[发明专利]一种适应不同网络环境的智能高效视音频数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适应不同网络环境的智能高效视音频数据传输方法，是一种通过不定期发送探测包及接收回馈来测量网络状态，并根据当前的网络状态进行适时调整的视音频数据传输方法。

背景技术

随着广域网的飞速发展，网络在业务应用系统广泛深入应用，越来越多视音频业务系统也将跨广域网部署和使用。但是不同的网络例如分组交换网络(以太网)、无线网络、3G移动通讯网以及一些高速专用网等都有着显著不同的网络特性，整个网络的拥塞状况随着当前网络流量的变化而变化，其表现出来的网络服务性能也会即时发生变化。业务系统各通信端实时可用带宽与其所连接的网络的实时环境有很大的依赖关系。视音频数据尤其是实时流方式的视音频数据与一般的二进制文件数据有比较大的差别。视音频数据必须保证有序性，前面的数据没有到达接收端时，后面的数据已经到达也不能实时使用；广电领域还要求视音频必须同步，传输数据量大，传输带宽要求高，大部分应用在浏览或使用视音频时必须支持帧精度的搜索(Seek)。在这些本身物理性能各异，实时性能不断发生变化的不同网络上，有必要根据网络实时特性，智能选择传输策略完成视音频数据的实时传输，以获得高效传输性能。

目前有很多网络传输的软件，但是大都只能在一种或少数几种网络环境下，采用固定的传输协议，或需根据人工选用特定的传输协议完成数据传输过程，不够智能化。现有的软件也有采用多个TCP连接完成数据传传输，但是它们要么内部设定固定的链路数，要么需要人工设定链路数来实现多链路的数据传输，不能根据网络特定或实时性能完成多链路的数据传输。很多软件在特定的网络环境下工作得很好但是换了个网络环境，传输性能表现不佳。现有的传输软件侧重于考虑一般二进制文件的传输，而对于视音频数据传输考虑不够。

发明内容

本发明的目的是提出一种适应不同网络环境的智能高效视音频数据传输方法。在不同网络上，该方法对TCP和UDP传输协议进行有效的组合，实现根据网络实时特性和视音频业务应用需求，智能选择传输策略完成视音频数据的实时传输，获得高效传输性能。

本发明的目的是这样实现的：一种适应不同网络环境的智能高效视音频数据传输方法，该方法将视音频数据发送端的视音频数据通过互联网传递到接收方，其特征在于，所述方法包括获取网络环境的实时参数，根据实时参数判断选择数据传输策略；所述实时参数包括：可用带宽、网络丢包率、网络延时和路径最大传输单元，所述数据传输策略是：

当网络丢包率大于丢包率阈值时(无论网络延时是否大于其阈值)，服务器采用路径最大传输单元的UDP协议传输视音频数据；

当网络丢包率小于丢包率阈值而网络延时大于网络延时阈值时，服务器采用TCP+UDP协议结合的方法传输视音频数据；

当网络延时小于网络延时阈值并且网络丢包率小于丢包率阈值时，服务器采用TCP协议传输视音频数据；

策略选定后在数据传输过程中实时获取网络带宽参数，并根据带宽参数进行如下决策：当实时占用带宽小于可用带宽时，增加新的传输链路，多条链路并行传输。

所述的阈值是默认值或是根据实际网络情况进行定制化设置。

所述TCP+UDP协议结合的方法是，正常情况下，通过UDP连接向发送端传输数据；接收端通过TCP连接向发送端发送重传命令，告诉发送端哪些包丢失了需要重传，发送端收到重传命令后，将需要重传的数据通过TCP连接重新发送给接收端。

所述获取网络路径最大传输单元的方法是：先发送使用最大值的探测包(因为各种网络的最大传输单元是一些固定的值)，如果路由器反馈包过大，则探测包大小缩小为比上一个探测包小的最大可能值重新发送，重复该过程直至没有该反馈为止，此时的探测包数据大小即为路径最大传输单元。

该传输方法包括视音频传输层和二进制传输层，二进制传输层提供底层网络传输，实现网络状况探测及调整机制，并对视音频数据传输层提供接口；视音频传输层在二进制传输层的基础上实现，提供与视音频格式及应用直接相关的逻辑，对上层应用程序提供接口。

在所述的接收端的视音频数据传输层建立帧缓存机制，用来接收来自发送端的数据，并通过帧缓存向接收端本地的应用软件提供数据。视音频数据传输层的帧缓存中对每一帧都记录有视频头部信息，并建立指定帧搜索功能，所述帧搜索命令的收发都是通过数据连接进行的。

所述视音频传输层封装视音频编解码格式信息、提供帧数据的缓冲，对上层应用程序提供接口。

所述二进制传输层封装了除视音频数据格式、帧缓冲、帧搜索外的所有网络传输细节，对视音频数据传输层提供接口。