基于组播的POC大规模集分发的方法和系统

本申请涉及通信领域，特别是涉及基于组播的POC大规模集分发的方法和系统。

随着云服务越来越流行，基于云服务的流媒体应用越来越多，对系统的要求也随之提高，不仅需要满足大规模的实时流分发，而且对实时流分发的效率要求也越来越高，然而，在相关技术中，对讲系统(PTT Over Cellular，简称POC)对实时流分发大多数采用单播的方式，此种方式下POC系统会为每一个接收者单独传输一份信息，如果有多个接收者存在，网络上就会重复地传输多份相同内容的信息，这样将会大量占用网络资源。

目前针对相关技术中POC系统采用单播的方式传输信息，重复传输多份相同的内容，大量占用网络资源的问题，尚未提出有效的解决方案。

本申请实施例提供了基于组播的POC大规模集分发的方法和系统，以至少解决相关技术中POC系统采用单播的方式传输信息，重复传输多份相同的内容，大量占用网络资源的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于组播的POC大规模集分发的方法，所述方法包括：

POC系统通过组播网络获取终端的登录申请信息，对所述登录申请信息进行检验，若检验成功，则保存所述终端的登录申请信息，其中，所述登录申请信息包括：组播组的组号和标识号码；

若登录成功，所述POC系统获取所述终端加入所述组播组的申请，对所述标识号码和所述组播组的组号进行检验；

若检验成功，所述POC系统根据所述组播组的组号请求组播地址资源，并通过所述组播网络将与所述组播地址资源对应的组播地址信息返回给所述终端，所述终端根据所述组播地址信息，加入所述组播组。

在其中一些实施例中，，所述终端根据所述组播地址信息，加入所述组播组之后，所述方法还包括：所述POC系统通过所述组播网络获取所述终端退出所述组播组的申请后，对所述标识进行检验，若检验成功，则删除所述登录申请信息；或者若所述终端心跳保活超时，则所述POC系统删除所述登陆申请信息，所述终端退出所述组播组。

在其中一些实施例中，所述POC系统根据所述组播组的组号请求组播地址资源之后，所述方法包括：

所述POC系统读取所述组播网络中的配置信息，根据所述配置信息中包含的组播地址资源的容量和起始组播地址，初始化组播地址资源池，从组播地址资源池中获取空闲组播地址资源作为与所述组播组的组号对应的组播地址资源。在其中一些实施例中，所述终端加入所述组播组之后，所述方法包括：在所述组播地址资源申请成功后，开始计时，在预设时间段内所述组播组内的所有终端都无话权申请无话权申请，则释放所述组播地址资源。

在其中一些实施例中，释放所述组播地址资源还包括：

若所述终端心跳保活超时，则所述POC系统删除所述登陆申请信息，并释放所述组播组对应的组播地址资源；

若所述组播组只剩余一个终端，则所述POC系统主动将所述组播组中的终端踢出，并释放所述组播组对应的组播地址资源。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于组播的POC大规模集分发的系统，所述系统包括终端接入模块、业务处理模块和媒体处理模块：

所述终端接入模块，用于通过组播网络获取终端的登录申请信息，对所述登录申请信息进行检验，若检验成功，则保存所述终端的登录申请信息，其中，所述登录申请信息包括：组播组的组号和标识号码；

若登录成功，所述终端接入模块获取所述终端加入所述组播组的申请，对所述标识号码和所述组播组的组号进行检验；

所述业务处理模块，用于对所述标识号码和所述组播组的组号进行检验成功时，所述业务处理模块根据所述组播组的组号向所述媒体处理模块请求组播地址资源；

所述媒体处理模块，用于在业务处理模块请求组播地址资源时，通过所述组播网络将与所述组播地址资源对应的组播地址信息返回给所述终端，所述终端根据所述组播地址信息，加入所述组播组。

在其中一些实施例中，所述终端接入模块还用于在所述终端根据所述组播地址信息，加入所述组播组之后，通过所述组播网络获取所述终端退出所述组播组的申请后，对所述标识号码进行检验，若检验成功，则删除所述登录申请信息；或者若所述终端心跳保活超时，则所述终端接入模块删除所述登陆申请信息，并通知所述业务处理模块所述终端退出所述组播组。

在其中一些实施例中，所述业务处理模块根据所述组播组的组号向所述媒体处理模块请求组播地址资源之后，

所述媒体处理模块读取所述组播网络中的配置信息，根据所述配置信息中包含的组播地址资源的容量和起始组播地址，初始化组播地址资源池，从组播地址资源池中获取空闲组播地址资源作为与所述组播组的组号对应的组播地址资源。

在其中一些实施例中，所述业务处理模块，还用于在所述终端加入所述组播组之后，在所述组播地址资源申请成功后，开始计时，在预设时间段内所述组播组内的所有终端都无话权申请，则向媒体处理模块请求释放所述组播地址资源。

在其中一些实施例中，若所述组播组只剩余一个终端，则所述业务处理模块主动将所述组播组中的终端踢出，并向所述媒体处理模块请求释放所述组播组对应的组播地址资源。

相比于相关技术，本申请实施例提供的基于组播的POC大规模集分发的方法，通过POC系统通过组播网络获取终端的登录申请信息，对该登录申请信息进行检验，若检验成功，则保存该终端的登录申请信息，其中，该登录申请信息包括：组播组的组号和标识号码，若登录成功，该POC系统获取该终端加入组播组的申请，对该标识号码和该组播组的组号进行检验，若检验成功，该POC系统根据该组播组的组号请求组播地址资源，并通过组播网络将与组播地址资源对应的组播地址信息返回给所述终端，该终端根据组播地址信息，加入该组播组，解决了POC系统采用单播的方式传输信息，重复传输多份相同的内容，大量占用网络资源的问题，提高了数据传送的效率，节约大量网络带宽，降低网络负载。

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发的方法的应用环境示意图；

图2是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发的方法的流程示意图；

图3是根据本申请实施例的另一种基于组播的POC大规模集分发的方法的流程示意图；

图4是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发的系统的结构框图；

图5是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发系统的框架示意图。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请提供的基于组播的POC大规模集分发的方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，图1是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发的方法的应用环境示意图，如图1所示，其中，终端通过组播网络，可以完成POC对讲的功能业务交互，终端之间可以进行低延迟、高效率的实时媒体流传输、对讲的大规模集系统。此系统中连接的路由器和交换机等网络设备，需要配置成支持组播协议的模式，构建成组播网络。

本申请提供了一种基于组播的POC大规模集分发的方法，图2是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发的方法的流程示意图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，POC系统通过组播网络获取终端的登录申请信息，对该登录申请信息进行检验，若检验成功，则保存该终端的登录申请信息，其中，登录申请信息包括：组播组的组号和标识号码。本实施例中，组播网络为支持组播协议并配置完成的路由器和交换机设备，可根据需搭建的网络复杂度，自定义设备的数量，组播协议分为主机-路由器之间的组成员关系协议和路由器-路由器之间的组播路由协议。组成员关系协议包括互连网组管理协议(Internet Group Management Protocol，简称为IGMP)。组播路由协议分为域内组播路由协议及域间组播路由协议。域内组播路由协议包括稀疏模式独立组播协议(ProtocolIndependent Multicast-Sparse Mode，PIM-SM)、密集模式独立组播协议(ProtocolIndependent Multicast-Dense Mode，PIM-DM)和距离矢量组播路由选择协议(DistanceVector Multicast Routing Protocol，DVMRP)等协议，域间组播路由协议包括多协议边界网关协议(Multiprotocol Extensions for BGP-4，MBGP)和组播源发现协议(MulticastSource Discovery Protocol，MSDP)等协议。

步骤S202，若登录成功，该POC系统获取终端加入组播组的申请，对该标识号码和组播组的组号进行检验。具体地，终端登陆POC系统后，POC系统对该终端想要加入的组播组的组号及标识号码进行检验，检验该标识号码对应的终端是否登陆了POC系统，且该组播组的组号是否正确，若该终端登陆了POC系统，且该组播组的组号正确，则检验成功。

步骤S203，若检验成功，POC系统根据组播组的组号请求组播地址资源，并通过组播网络将与组播地址资源对应的组播地址信息返回给终端，该终端根据组播地址信息，加入组播组。例如，组播通过把224.0.0.0-239.255.255.255的D类地址作为目的地址，有一台源主机发出目的地址是以上范围组播地址的报文，在网络中，如果有其他主机对于这个组的报文有兴趣的，可以申请加入这个组，并可以接收这个组的报文，而其他不是这个组的成员是无法接收到这个组的报文。

通过上述步骤S201至S203，相对于现有技术POC系统采用单播的方式传输信息，必须向每个接收者都发送一份数据副本，重复传输多份相同的内容，效率低下，大量占用网络资源的问题，该系统将组播传输的思想应用到POC系统中，基于组播的POC系统中，如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，只需复制一份的相同数据包，故提高了数据传送效率，减少了网络出现拥塞的可能性。

在一些实施例中，考虑到终端加入组播组，与该组播组里的其他终端没有收发数据的需求后，还要退出组播组，因此，图3是根据本申请实施例的另一种基于组播的POC大规模集分发的方法的流程示意图，如图3所示，该流程还包括步骤S301：

步骤S301，POC系统通过组播网络获取该终端退出组播组的申请后，对该终端的标识号码进行检验，若检验成功，则删除该终端的登录申请信息。本实施例中，每个终端都有唯一的标识号码，根据标识号码就能到该标识号码对应的终端，对标识号码检验成功即到该标识号码对应的终端，即可将该终端的登陆申请信息删除。或者若终端心跳保活超时，则POC系统删除该终端的登陆申请信息，该终端退出组播组。心跳机制是定时发送一个自定义的结构体，即心跳包，让对方知道自己还在线，以确保连接的有效性的机制；网络切换、网络断开和网络状态差等原因都会导致心跳保活超时，即终端与终端接入模块断开连接，则该终端退出组播组。

在一些实施例中，POC系统根据组播组的组号请求组播地址资源之后，POC系统读取组播网络中的配置信息，根据配置信息中包含的组播地址资源的容量和起始组播地址，初始化组播地址资源池，从组播地址资源池中获取空闲组播地址资源作为与组播组的组号对应的组播地址资源。每一个组播组占用一个组播地址资源，被占用的组播地址资源则不能再分配给其他组播组，组播地址资源池的总量为起始组播地址加上组播地址资源的容量。在一些实施例中，终端加入组播组之后，在组播地址资源申请成功后，开始计时，在预设时间段内组播组内的所有终端都无话权申请，则释放组播地址资源。在组播组内的所有终端都完成接收和发送数据的需求后，不需要再进行话权申请，若预设时间段内组播组内的所有终端都无话权申请，则释放所述组播地址资源，实现组播地址资源的循环使用。

在一些实施例中，在释放组播地址资源的过程中，若组播组只剩余一个终端，则POC系统主动将组播组中的终端踢出，并释放组播组对应的组播地址资源。组播组只剩余一个终端，该终端无发进行接收和发送数据的操作，所以释放该组播组对应的组播地址资源，使该组播地址资源能够循环利用。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本实施例还提供了一种基于组播的POC大规模集分发的系统，该系统用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发的系统的结构框图，如图4所示，该系统包括终端接入模块41、业务处理模块42和媒体处理模块43：

终端接入模块41，用于通过组播网络获取终端的登录申请信息，对该登录申请信息进行检验，若检验成功，则保存该终端的登录申请信息，其中，登录申请信息包括：组播组的组号和标识号码，若登录成功，终端接入模块41获取该终端加入组播组的申请，对该标识号码和组播组的组号进行检验。具体地，终端接入模块41将该终端的标识号码、通道连接信息和、通道状态信息作为此终端接入节点存储到内存链表中，该终端与终端接入模块41维持心跳保活，该终端注销或者心跳保活超时，则终端接入模块41删除该终端接入节点。

业务处理模块42，用于对标识号码和组播组的组号进行检验成功时，该业务处理模块42根据组播组的组号向媒体处理模块43请求组播地址资源。具体地，业务处理模块42接受终端接入模块41转发过来的业务请求，处理组播组的构建、销毁、切换、加入、退出、权限管理、话权处理，业务模型建立和业务逻辑管理。

媒体处理模块43，用于在业务处理模块42请求组播地址资源时，通过组播网络将与组播地址资源对应的组播地址信息返回给终端，该终端根据组播地址信息，加入所述组播组。具体地，媒体处理模块43管理组播地址资源，接受处理媒体流数据存储，如录音和录像等，根据业务处理模块42的请求，对组播地址资源进行申请、释放操作。根据配置的组播组的信息，预制分配组播地址资源池，实现组播地址资源的复用机制。

通过上述系统，相对于现有技术POC系统采用单播的方式传输信息，必须向每个接收者都发送一份数据副本，重复传输多份相同的内容，效率低下，大量占用网络资源的问题，该系统将组播传输的思想应用到POC系统中，基于组播的POC系统中，如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，只需复制一份的相同数据包，故提高了数据传送效率，减少了网络出现拥塞的可能性。

在其中一些实施例中，终端接入模块41还用于在终端根据组播地址信息，加入组播组之后，通过组播网络获取终端退出组播组的申请后，对标识号码进行检验，若检验成功，则删除所述终端的所述登录申请信息。本实施例中，每个终端都有唯一的标识号码，根据标识号码就能到该标识号码对应的终端，对标识号码检验成功即到该标识号码对应的终端，即可将该终端的登陆申请信息删除。或者若终端心跳保活超时，则终端接入模块41删除该终端的登陆申请信息，并通知业务处理模块42该终端退出组播组。心跳机制是定时发送一个自定义的结构体，即心跳包，让对方知道自己还在线，以确保连接的有效性的机制。网络切换、网络断开和网络状态差等原因都会导致心跳保活超时，即终端与终端接入模块41断开连接，则该终端退出组播组。

在其中一些实施例中，业务处理模块42根据组播组的组号向媒体处理模块43请求组播地址资源之后，

媒体处理模块43读取组播网络中的配置信息，根据配置信息中包含的组播地址资源的容量和起始组播地址，初始化组播地址资源池，从组播地址资源池中获取空闲组播地址资源作为与组播组的组号对应的组播地址资源。组播组里无终端成员时，媒体处理模块43需获取空闲组播地址资源作为与组播组的组播地址资源，若组播组里有一个以上的终端成员时，其他终端要加入该组播组时，该终端直接根据该组播组的组播地址资源加入该组播组，不需要媒体处理模块43再为该组播组获取空闲的组播地址资源。

在其中一些实施例中，业务处理模块42，还用于在终端加入组播组之后，在组播地址资源申请成功后，开始计时，在预设时间段内所述组播组内的所有终端都无话权申请，则向媒体处理模块43请求释放组播地址资源。通过业务处理模块42对组播地址资源的申请及超时释放，实现组播地址资源的循环使用。

在其中一些实施例中，若组播组只剩余一个终端，则业务处理模块42主动将组播组中的终端踢出，并向媒体处理模块43请求释放组播组对应的组播地址资源。组播组只剩余一个终端，该终端无发进行接收和发送数据的操作，所以释放该组播组对应的组播地址资源，使该组播地址资源能够循环利用。

下面结合具体应用场景对本发明实施例进行详细说明，图5是根据本申请实施例的基于组播的POC大规模集分发系统的框架示意图，如图5所示，一种基于组播的POC大规模集分发系统：

组播网络：支持组播协议并配置完成的路由器和交换机设备(可根据需搭建的网络复杂度，自定设备的数量)。

终端接入模块41：接受终端的接入认证，将终端信令转发到业务处理模块42完成功能业务流程的交互。终端携带唯一标识号码及接入认证信息，向终端接入模块41认证注册，终端接入模块41检验认证信息无错误后，将根据终端的唯一标识号码存储为当前终端的信息并作为此终端接入节点存储到内存链表中，节点中存储着终端的唯一标识号码、通道连接信息和通道状态信息，终端与终端接入模块41维持心跳保活，终端接入模块41通知业务处理模块42此终端完成接入登录消息。终端注销或者心跳保活超时，终端接入模块41删除接入节点，并通知业务处理模块42终端注销消息。

业务处理模块42：接受处理终端接入模块41转发过来的业务请求，处理组播组的构建、销毁、切换、加入、退出、权限管理、话权处理，业务模型建立和业务逻辑管理。

媒体处理模块43：管理组播地址资源，接受处理媒体流数据存储(录音、录像)，根据业务处理模块42的请求，对组播地址资源进行申请和释放操作。根据配置的组播组信息，预制分配组播地址资源池，实现组播地址资源的复用机制。

终端：连接系统，通过信令完成与系统的终端接入模块41的交互，完成在线状态、组播组加入、退出和话权获取等功能业务。并通过信令层的交互获取组播组的组播地址信息，完成媒体流的收发。

一种基于组播的POC大规模集分发方法：

组播网络的构建：组播网络中的网络设备配置好合适的模式，支持组播和数据的转发。

组播地址资源池的构建：POC系统(运行在POC服务器上)中的媒体处理模块43启动后，读取配置信息，根据配置信息中包含的资源池的容量和起始组播地址(此地址根据D类IP的定义，自定义配置合适的范围)，初始化组播地址资源池，通过业务处理模块42对组播地址资源的动态申请和超时释放机制，实现组播地址资源的循环使用。

终端登陆、注销流程：

终端指定POC服务器的地址及信令端口，携带当前终端的唯一标识号码及登陆信息，向POC服务器发送登陆请求信令。

POC服务器的终端接入模块41收到终端的登陆信令，检验成功，发送响应信令到终端，并保存此终端的身份信息及状态信息，通知业务处理模块42此终端的登陆信息，业务处理模块42发送同组播组内的其他终端，此终端的上线通知，此时终端登陆完成。

终端定时向POC服务器的终端接入模块41发送保活心跳，维持终端接入模块41中的终端节点及状态。

终端指定POC服务器的地址及信令端口，携带当前终端的唯一标识号码及登陆信息，向POC服务器发送终端注销请求信令。

POC服务器的终端接入模块41收到终端的注销请求信令，检验成功，发送响应信令到终端，通知业务处理模块42此终端的注销信息，业务处理模块42清除其对应组播组里面的终端信息，并发送同组播组内的其他终端，此终端的下线通知。终端接入模块41清除此终端的身份信息及状态信息，此时终端注销完成。

终端加入组播组：

终端携带唯一标识号码及指定组号，发送加入组播组请求到POC服务器的终端接入模块41。

POC服务器的终端接入模块41收到终端加入组信令，检验当前终端的身份信息，通过后发送加入组的请求信令到业务处理模块42。业务处理模块42保存此终端及组的对应信息。携带组号向媒体处理模块43请求组播地址资源，媒体处理模块43从组播资源池中获取空闲组播地址资源，携带相关信息给业务处理模块42响应消息，业务处理模块42保存对应的组信息之后，携带组播地址相关信息给终端接入模块41响应消息，终端接入模块41将当前的组播地址信息响应给终端。同时业务处理模块42将此终端加入该组播组的信息，通知到同组播组内的其他终端。

终端收到响应消息后，根据组播地址信息，创建发送、接收的socket句柄，加入当前组播组，即加入组完成。

终端根据发送、接收的socket句柄对组播组内其他终端发送媒体流，接收组播组内的其他终端的媒体流。

定时空闲组释放：

业务处理模块42在组播地址资源申请成功后，开始计时，一分钟内(可开放时间设置为配置文件配置)无话权申请，则向媒体处理模块43释放组播地址资源，保证组组播地址资源的循环使用。

终端退出组：

终端携带唯一标识号码及当前所在组播组的组号，发送退出组播组请求到POC服务器的终端接入模块41。

POC服务器的终端接入模块41收到终端退出组播组请求信令，检验当前终端的身份信息，通过后转发退出组播组请求信令到业务处理模块42。业务处理模块42获取此终端及组播组的对应信息，删除此终端在组播组中的信息，返回退出组播组响应到终端接入模块41。

当此组播组中的成员剩余一个，或者此组播组中一段时间没有活动操作，处于静默状态，则业务处理模块42主动将组播组中的终端踢出，并向媒体处理模块43释放此组播组对应的组播资源，以此机制做到组播地址资源的循环使用及解决组播资源池不够用的问题。

终端收到响应消息后，根据组播地址信息，释放资源，退出当前组播。即退出组操作完成。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。