CN114125574A - 一种单向的流媒体传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单向的流媒体传输方法及系统，包括：第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数；其中，所述流媒体数据为RTP封包数据；每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包；依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。本发明通过将媒体流的rtp数据包进行FEC编码，编码出来的冗余数据再封装成RTP包，传到另外一端，当另外一端检测到丢包后，会通过这些冗余数据进行恢复，提高数据传输可靠性，提高传输流媒体端到端的响应速度。

Description

一种单向的流媒体传输方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种单向的流媒体传输方法及系统。

背景技术

一些重要的网络系统中内含有大量的敏感信息和涉密数据，根据业务、职能不同，一般分为不同的网络安全域，如业务网、安保网、外网等；这些网络之间有紧密的信息交换需求，同时也存在信息交换的安全问题。

目前存在一些设备也具备上述的单向传输流媒体功能，如单向导入系统(使用光纤)、光闸(使用逻辑门)等，这些产品做为通用的单向数据传输系统，现有技术实现传输数据时，先将大数据包拆分成 N个小数据包，每个数据包打上标号，一个一个地传，传过另外一端的时候，通道标号进行组合还原原来的大数据包，这样单向传输是不可靠的，容易出现丢包，对于传输流媒体情况下，如图2所示，按照上述流程，需要缓存一定的数据量然后才可以拆包，打上标号，传过另外一边后再组合，再把这整包的流媒体数据提供给流媒体服务器为另外一端提供流媒体服务。但是，这种方法存在单向传输可靠性差和传输响应慢等问题。

发明内容

为解决以上现有技术问题，本发明提供一种单向的流媒体传输方法及系统，通过将媒体流的rtp数据包进行FEC编码，编码出来的冗余数据再封装成RTP包，传到另外一端，当另外一端检测到丢包后，会通过这些冗余数据进行恢复。

本发明第一方面提供一种单向的流媒体传输方法，包括：

第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数；其中，所述流媒体数据为RTP封包数据；

每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包；

依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。

进一步地，所述对接收到的流媒体数据包计数，具体地：

所述第一中央处理器对接收到的流媒体数据包进行序号编排。

进一步地，所述依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器之后，还包括：

所述第二中央处理器对所述流媒体数据包及编码数据进行序号检测，并将所述流媒体数据包按照序号进行整理。

进一步地，所述将所述流媒体数据包按照序号进行整理之后，还包括：

若存在丢失的流媒体数据包，则根据所述编码数据包对丢失的流媒体数据包进行恢复。

进一步地，所述将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包，包括：

去除所述流媒体数据包的RTP包头，待得到编码数据包之后再加上包头。

本发明第二方面提供一种单向的流媒体传输系统，包括：

流媒体数据包接收模块，用于使得第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数；其中，所述流媒体数据为RTP封包数据；

编码模块，用于每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包；

流媒体数据包发送模块，用于依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。

进一步地，所述流媒体数据包接收模块，还用于：

所述第一中央处理器对接收到的流媒体数据包进行序号编排。

进一步地，所述流媒体数据包发送模块，还用于：

所述第二中央处理器对所述流媒体数据包及编码数据进行序号检测，并将所述流媒体数据包按照序号进行整理。

进一步地，所述流媒体数据包发送模块，还用于：

若存在丢失的流媒体数据包，则根据所述编码数据包对丢失的流媒体数据包进行恢复。

进一步地，所述编码模块，还用于：

去除所述流媒体数据包的RTP包头，待得到编码数据包之后再加上包头。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：

本发明提供一种单向的流媒体传输方法及系统，包括：第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数；其中，所述流媒体数据为RTP封包数据；每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC 编码，得到编码数据包；依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。本发明通过将媒体流的rtp数据包进行FEC编码，编码出来的冗余数据再封装成RTP包，传到另外一端，当另外一端检测到丢包后，会通过这些冗余数据进行恢复，提高数据传输可靠性，提高传输流媒体端到端的响应速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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他的附图。

图1是本发明某一实施例提供的一种单向的流媒体传输方法的流程图；

图2是现有技术的单向传输的示意图；

图3是本发明某一实施例提供的一种新的流媒体传输装置的结构图；

图4是本发明某一实施例提供的一种单向的流媒体传输系统的装置图；

图5是本发明某一实施例提供的一种电子设备的结构图。

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。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

第一方面。

请参阅图1，本发明一实施例提供一种单向的流媒体传输方法，包括：

S10、第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数。其中，所述流媒体数据为RTP封包数据。

S20、每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包。

S30、依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。

在本发明实施例的某一具体实施方式中，所述对接收到的流媒体数据包计数，具体地：

所述第一中央处理器对接收到的流媒体数据包进行序号编排。

在本发明实施例的另一具体实施方式中，所述依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器之后，还包括：

所述第二中央处理器对所述流媒体数据包及编码数据进行序号检测，并将所述流媒体数据包按照序号进行整理。

在本发明实施例的另一具体实施方式中，所述将所述流媒体数据包按照序号进行整理之后，还包括：

若存在丢失的流媒体数据包，则根据所述编码数据包对丢失的流媒体数据包进行恢复。

在本发明实施例的又一具体实施方式中，所述将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包，包括：

去除所述流媒体数据包的RTP包头，待得到编码数据包之后再加上包头。

本发明通过将媒体流的rtp数据包进行FEC编码，编码出来的冗余数据再封装成RTP包，传到另外一端，当另外一端检测到丢包后，会通过这些冗余数据进行恢复，提高数据传输可靠性，提高传输流媒体端到端的响应速度。

在本发明另一实施例中，本发明提出了一种新的流媒体传输装置，传输介质是单向光纤，通过将媒体流的rtp数据包进行FEC编码，编码出来的冗余数据再封装成RTP包，传到另外一端，当另外一端检测到丢包后，会通过这些冗余数据进行恢复。

(1)、解决可靠性问题，增加FEC纠错编码，丢包可以恢复。

(2)、针对流媒体数据RTP包做FEC编码，不需通过私有的传输协议来封装流媒体数据，省去不必要的步骤，增加传输响应速度。

硬件装置示意图如图3，传输介质是采用光纤，而且以网络接口的接入CPU，发送数据的方式就是：创建一个UDP的socket，CPU1 广播方式发送数据，CPU2就送到数据了。

改进流媒体的RTP协议以适应图2的单向传输系统。

RTP协议介绍：

实时运输协议RTP(real-time Transport protocol)为实时应用提供端到端的运输，但不提供任何服务质量的保证。需要发送的多媒体数据块(音/视频)经过压缩编码处理后，发送等RTP封装成为RTP 分组——>RTP分组装入运输层的UDP用户数据报——>向下递交给 IP层——>然后交给数据链路层等处理。接收流程和发送流程相反。

实际上，RTP只是一个协议框架，它只包含了实时应用的一些共用功能，RTP自己并不对多媒体数据块做任何处理，而只是向应用层提供一些附加信息，让应用层知道应当如何进行处理。RTP协议可以归为应用层，因为从开发者的角度看，在应用程序的发送端和接收端，开发者必须编写用RTP封装分组和获取数据块的程序代码。RTP也可以认为是运输层协议，因为RTP封装了多媒体应用的数据块，并且向多媒体应用程序提供了服务(时间戳和序号)，因此也可以把RTP 看成是在UDP之上的一个运输层子层的协议。

RTP提供端到端的实时传输，RTP分组只包含RTP数据。而控制是由另一个配套使用的RTCP协议提供的。RTP使用的端口是系统端口(即1024～65535)除外选一个未被使用的偶数UDP端口号，而在同一次会话中的RTCP则使用下一个奇数UDP端口号，端口号5004 和5005分别用作RTP和RTCP的默认端口号。所以在很多地方可以看到一对端口和多播的组地址。

在RTP分组的首部中，前12个字节是必需的，而12字节以后的部分则是可选的，下面简单介绍各个字段的含义：

有效载荷类型(7bit)：这个字段指出后面的RTP数据属于何种格式的应用。收到RTP分组的应用层就根据此字段指出的类型进行处理。对于视频有效载荷：H.261(31)、MPEG1(32)、MPEG1(33) 等。

序号(16bit)：对每一个发送的RTP分组，其序号加1。在一次 RTP会话开始时的初始序号是随机选择的。序号使接收端能够发现丢失的分组，同时也能将失序的RTP分组重新按序排列好。

时间戳(32bit)：反映了RTP分组中数据的第一个字节的采样时刻。在一次会话开始时间戳的初始值也是随机选择的。即使在没有信号发送时，时间戳的数值也要随时间而不断地增加。时间戳可以用来消除抖动以及同步音视频。

同步源标识符(32bit)：同步源标识符SSRC用来标志RTP流的来源。也是在RTP流开始时随机地产生，由于RTP使用UDP传送，因此可以有多个RTP流复用到一个UDP用户数据报中，SSRC可使接收端的能够将受到的RTP流送到各自的终点。

参与源标识符：用来标志源于不同地点的RTP流。混合站把发往同一个地点的多个RTP流混合成一个流，在目的站再根据CSRC 的数值把不同的RTP流分开。

参与源数(4bit)：参与源标识符的数目；

版本(2bit)：当前使用的是版本2；

填充P(1bit)：某些特殊情况下需要对应用数据块加密，这往往要求每一个数据块有确定的长度，如不满足这种长度要求，就需要进行填充。置1表示RTP分组的数据有若干个填充字节，在数据部分的最后一个字节用来表示所填充的字节数。

拓展X(1bit)：X置1表示在此RTP首部后面还有拓展首部。拓展首部很少使用。

标记M(1bit)：M置1表示这个RTP分组具有特殊意义。例如，在传送视频流时，用来表示每一帧的开始。

每个RTP包＝RTP包头+RTP包数据。

本发明实现步骤：

1、图3中，CPU1获取到的流媒体数据是通过RTP封包的，每包大小小于1500字节，开始拿到第一个RTP包的时候，修改序号(上述rtp包头的16bit序号)，从0开始重新编排包序号，重新编排序号的记作包0、包1、包2……以此类推，每收到10个包的时候做以此 FEC编码(三阶，产生3个冗余编码包用于恢复数据)，即收到包0、包1、包2……包9的时候进行编码，编码的时候去掉RTP包头，得到三包冗余数据后再加上RTP包头，记作包10、包11、包12，冗余包的有效载荷类型(上述rtp包头的7bit)记作100，序号记作10、 11、12，以此类推。

2、发送数据包，1步骤中收到包0、包1、包2……包9直接发送，包10、包11、包12这三个冗余包等编码完成后再发送，以此类推。

3、图3中，CPU2中收到的包先检测包的序号，检测包的序号，乱序的重新调整数据包位置，丢失的数据包就根据包10、包11、包 12这三个冗余包计算恢复，之后就去掉这三个冗余包重新编排序号，以此类推。

4、最后把rtp包送入流媒体服务器。

整个过没有缓存等待，而且没有重新封包，同时也加入了FEC 前向编码，增加了数据传输的可靠性。

第二方面。

请参阅图4，本发明一实施例提供一种单向的流媒体传输系统，包括：

流媒体数据包接收模块10，用于使得第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数。其中，所述流媒体数据为RTP封包数据。

编码模块20，用于每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包。

流媒体数据包发送模块30，用于依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。

在本发明实施例的某一具体实施方式中，所述流媒体数据包接收模块20，还用于：

所述第一中央处理器对接收到的流媒体数据包进行序号编排。

在本发明实施例的另一具体实施方式中，所述流媒体数据包发送模块30，还用于：

所述第二中央处理器对所述流媒体数据包及编码数据进行序号检测，并将所述流媒体数据包按照序号进行整理。

在本发明实施例的另一具体实施方式中，所述流媒体数据包发送模块30，还用于：

若存在丢失的流媒体数据包，则根据所述编码数据包对丢失的流媒体数据包进行恢复。

在本发明实施例的又一具体实施方式中，所述编码模块10，还用于：

去除所述流媒体数据包的RTP包头，待得到编码数据包之后再加上包头。

本发明提供的系统通过将媒体流的rtp数据包进行FEC编码，编码出来的冗余数据再封装成RTP包，传到另外一端，当另外一端检测到丢包后，会通过这些冗余数据进行恢复，提高数据传输可靠性，提高传输流媒体端到端的响应速度。

第三方面。

本发明提供了一种电子设备，该电子设备包括：

处理器、存储器和总线；

所述总线，用于连接所述处理器和所述存储器；

所述存储器，用于存储操作指令；

所述处理器，用于通过调用所述操作指令，可执行指令使处理器执行如本申请的第一方面所示的一种单向的流媒体传输方法对应的操作。

在一个可选实施例中提供了一种电子设备，如图5所示，图5所示的电子设备5000包括：处理器5001和存储器5003。其中，处理器5001和存储器5003相连，如通过总线5002相连。可选地，电子设备5000还可以包括收发器5004。需要说明的是，实际应用中收发器5004不限于一个，该电子设备5000的结构并不构成对本申请实施例的限定。

处理器5001可以是CPU，通用处理器，DSP，ASIC，FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器5001也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

总线5002可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线5002 可以是PCI总线或EISA总线等。总线5002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器5003可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

存储器5003用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器5001来控制执行。处理器5001用于执行存储器5003中存储的应用程序代码，以实现前述任一方法实施例所示的内容。

其中，电子设备包括但不限于：移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。

第四方面。

本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请第一方面所示的一种单向的流媒体传输方法。

本申请的又一实施例提供了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计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。

Claims (10)

1.一种单向的流媒体传输方法，其特征在于，包括：

第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数；其中，所述流媒体数据为RTP封包数据；

每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包；

依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。

2.如权利要求1所述的一种单向的流媒体传输方法，其特征在于，所述对接收到的流媒体数据包计数，具体地：

所述第一中央处理器对接收到的流媒体数据包进行序号编排。

3.如权利要求2所述的一种单向的流媒体传输方法，其特征在于，所述依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器之后，还包括：

所述第二中央处理器对所述流媒体数据包及编码数据进行序号检测，并将所述流媒体数据包按照序号进行整理。

4.如权利要求3所述的一种单向的流媒体传输方法，其特征在于，所述将所述流媒体数据包按照序号进行整理之后，还包括：

若存在丢失的流媒体数据包，则根据所述编码数据包对丢失的流媒体数据包进行恢复。

5.如权利要求1所述的一种单向的流媒体传输方法，其特征在于，所述将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包，包括：

去除所述流媒体数据包的RTP包头，待得到编码数据包之后再加上包头。

6.一种单向的流媒体传输系统，其特征在于，包括：

流媒体数据包接收模块，用于使得第一中央处理器接收内网流媒体发送的流媒体数据包并对接收到的流媒体数据包计数；其中，所述流媒体数据为RTP封包数据；

编码模块，用于每当流媒体数据包的数量满足预设值时，将满足数量的所述流媒体数据包进行FEC编码，得到编码数据包；

流媒体数据包发送模块，用于依次将所述流媒体数据包及编码数据包发送至第二中央处理器，由所述第二中央处理器将所述流媒体数据包发送至外网流媒体服务器。

7.如权利要求6所述的一种单向的流媒体传输系统，其特征在于，所述流媒体数据包接收模块，还用于：

所述第一中央处理器对接收到的流媒体数据包进行序号编排。

8.如权利要求7所述的一种单向的流媒体传输系统，其特征在于，所述流媒体数据包发送模块，还用于：

所述第二中央处理器对所述流媒体数据包及编码数据进行序号检测，并将所述流媒体数据包按照序号进行整理。

9.如权利要求8所述的一种单向的流媒体传输系统，其特征在于，所述流媒体数据包发送模块，还用于：

若存在丢失的流媒体数据包，则根据所述编码数据包对丢失的流媒体数据包进行恢复。

10.如权利要求6所述的一种单向的流媒体传输系统，其特征在于，所述编码模块，还用于：

去除所述流媒体数据包的RTP包头，待得到编码数据包之后再加上包头。

Images