的實時性和可靠性。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題就是提供一種電力視頻傳輸環境下的P2P多節點并發融合方法，將視頻傳輸能夠與電力作業監控的自身特征結合在一起，從而滿足多樣化的應用需求。
[0008]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:電力視頻傳輸環境下的P2P多節點并發融合方法，將位于整個視頻網絡上的各類異構節點進行統一抽象建模，形成一個星形異構網絡，各異構節點之間將并發生成的信息封裝為統一的抽象數據包進行傳輸;在傳輸過程中，將視頻的處理、傳輸需求進行二次分配，由處理資源較多的異構節點承擔更多的負載，從而達到全網所有異構節點負載的并發動態平衡。
[0009]進一步的，所述異構節點包括視頻服務器、視頻采集裝置、遠程會商終端。
[0010]進一步的，所述異構節點內置了處理層和通信層;所述處理層接收來自TCP/IP底層協議棧的需求，再根據需求的類型和每個視頻處理自身所攜帶屬性的屬性值，將該需求交由特定處理異構單元進行處理，同時負責將該需求處理完成后產生的進一步的處理需求或最終結果，交給通信層進行分發與發送;所述通信層負責從網絡接收事件并轉交給處理層;然后接收處理層完成處理后產生的新需求或最終結果，再使用分布式負載均衡方法將該新需求或最終結果分發給其他異構節點，保證由所有異構節點組成的整個分布式處理集群中的各處理節點負載均衡。
[0011]進一步的，所述異構節點劃分為普通節點和檢索節點，檢索節點的處理能力大于普通節點;所述檢索節點將自身與鄰近的其他普通節點進行融合，從而形成一個資質的簇，每個簇內部采用了集中目錄的思想建立，然后整個電力視頻網絡中將存在多個不同異構節點生成的簇，簇內部實現了自身的自治，而簇和簇之間再通過傳統的P2P通信模式將核心的檢索節點實現互聯;再使用節點競賽算法，從各個簇之間選出性能最優的節點，由性能最優的節點保存所有檢索節點的檢索信息。
[0012]本發明解決了變電站內多人多終端遠程視頻會商協作的問題，主要在以下幾點:
[0013]?異構網絡的通信
[0014]能夠打通變電站內部的視頻傳輸內網與運營商網絡、電力基礎網之間的鴻溝，抹平異構網絡彼此間的技術差異，實現全網環境下視頻的有效傳輸。
[0015]?多節點并發融合
[0016]將手持視頻服務器、固定視頻監控攝像頭、遠程會商終端等各類節點之間并發生成的的視頻、會話、文字信息進行融合，從而能夠以統一的協議棧進行傳輸
[0017]籲網絡加速
[0018]將各類異構節點生成的數據采用P2P原理進行分布式加速，從而確保對于手持終端等自身計算能力和網絡計算能力較差節點產生的數據，也能獲得較高的傳輸速率。
【具體實施方式】
[0019]本發明的核心思想是，根據電力作業視頻的特點，針對于風險管控需求，將位于整個視頻網絡上的各類異構節點(包括視頻服務器、視頻采集裝置、遠程會商終端等)進行統一抽象建模，形成一個星形異構網絡，各節點之間將并發生成的信息封裝為統一的抽象數據包進行傳輸；同時為了抹平各異構節點之間視頻處理、傳輸能力的差別，采用了P2P的理念，將視頻的處理、傳輸需求進行二次分配，由處理資源較多的節點承擔更多的負載，從而達到了全網所有異構節點負載的并發動態平衡。
[0020]包括以下組成部分:
[0021]?基于P2P的混合型網絡抽象模型
[0022]本發明在網絡架構構建方面，在純P2P分布式模型基礎上引入了超級視頻中央節點的概念，把P2P集中式快速查找和去中心化的優勢進行了融合。考慮到電力視頻網絡上各類異構節點處理能力的差距，我們將其劃分為普通節點和檢索節點。
[0023]其中檢索節點一般由視頻服務器等具有較強處理能力的節點充當，它將自身與鄰近的其他普通節點進行融合，從而形成一個資質的簇。每個簇內部采用了集中目錄的思想建立。然后整個電力視頻網絡中將存在多個不同異構節點生成的簇，簇內部實現了自身的自治，而簇和簇之間再通過傳統的P2P通信模式將核心的檢索節點實現互聯。
[0024]同時為了獲得更高的通信效率，再使用節點競賽算法，從各個簇之間選出性能最優的節點，由性能最優的節點保存所有檢索節點的檢索信息，從而實現了檢索信息的冗余，以便在發生網絡傳輸故障時，整個網絡能夠實時恢復。
[0025]?視頻處理與傳輸資源的動態負載均衡機制
[0026]在本發明中，將上述構造的整個P2P網絡視為一個具有均衡負載功能的分布式處理集群，從視頻處理與傳輸的角度來看，該處理集群內沒有提供核心處理節點，所有異構節點只是獨立的服務器，可以視為站內視頻處理和傳輸的分布式控制核心的多個同構或異構的處理節點，每個異構視頻節點都能獨立提供分布式仲裁的負載均衡功能，且各自的視頻處理權限與均衡負載的功能都相同，異構處理節點之間的本質差異只是其視頻處理速率不同；當多點會商的客戶端或者移動視頻的客戶端向分布式處理集群實時發送視頻數據處理請求時，該系統的某個異構節點將根據自身的資源情況通過主動競爭算法入選，并完成請求處理，最后將產生的中間結果封裝為事件，發往其它有空閑資源的節點繼續處理;各處理節點在分發任務過程中，始終采用分布式資源負載均衡方法保證事件分發的負載均衡，直到視頻處理與傳輸的任務完成。
[0027]各異構節點內部采用分層結構設計，內置了處理層和通信層;其中:
[0028]■處理層由包含多個處理單元的處理單元容器所組成，負責進行視頻處理、傳輸請求的完成。這一層接收來自TCP/IP底層協議棧的需求，再根據需求的類型和每個視頻處理自身所攜帶屬性的屬性值，將該需求交由特定處理異構單元進行處理，同時負責將該需求處理完成后產生的進一步的處理需求或最終結果，交給通信層進行分發與發送；
[0029]■通信層用于監聽、分發事件及實現分布式負載均衡:負責從網絡接收事件并轉交給處理層;然后接收處理層完成處理后產生的新需求或最終結果，再使用分布式負載均衡方法將該新需求或最終結果分發給其他異構節點或會商客戶端，保證由所有異構節點組成的整個分布式處理集群中的各處理節點負載均衡。
【主權項】
1.電力視頻傳輸環境下的P2P多節點并發融合方法，其特征在于:將位于整個視頻網絡上的各類異構節點進行統一抽象建模，形成一個星形異構網絡，各異構節點之間將并發生成的信息封裝為統一的抽象數據包進行傳輸;在傳輸過程中，將視頻的處理、傳輸需求進行二次分配，由處理資源較多的異構節點承擔更多的負載，從而達到全網所有異構節點負載的并發動態平衡。2.根據權利要求1所述的電力視頻傳輸環境下的P2P多節點并發融合方法，其特征在于:所述異構節點包括視頻服務器、視頻采集裝置、遠程會商終端。3.根據權利要求1所述的電力視頻傳輸環境下的P2P多節點并發融合方法，其特征在于:所述異構節點內置了處理層和通信層;所述處理層接收來自TCP/IP底層協議棧的需求，再根據需求的類型和每個視頻處理自身所攜帶屬性的屬性值，將該需求交由特定處理異構單元進行處理，同時負責將該需求處理完成后產生的進一步的處理需求或最終結果，交給通信層進行分發與發送;所述通信層負責從網絡接收事件并轉交給處理層，然后接收處理層完成處理后產生的新需求或最終結果，再使用分布式負載均衡方法將該新需求或最終結果分發給其他異構節點，保證由所有異構節點組成的整個分布式處理集群中的各處理節點負載均衡。4.根據權利要求1至3任意一項所述的電力視頻傳輸環境下的P2P多節點并發融合方法，其特征在于:所述異構節點劃分為普通節點和檢索節點，檢索節點的處理能力大于普通節點;所述檢索節點將自身與鄰近的其他普通節點進行融合，從而形成一個資質的簇，每個簇內部采用了集中目錄的思想建立，然后整個電力視頻網絡中將存在多個不同異構節點生成的簇，簇內部實現了自身的自治，而簇和簇之間再通過傳統的P2P通信模式將核心的檢索節點實現互聯;再使用節點競賽算法，從各個簇之間選出性能最優的節點，由性能最優的節點保存所有檢索節點的檢索信息。
【專利摘要】本發明公開了一種電力視頻傳輸環境下的P2P多節點并發融合方法，將位于整個視頻網絡上的各類異構節點進行統一抽象建模，形成一個星形異構網絡，各異構節點之間將并發生成的信息封裝為統一的抽象數據包進行傳輸；在傳輸過程中，將視頻的處理、傳輸需求進行二次分配，由處理資源較多的異構節點承擔更多的負載，從而達到全網所有異構節點負載的并發動態平衡。本發明將視頻傳輸能夠與電力作業監控的自身特征結合在一起，解決了變電站內多人多終端遠程視頻會商協作的問題。
【IPC分類】H04L29/08, H04N7/10, H04N7/18
【公開號】CN105554115
【申請號】CN201510944989
【發明人】吳健, 歸宇, 楊海威, 陳昱
【申請人】國網浙江省電力公司湖州供電公司, 國家電網公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月16日