一種rtmp流媒體直播系統(tǒng)熱備份的設計方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及流媒體系統(tǒng)設計領域，具體地，尤其涉及一種RTMP流媒體直播系統(tǒng)熱備份的設計方法及其系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在流媒體直播系統(tǒng)中，正在直播的RTMP流媒體通過網絡傳輸給用戶，觀看該直播流的用戶可能隨時接入該網絡。直播系統(tǒng)內RTMP主播設備可能通過專網或ADSL網分布的不同的地方，因為RTMP協(xié)議對音視頻進行主動推送，每臺開啟的RTMP主播設備都會向指定IP的RTMP流媒體服務器進行推流，當RTMP流媒體服務器出現(xiàn)硬件、軟件或網絡故障時，必定無法進行流媒體的存儲和直播。
[0003]目前，直播系統(tǒng)的架設通常采用如下方式去解決上述問題:
1、同時架設兩臺完全相同的RTMP流媒體服務器，RTMP主播設備同時向兩臺流媒體服務器進行推送音視頻流，當RTMP流媒體服務器I發(fā)生故障時，直播起用RTMP流媒體服務器2。
2、同時架設兩臺完全相同的RTMP流媒體服務器，RTMP主播設備向主RTMP流媒體服務器進行推送音視頻流，當主RTMP流媒體服務器發(fā)生故障時，由備用RTMP流媒體服務器接管RTMP主播設備。
但是，以上處理方法存在不足的地方:
對于方式I的處理方法，可解決RTMP流媒體服務器發(fā)生故障時的直播問題，但是每臺RTMP主播設備都必需發(fā)送兩份音視頻流到流媒體服務器，這樣將增加RTMP主播設備的負荷且上行網絡帶寬也將隨之增加一倍，當系統(tǒng)內主播設備數(shù)量增加時，很容易造成系統(tǒng)網絡擁塞。
[0004]對于方式2的處理方法，主RTMP流媒體服務器和備用RTMP流媒體服務器運行時必需解決數(shù)據同步這一復雜問題及主、備服務器切換時業(yè)務的接管問題。另外，前端大量RTMP主播設備有些是通過ADSL網絡分布在不同地方，RTMP主播設備并不清楚主RTMP流媒體服務器發(fā)生故障，此時，備用RTMP流媒體服務器必需通知RTMP主播設備，但是RTMP主播設備并沒有固定IP地址，這將涉及到極復雜的公網穿透技術處理問題與系統(tǒng)的網絡設計問題等。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明目的在于解決上述問題，從而提出了一種RTMP流媒體直播系統(tǒng)熱備份的設計方法，同時本發(fā)明也公開了一種RTMP流媒體直播系統(tǒng)熱備份系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的RTMP流媒體直播系統(tǒng)熱備份系統(tǒng)包括RTMP主播設備、網絡交換設備、主RTMP流媒體服務器、備用RTMP流媒體服務器和客戶端，RTMP主播設備分別通過網絡交換設備與主RTMP流媒體服務器及備用RTMP流媒體服務器相連，客戶端對RTMP主播設備的訪問，由主、備用RTMP流媒體服務器進行分發(fā)處理。
[0007]本發(fā)明的RTMP流媒體直播系統(tǒng)熱備份的設計方法如下:包括以下步驟:
步驟1，主RTMP流媒體服務器與備用RTMP流媒體服務器先后啟動，RTMP主播設備采集音視頻數(shù)據，并將數(shù)據編碼成H.264與AAC格式進行推送；
步驟2，RTMP主播設備自動檢測主RTMP流媒體服務器是否發(fā)生故障；
步驟3，當RTMP主播設備檢測跟主RTMP流媒體服務器不通，且備用RTMP流媒體服務器接通時，RTMP主播設備自動將音視頻流切換到備用RTMP流媒體服務器，并強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，或不強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送；
步驟4，當RTMP主播設備檢測跟主RTMP流媒體服務器接通后，無論備用RTMP流媒體服務器是否接通，RTMP主播設備自動將音視頻流切換到主RTMP流媒體服務器，并強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，或不強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送。
[0008]上述步驟3、4中，如果存在主、備用RTMP流媒體服務器切換，則強制生成I幀關鍵幀；如果不存在主、備用RTMP流媒體服務器切換，則每隔預設定值來生成一個固定I幀。
[0009]進一步的，判斷是否存在主、備RTMP流媒體服務器切換后，還應該包括:
判斷預設定值的該段時間內網絡視頻在線播放是否存在視頻丟幀現(xiàn)象；
如果不存在主、備用RTMP流媒體服務器切換，則將當前要生成的幀設置成為P幀，包括:
如果在該時間內存在網絡丟失視頻幀，且不存在主、備RTMP流媒體服務器切換，則將當前要生成的幀強制設置成I幀，并將預設定值縮短為原來的一半且取整。
[0010]上述主RTMP流媒體服務器和備用RTMP流媒體服務器運行軟件系統(tǒng)完全相同，但必須具有不同的IP地址。
[0011]上述步驟3中，當系統(tǒng)的實時性要求嚴格時，發(fā)送主、備用RTMP流媒體服務器的切換，則強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，如果要求不嚴格時，則不強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，具體如下:
步驟3，當主播設備檢測跟主RTMP流媒體服務器不通，且備用RTMP流媒體服務器接通時，RTMP主播設備自動將音視頻流切換到備用RTMP流媒體服務器，并強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，當實時性要求不嚴格時，RTMP主播設備向備用RTMP流媒體服務器發(fā)送音視頻數(shù)據時，并不用去強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，I幀數(shù)據的檢測由備用RTMP流媒體服務器進行處理，或I幀數(shù)據的檢測直接由客戶端解碼器進行處理。
[0012]上述步驟4中，當系統(tǒng)的實時性要求嚴格時，發(fā)送主、備用RTMP流媒體服務器的切換，則強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，如果要求不嚴格時，則不強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，具體如下:
步驟4，當主播設備檢測跟主RTMP流媒體服務器接通后，無論備用RTMP流媒體服務器是否接通，主播設備自動將音視頻流切換到主RTMP流媒體服務器，并強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，當實時性要求不嚴格時，RTMP主播設備向主RTMP流媒體服務器發(fā)送音視頻數(shù)據時，并不用去強制編碼成I幀數(shù)據進行發(fā)送，I幀數(shù)據的檢測由主RTMP流媒體服務器進行處理，或I幀數(shù)據的檢測直接由客戶端解碼器進行處理。
[0013]本發(fā)明提供的RTMP流媒體直播系統(tǒng)的設計方法可以解決系統(tǒng)上行帶寬不足的問題。本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、主播設備采用RTMP協(xié)議，在公網上進行流媒體直播時，具有良好的網絡穿透性。
[0014]2、主播設備具有動態(tài)編碼功能，在出現(xiàn)主、備服務器切換時，可實時強制編碼出I幀數(shù)據，具有良好的編碼自適應性。
[0015]3、主播設備主動向RTMP流媒體服務器進行注冊，并不需要RTMP主播設備具有固定IP地址，也能實時檢測到RTMP流媒體服務器是否發(fā)生故障。
[0016]4、主RTMP流媒體服務器與備用RTMP流媒體服務器可部署在不同地方，在整個過程中流媒體服務器相互間并不需要通信，更無需像現(xiàn)有技術中的那樣需要涉及到復雜的數(shù)據同步與業(yè)務接管問題。
[0017]5、主備份流媒體服務器的自動切換過程全部由前端RTMP主播設備完成，在整個直播系統(tǒng)部署時，并不會因為前端設備數(shù)量的增加而造成后端流媒體服務器的部署變復雜，也不會因此而增加后端流媒體服務器的切換開銷。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結構示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實施例的方法流程圖。
[0020]圖3是本發(fā)明實施例的強制I幀編碼模型原理結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明并不用于限定本發(fā)明。
[0022]參見附圖1，它示出了本實施例的RTMP流媒體直播系統(tǒng)熱備份系統(tǒng)，所有RTMP主播設備101分別通過網線與主RTMP流媒體服務器1031及備用RTMP流媒體服務器1032相連，客戶端104對RTMP主播設備101的訪問，由主、備RTMP流媒體服務器1031、1032進行分發(fā)處理。系統(tǒng)部署時，RTMP主播設備101與網絡交換設備102位于家庭、學校、公司等流媒體發(fā)布系統(tǒng)內部，再通過ADSL或專網進行流媒體數(shù)據上傳。主、備RTMP流媒體服務器1031,1031位于運營商機房，客戶端104位于能進行公網訪問的各地。由圖1中可知當主RTMP流媒體服務器1031發(fā)生硬件、軟件或網絡故障時，RTMP主播設備101自動將流媒體數(shù)據切換到備用RTMP流媒體服務器1032。本系統(tǒng)的處理方式說明如下:
1、所有RTMP主播設備101開始運行時都向主RTMP流媒體服務器1031進行注冊，然后RTMP連接；
2、客戶端104向流媒體服務器發(fā)起直播請求時，主RTMP流媒體服務器1031分析請求信令，確認所請求的RTMP主播設備101，檢測網絡帶寬及預設定閥值，并向RTMP主播設備101發(fā)出直播請求。
[0023]3、當RTMP主播設備101接收到主RTMP流媒體服務器1031的直播請求信令并進行分析，跟據分析實時進行相應的流媒體直播。
[0024]4、如果當主RTMP流媒體服務器1031出現(xiàn)故障時，RTMP主播設備101接收到客戶端104的直播請求后，RTMP主播設備101自動將音視頻流切換到備用RTMP流媒體服務器1032，并進行流媒體的分發(fā)處理。
[0025]5、如果當主RTMP流媒體服務器1031故障恢復正常時，RTMP主播設備101自動將音視頻流切換到主RTMP流媒體服務器1031，并進行流媒體的分發(fā)處理，且備用RTMP流媒體服務器1032停止工作。
[0026]在本實施例中，在流媒體直播過程中，根據是否出現(xiàn)主RTMP流媒體服務器1031故障，RTMP主播設備101進行向主、備RTMP流媒體服務器1031、1032推流自適應切換處理。所以，本發(fā)明實施例提供的方法在不增加系統(tǒng)復雜度的前提下，可以解決當出現(xiàn)RTMP流媒體服務器故障問題時，流媒體直播系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。
[0027]圖2是本實施例的設計方法流程圖，具體如下:
201、采集音視頻數(shù)據，并將數(shù)據編碼成H.264與AAC格式；
在進行媒體數(shù)據傳輸時，為了節(jié)省帶寬，跟據RTMP協(xié)議要求，將視頻數(shù)據編碼成H.264(high profile)格式，音頻數(shù)據編碼成AAC格式，并為音視頻數(shù)據分別打上時間戳，以便于進行媒體流直播時的音視頻同步處理。視頻編碼過程中，可分別編碼關鍵幀I幀及預測幀P幀，也可分別編碼預定分辨率、幀率、碼率的視頻幀。RTMP主播設備101將音視頻數(shù)據