基于MEC的CDN直播方法、MEC服务器及UPF网元与流程

基于mec的cdn直播方法、mec服务器及upf网元
技术领域
1.本公开属于视频直播技术领域，具体涉及一种基于mec的cdn直播方法，一种mec服务器，一种upf网元，一种计算机设备，以及一种计算机可读存储介质。


背景技术：

2.cdn(content distribution network，内容分发网络)技术是指在网络各处放置节点网元，从而在现有的互联网基础之上形成一层智能虚拟网络架构。通过cdn技术，可以将网站的内容发布至最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容。
3.而在进行直播时，传统的cdn直播加速流程是由直播源端发起直播，内容回传至中心cdn，由中心cdn进行处理后进行内容分发。由于直播内容处理都是在中心cdn，增加了云数据中心的数据处理压力，同时直播源发回云数据中心会增加时延，而且整个内容直接回传会增加网络压力，影响观众观看体验。


技术实现要素：

4.本公开提供一种基于边缘计算mec的cdn直播方法、mec(mobile edge computing，移动边缘计算)服务器、upf(user plane function，用户平面功能)网元、计算机设备及可读存储介质，可以减少云数据中心的数据处理压力和网络传输压力，并降低网络时延，提升直播观众的观看体验。
5.第一方面，本公开实施例提供一种基于边缘计算mec的cdn直播方法，应用于mec服务器，所述mec服务器上部署有cdn节点，所述方法包括：
6.对所述mec服务器对应的直播源的直播内容进行音频和视频处理；
7.将经过音频和视频处理后的直播内容缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点；
8.接收用户平面功能upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址在一个汇聚层内后发送的第一内容分发任务；
9.将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
10.进一步的，所述方法还包括：
11.将经过音频和视频处理后的直播内容回传到云数据中心，以使云数据中心在接收到upf网元发送的第二内容分发任务后将经过音频和视频处理后的直播内容分发到用户终端，所述第二内容分发任务为upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址不在一个汇聚层内后发出，该用户终端为所述用户的ip地址对应的用户终端。
12.进一步的，所述方法还包括：
13.接收upf网元在监听到观看直播的用户数据分组的目标ip地址与所述直播源相匹配后发送的用户数据分组；
14.所述将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端包括：
15.根据所述用户数据分组将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
16.第二方面，本公开实施例提供一种基于边缘计算mec的内容分发网络cdn直播方法，应用于用户平面功能upf网元，所述方法包括：
17.监听观看直播的用户的ip地址；
18.判断所述用户的ip地址与直播源的ip地址是否在一个汇聚层内；
19.若在，则发送第一内容分发任务到所述直播源对应的mec服务器，以使所述mec服务器将其上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端；其中，所述经过音频和视频处理后的直播内容由所述mec服务器对所述直播源的直播内容进行音频和视频处理后缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点。
20.进一步的，所述方法还包括：
21.若所述用户的ip地址与所述直播源的ip地址不在一个汇聚层内，则发送第二内容分发任务到云数据中心，以使云数据中心在接收到所述第二内容分发任务后将所述mec服务器回传的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
22.进一步的，所述方法还包括：
23.在监听观看直播的用户数据分组的目标ip地址与所述直播源相匹配后，将用户数据分组发送到所述直播源对应的mec服务器，以使所述mec服务器根据所述用户数据分组将其上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
24.第三方面，本公开实施例提供一种边缘计算mec服务器，所述mec服务器上部署有cdn节点，所述mec服务器包括：
25.处理模块，其设置为对所述mec服务器对应的直播源的直播内容进行音频和视频处理；
26.缓存模块，其设置为将经过音频和视频处理后的直播内容缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点；
27.接收模块，其设置为接收upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址在一个汇聚层内后发送的第一内容分发任务；
28.内容分发模块，其设置为将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
29.第四方面，本公开实施例提供一种upf网元，所述upf网元包括：
30.监听模块，其设置为监听观看直播的用户的ip地址；
31.判断模块，其设置为判断所述用户的ip地址与直播源的ip地址是否在一个汇聚层内；
32.发送模块，其设置为在所述判断模块判断所述用户的ip地址与直播源的ip地址在一个汇聚层内后，发送第一内容分发任务到所述直播源对应的mec服务器，以使所述mec服务器将其上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端；其中，所述经过音频和视频处理后的直播内容由所述mec服务器对所述直播源的直播内容进行音频和视频处理后缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点。
33.第五方面，本公开实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储
器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行如第一方面和第二方面中任一所述的基于边缘计算mec的cdn直播方法。
34.第六方面，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括：计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面和第二方面中任一所述的基于边缘计算mec的cdn直播方法。
35.有益效果：
36.本公开提供的基于边缘计算mec的cdn直播方法、mec服务器、upf网元、计算机设备及可读存储介质，通过在mec服务器上部署有cdn节点，mec服务器对所述mec服务器对应的直播源的直播内容进行音频和视频处理；将经过音频和视频处理后的直播内容缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点；接收用户平面功能upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址在一个汇聚层内后发送的第一内容分发任务；将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。本公开技术方案可以减少云数据中心的数据处理压力和网络传输压力，并降低网络时延，提升直播观众的观看体验。
附图说明
37.图1为本公开实施例一提供的一种基于边缘计算mec的cdn直播方法的流程示意图；
38.图2为传统的cdn直播加速中直播内容上传示意图；
39.图3为本公开实施例一提供的一种基于边缘计算mec的cdn直播系统的整体架构图；
40.图4为本公开实施例二提供的一种基于边缘计算mec的cdn直播方法的流程示意图；
41.图5为本公开实施例三提供的一种mec服务器的架构图；
42.图6为本公开实施例四提供的一种upf网元的架构图；
43.图7为本公开实施例五提供的一种计算机设备的架构图。
具体实施方式
44.为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和实施例对本公开作进一步详细描述。
45.其中，在本公开实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚的表示其他含义。
46.在直播时，由于视频处理都是在中心cdn，增加了云数据中心的数据处理压力，同时直播源发回云数据中心会增加时延，而且内容回传会增加网络压力，影响观众观看体验。
47.下面以具体地实施例对本公开的技术方案以及本公开的技术方案如何解决上述问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
48.图1为本公开实施例一提供的一种基于边缘计算mec的cdn直播方法的流程示意
图，应用于mec服务器，所述mec服务器上部署有cdn节点，如图1所示，所述方法包括：
49.步骤s101：对所述mec服务器对应的直播源的直播内容进行音频和视频处理；
50.步骤s102：将经过音频和视频处理后的直播内容缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点；
51.步骤s103：接收用户平面功能upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址在一个汇聚层内后发送的第一内容分发任务；
52.步骤s104：将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
53.传统的cdn直播加速直播内容上传过程如图2所示，由主播端发起直播，内容回传至中心cdn，由中心cdn进行处理后进行内容分发。由于视频处理都是在中心cdn，增加了云数据中心的数据处理压力并且增加了时延。
54.本公开实施例通过在接入网的边缘计算节点(mec平台)上部署cdn服务，将该mec节点视作已有cdn系统的一部分，同时mec平台具有视频处理能力和网络能力。直播源开始直播，直播内容在接入网侧的mec平台进行音频和视频处理，包括编码处理(数字化)及加工(如音视频混合、打包封装等)，将处理后的内容传到云数据中心，同时直播内容在该mec平台中的边缘cdn节点进行缓存，pcf(policy control function，策略控制功能)/smf(session management function，会话管理功能)配置该内容应用的边缘cdn节点的ip地址，使用户可以感知cdn节点上缓存的直播内容；在上传到云数据中心的过程中，经过的各个节点都对处理后的直播内容进行缓存。
55.当用户发起观看直播请求时，该用户接入侧的upf解析用户的ip地址是否与直播源的ip是否匹配，例如用户与直播源属于同一区域，根据ip地址段判断是否在一个汇聚层内等，若用户的ip地址与直播源的ip地址在一个汇聚层内，则在该汇聚层内以直播源接入侧的mec为内容核心进行内容分发；由用户附件的mec服务器进行内容分发，本地用户直接从直播源处接收内容减少了与云数据中心的交互次数，降低了本地与云数据中心的带宽压力，同时降低了用户获取视频的时延，进一步提升了用户体验。
56.进一步的，所述方法还包括：
57.将经过音频和视频处理后的直播内容回传到云数据中心，以使云数据中心在接收到upf网元发送的第二内容分发任务后将经过音频和视频处理后的直播内容分发到用户终端，所述第二内容分发任务为upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址不在一个汇聚层内后发出，该用户终端为所述用户的ip地址对应的用户终端。
58.mec服务器将处理后的直播内容回传到云数据中心，回传的过程中，在经过的各个cdn节点都对于视频内容进行缓存，当用户发起观看直播请求时，该用户接入侧的upf解析用户的ip地址是否与直播源的ip地址在一个汇聚层内，若ip地址不在一个汇聚层内，则以数据中心侧存储的直播内容为核心进行内容分发。
59.进一步的，所述方法还包括：
60.接收upf网元在监听到观看直播的用户数据分组的目标ip地址与所述直播源相匹配后发送的用户数据分组；
61.所述将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端包括：
62.根据所述用户数据分组将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
63.用户分组形式有多种，可以根据用户的目标ip进行的分组，用户分组是为了提高整体的运行效率，以组为单位比以单个用户为单位的效率高很多，在网络中基本都是用户分组的形式进行的，将用户分组发给离他们最近的cdn节点，由cdn节点提供直播内容。
64.基于mec的cdn直播系统的整体架构如图3所示，直播源接入侧的mec平台对直播源的直播内容进行视频和音频的处理，处理后直播内容在该mec平台中的边缘cdn节点进行缓存，并回传到云数据中心，pcf/smf配置该内容应用的边缘cdn节点的ip地址，回传的过程中，在经过的各个节点对于视频内容进行缓存。在用户观看直播时，upf负责监听，当upf监听到用户数据分组的目标ip地址与直播源相匹配时，将数据分组通过upf转发给边缘cdn节点。当用户发起观看直播请求时，该用户接入侧的upf解析用户的ip地址是否与直播源的ip地址在一个汇聚层内，若ip地址在一个汇聚层内，在该汇聚层内以直播源接入侧的mec为内容核心进行内容分发；若ip地址不在一个汇聚层内，以数据中心侧的直播内容为核心进行内容分发。
65.本公开实施例通过mec服务器在直播客户端边缘进行直播内容的处理，将处理好的直播内容回传到云数据中心，可以减少网络传输压力和云数据中心的处理压力，并且在判断用户的ip与直播源的ip在同一汇集层后，在该汇聚层内以直播源接入侧的mec为内容核心进行内容分发，可以减少云数据中心的数据处理压力和网络传输压力，并降低网络时延，提升直播观众的观看体验。
66.图4为本公开实施例二提供的一种基于边缘计算mec的cdn直播方法的流程示意图，应用于upf网元，如图4所示，所述方法包括：
67.步骤s201：监听观看直播的用户的ip地址；
68.步骤s202：判断所述用户的ip地址与直播源的ip地址是否在一个汇聚层内；
69.步骤s203：若在，则发送第一内容分发任务到所述直播源对应的mec服务器，以使所述mec服务器将其上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端；其中，所述经过音频和视频处理后的直播内容由所述mec服务器对所述直播源的直播内容进行音频和视频处理后缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点。
70.通过upf网元监听观看直播的用户的ip地址，在判断用户的ip地址与直播源的ip地址在一个汇聚层内后，使mec服务器将对直播源的直播内容进行处理后缓存到其部署的cdn节点上的直播内容进行分发，本地用户直接从直播源处接收内容减少了与云数据中心的交互次数，降低了本地与云数据中心的带宽压力，同时降低了用户获取视频的时延，进一步提升了用户体验。
71.进一步的，所述方法还包括：
72.若所述用户的ip地址与所述直播源的ip地址不在一个汇聚层内，则发送第二内容分发任务到云数据中心，以使云数据中心在接收到所述第二内容分发任务后将所述mec服务器回传的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
73.在用户的ip地址与直播源的ip地址不在一个汇聚层内时，则正常由云数据中心进行直播内容的分发。
74.进一步的，所述方法还包括：
75.在监听观看直播的用户数据分组的目标ip地址与所述直播源相匹配后，将用户数据分组发送到所述直播源对应的mec服务器，以使所述mec服务器根据所述用户数据分组将其上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
76.通过用户数据的分组进行一组一组用户的处理，提高分发效率。
77.图5为本公开实施例三提供的一种边缘计算mec服务器的架构图，所述mec服务器上部署有cdn节点，如图5所示，所述mec服务器包括：
78.处理模块11，处理模块，对所述mec服务器对应的直播源的直播内容进行音频和视频处理；
79.缓存模块12，将经过音频和视频处理后的直播内容缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点；
80.接收模块13，其设置为接收upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址在一个汇聚层内后发送的第一内容分发任务；
81.内容分发模块14，其设置为将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
82.进一步的，所述mec服务器还包括回传模块15，
83.所述回传模块15设置为将经过音频和视频处理后的直播内容回传到云数据中心，以使云数据中心在接收到upf网元发送的第二内容分发任务后将经过音频和视频处理后的直播内容分发到用户终端，所述第二内容分发任务为upf网元在监听到观看直播的用户的ip地址与所述直播源的ip地址不在一个汇聚层内后发出，该用户终端为所述用户的ip地址对应的用户终端。
84.进一步的，所述接收模块13还设置为接收upf网元在监听到观看直播的用户数据分组的目标ip地址与所述直播源相匹配后发送的用户数据分组；
85.所述内容分发模块14具体设置为根据所述用户数据分组将所述mec服务器上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
86.图6为本公开实施例四提供的一种upf网元的架构图，如图6所示，所述upf网元包括：
87.监听模块21，其设置为监听观看直播的用户的ip地址；
88.判断模块22，其设置为判断所述用户的ip地址与直播源的ip地址是否在一个汇聚层内；
89.发送模块23，其设置为在所述判断模块判断所述用户的ip地址与直播源的ip地址在一个汇聚层内后，发送第一内容分发任务到所述直播源对应的mec服务器，以使所述mec服务器将其上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端；其中，所述经过音频和视频处理后的直播内容由所述mec服务器对所述直播源的直播内容进行音频和视频处理后缓存到所述mec服务器上部署的cdn节点。
90.进一步的，所述发送模块23还设置为若所述判断模块22判断所述用户的ip地址与所述直播源的ip地址不在一个汇聚层内，则发送第二内容分发任务到云数据中心，以使云
数据中心在接收到所述第二内容分发任务后将所述mec服务器回传的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
91.进一步的，所述监听模块21还设置为监听观看直播的用户数据分组的目标ip地址与所述直播源相匹配是否匹配；
92.所述发送模块23还设置为在所述监听模块21监听到观看直播的用户数据分组的目标ip地址与所述直播源相匹配后，将用户数据分组发送到所述直播源对应的mec服务器，以使所述mec服务器根据所述用户数据分组将其上部署的cdn节点上缓存的经过音频和视频处理后的直播内容分发到所述用户的ip地址对应的用户终端。
93.本公开实施例的mec服务器和upf网元用于实施方法实施例一和方法实施例二中的基于mec的cdn直播方法，所以描述的较为简单，具体可以参见前面方法实施例一中的相关描述，此处不再赘述。
94.此外，如图7所示，本公开实施例五还提供一种计算机设备，包括存储器10和处理器20，所述存储器10中存储有计算机程序，当所述处理器20运行所述存储器10存储的计算机程序时，所述处理器20执行上述各种可能的基于mec的cdn直播方法。
95.此外，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当用户设备的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，用户设备执行上述各种可能的方法。
96.其中，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)中。另外，该asic可以位于用户设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。
97.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。