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易于管理的實時流媒體p2p網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)設(shè)計方法

文檔序號:7644712閱讀:194來源:國知局
專利名稱:易于管理的實時流媒體p2p網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于視頻編碼及網(wǎng)絡(luò)傳輸領(lǐng)域。具體涉及到易于管理的流媒體在異構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)的P2P(Peer-to-Peer)實時傳輸?shù)捏w系結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)的流媒體傳輸播放方式是基于Client/Server集中式網(wǎng)絡(luò)模式,面臨網(wǎng)絡(luò)帶寬受限的問題,表現(xiàn)在媒體服務(wù)器負擔過重,支持客戶數(shù)目有限,節(jié)目播放效果較差,實時性和整個流媒體直播或點播傳輸網(wǎng)絡(luò)負載也不平衡,因而不能充分滿足數(shù)字媒體時代異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的不同帶寬和終端用戶的需求;同時如果采用純粹的P2P分布式網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu),其用戶Peer的管理、流媒體的服務(wù)及版權(quán)方面,是目前流媒體P2P直播或點播中所面臨的主要問題,因此也不適應(yīng)現(xiàn)代信息社會的發(fā)展和需求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述背景技術(shù)中存在的缺陷或不足,本發(fā)明的目的在于,提供易于管理的,能自適應(yīng)多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)的流媒體在異構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)下實時傳輸?shù)腜eer-to-Peer(P2P)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。
為了實現(xiàn)上述任務(wù),本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是一種易于管理的實時流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)設(shè)計方法,其特征在于,具體包括下列步驟采用分布式中心服務(wù)器作為Peer用戶首次登陸流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器,用于實現(xiàn)用戶的管理和認證,得到授權(quán)和認證的用戶之間可以同時作為服務(wù)器和客戶端彼此服務(wù)。中心服務(wù)器同時存儲Peer端的信息包括Buffer的內(nèi)容信息,每個新加入的Peer都會周期性的獲得相關(guān)節(jié)目信息和Peer的buffer信息;把得到授權(quán)和認證的用戶根據(jù)節(jié)目進行聚類,使得播放同一流媒體節(jié)目源的用戶成為一類,以使得屬于一類的用戶之間實現(xiàn)最大的共享服務(wù);將屬于流媒體碼流先分成Part,并進而經(jīng)二叉樹分成block塊,把屬于同一層的block與可伸縮層的級數(shù)相關(guān)聯(lián),并對塊進行HASH,以便網(wǎng)絡(luò)傳輸、查詢和糾錯,下載完的Part首先驗證Part的Hash值,如果一旦有錯誤信息,再進一步根據(jù)二叉樹結(jié)構(gòu)進行查找所缺少或有錯誤的Block塊;采用分布式的結(jié)點服務(wù)模式,提供給用戶Peer端觀看的流媒體節(jié)目源,相當于一個特殊的Peer,只提供上傳服務(wù),不需要下載服務(wù);將下載的同一可伸縮層的碼流按Part-Block模式組織,存放在buffer中,只有在buffer中的Part完整時才可以提供上傳服務(wù),以實現(xiàn)用戶Peer之間下載和共享服務(wù),即Peer既可以作為客戶端享有下載服務(wù),也可以作為服務(wù)器提供上傳服務(wù),Peer Buffer中的信息及時與分布式中心服務(wù)器更新,以便其它Peer獲得。
本發(fā)明是一種將具有易于管理的流媒體在異構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)下Peer-to-Peer實時傳輸體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。通過流媒體碼流分塊,在分布式服務(wù)器上進行授權(quán)、認證、聚類,可以實現(xiàn)P2P的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的流媒體實時分布式傳輸需求,從而減少服務(wù)器的負載,提高碼流傳輸質(zhì)量,滿足用戶的需求。


圖1是本發(fā)明的第一實施例中心式服務(wù)器的P2P實時傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的第二實施例Peer節(jié)點的服務(wù)控制模型示意圖。
圖3是本發(fā)明的第三實施例流媒體碼流文件劃分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的第四實施例Buffer管理示意圖。
下面結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的易于管理的流媒體在異構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)下實時傳輸?shù)腜eer-to-Peer體系結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,可以實現(xiàn)流媒體在P2P異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實時傳輸,滿足流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和用戶的需求。具體包括1)通過“中心式服務(wù)器的P2P架構(gòu)”技術(shù)實現(xiàn)流媒體的Peer信息管理、認證以及Peer Buffer共享信息等操作;2)通過“Peer節(jié)目聚類”技術(shù),實現(xiàn)播放同一節(jié)目源的用戶管理和共享;3)通過“流媒體碼流分塊”技術(shù),實現(xiàn)流媒體內(nèi)容的共享和糾錯。
4)通過“分布式SuperNode”技術(shù),提供流媒體節(jié)目源。
5)通過“Peer Buffer緩存”技術(shù),實現(xiàn)用戶Peer間之間的下載和上傳服務(wù)。
所述“中心式服務(wù)器的P2P架構(gòu)”技術(shù)是,采用分布式中心服務(wù)器作為Peer用戶首次登陸流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器,來實現(xiàn)用戶的管理和認證。得到授權(quán)和認證的用戶之間可以同時作為服務(wù)器和客戶端彼此服務(wù)。中心服務(wù)器同時存儲Peer端的信息包括Buffer的內(nèi)容信息。每個新加入的Peer都會周期性的獲得相關(guān)節(jié)目信息和Peer的buffer信息。
所述“Peer節(jié)目聚類”技術(shù)是,把得到授權(quán)和認證的用戶根據(jù)節(jié)目進行聚類,使得播放同一流媒體節(jié)目源的用戶成為一類,以使得屬于一類的用戶之間實現(xiàn)最大的共享服務(wù)。
所述“流媒體碼流分塊”技術(shù)是,將屬于流媒體碼流先分成Part,并進而經(jīng)二叉樹分成塊(block),把屬于同一層的block與可伸縮層的級數(shù)相關(guān)聯(lián),并對塊進行HASH,以便網(wǎng)絡(luò)傳輸、查詢和糾錯。下載完的Part首先驗證Part的Hash值,如果一旦有錯誤信息,再進一步根據(jù)二叉樹結(jié)構(gòu)進行查找所缺少或有錯誤的Block塊。
所述“分布式SuperNode”技術(shù)是,采用分布式的結(jié)點服務(wù)模式,提供給用戶Peer端觀看的流媒體節(jié)目源,相當于一個特殊的Peer,只提供上傳服務(wù),不需要下載服務(wù)。
所述“Peer Buffer緩存”技術(shù)是,將下載的同一可伸縮層的碼流按Part-Block模式組織,存放在buffer中。只有在buffer中的Part完整時才可以提供上傳服務(wù),以實現(xiàn)用戶Peer之間下載和共享服務(wù),即Peer既可以作為客戶端享有下載服務(wù),也可以作為服務(wù)器提供上傳服務(wù)。Peer Buffer中的信息及時與分布式中心服務(wù)器更新,以便其它Peer獲得。
按照上述技術(shù)方案,發(fā)明人給出了以下的實施例。
圖1給出了第一實施例的流媒體的P2P實時傳輸網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),由中心服務(wù)器、分布式的“SuperNode”和多個用戶Peer組成。本實施例并不規(guī)定數(shù)據(jù)實時傳輸數(shù)據(jù)協(xié)議,在本實施例中TCP用于Peer建立連接和傳輸數(shù)據(jù),UPD協(xié)議只是用來加強Peer之間的信息和服務(wù)器的信息的傳遞。對于中心服務(wù)器,可以擴展為分布式中心服務(wù)器,以提高整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的性能。
在本實施例中,新加入的用戶Peer首先通過流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的中心服務(wù)器獲得授權(quán)和認證,中心服務(wù)器根據(jù)Peer的需求進行“聚類”,將需要同一流媒體節(jié)目源的Peer分成一個Group。這樣一個Group內(nèi)的Peer之間下載的流媒體內(nèi)容相互關(guān)聯(lián),可以形成更好的共享服務(wù)和分布式傳輸。中心服務(wù)器存儲“SuperNode”上的流媒體節(jié)目源,正在下載節(jié)目的Peer群、IP和端口,以及Peer Buffer緩存信息和正在下載的文件Part等信息。存放在SuperNode上的流媒體節(jié)目源通過“流媒體碼流分塊”技術(shù)將流媒體的碼流文件分成Part,進一步根據(jù)二叉樹算法分成塊block,形成Part-Block樹結(jié)構(gòu)。Peer之間是通過“Buffer緩存技術(shù)”進行共享和通信的,Buffer中的流媒體的Part信息隨時與服務(wù)器更新,同時Peer之間也相互搜索其Buffer中的Part信息,并根據(jù)一定調(diào)度算法,在一定的時間約束下,相互選擇所需求part中的Block下載和上傳速度最快的Peer下載和上傳。在下載和共享服務(wù)中。Buffer中的碼流數(shù)據(jù)實時傳輸給流媒體播放器,這樣就完成流媒體在異構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)下的P2P實時分布式傳輸,實現(xiàn)實時流媒體傳輸和播放服務(wù)。
圖2給出了第二實施例的Peer節(jié)點控制模型。Peer_Management負責與中心服務(wù)器通信,下載與其相關(guān)的Peer群,并更新Peer buffer的信息,包括已下載,正在下載的Data Part信息等;Data_Part_Schelduler負責控制和選擇所要下載的part中的Block,即根據(jù)時間和帶寬約束,求得傳輸當前所需Block速度最快的Peer,并與其建立連接實現(xiàn)下載和上傳;Peer_Buffer_Management負責管理Buffer,包括送數(shù)據(jù)給流媒體播放器Video_Player,刪除Buffer中數(shù)據(jù)和填充Buffer等操作。
在圖3中給出了第三實施例的流媒體碼流的分Part和Block的過程。
本實施例先將流媒體碼流文件分成6MByte大小Part,然后對Part進行二叉樹分解,最小Block大小128KByte,并對Part和Block進行Hash,以便下載、共享和糾錯。首先對下載完的Part進行校驗,一旦發(fā)現(xiàn)其Hash值不符,則再根據(jù)二叉樹進行校驗Block塊的Hash值,直至確定最后的錯誤Block塊,并根據(jù)時間約束要求重傳或者丟棄。
在圖4中,給出了第四實施例Buffer管理模式,Buffer存放一定數(shù)目的Part,并且只有當完整的Part下載完后才可以共享,記錄已下載和已播放的Part及其Block,并計算所需要下載的Part及其Block。Peer之間根據(jù)各自的需求,相互查找其所需求的Part,并則根據(jù)時間和帶寬約束,求得最大速度的Peer,以Block為最小單位進行下載和共享服務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種易于管理的實時流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)設(shè)計方法,其特征在于,具體包括下列步驟采用分布式中心服務(wù)器作為Peer用戶首次登陸流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器,用于實現(xiàn)用戶的管理和認證,得到授權(quán)和認證的用戶之間可以同時作為服務(wù)器和客戶端彼此服務(wù)。中心服務(wù)器同時存儲Peer端的信息包括Buffer的內(nèi)容信息,每個新加入的Peer都會周期性的獲得相關(guān)節(jié)目信息和Peer的buffer信息;把得到授權(quán)和認證的用戶根據(jù)節(jié)目進行聚類,使得播放同一流媒體節(jié)目源的用戶成為一類,以使得屬于一類的用戶之間實現(xiàn)最大的共享服務(wù);將屬于流媒體碼流先分成Part,并進而經(jīng)二叉樹分成block塊,把屬于同一層的block與可伸縮層的級數(shù)相關(guān)聯(lián),并對塊進行HASH,以便網(wǎng)絡(luò)傳輸、查詢和糾錯,下載完的Part首先驗證Part的Hash值,如果一旦有錯誤信息,再進一步根據(jù)二叉樹結(jié)構(gòu)進行查找所缺少或有錯誤的Block塊;采用分布式的結(jié)點服務(wù)模式,提供給用戶Peer端觀看的流媒體節(jié)目源,相當于一個特殊的Peer,只提供上傳服務(wù),不需要下載服務(wù);將下載的同一可伸縮層的碼流按Part-Block模式組織,存放在buffer中,只有在buffer中的Part完整時才可以提供上傳服務(wù),以實現(xiàn)用戶Peer之間下載和共享服務(wù),即Peer既可以作為客戶端享有下載服務(wù),也可以作為服務(wù)器提供上傳服務(wù),Peer Buffer中的信息及時與分布式中心服務(wù)器更新,以便其它Peer獲得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種易于管理的實時流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)設(shè)計方法,采用中心服務(wù)器實現(xiàn)P2P網(wǎng)絡(luò)的Peer管理、授權(quán)、認證以及共享服務(wù)等;采用Peer聚類技術(shù),使得播放同一節(jié)目源的異構(gòu)Peer之間可提供下載和上傳服務(wù);采用分布式的SuperNode存放流媒體源;采用Peer Buffer緩存管理技術(shù)實現(xiàn)異構(gòu)Peer之間的上傳和下載服務(wù)。Peer既可以是客戶端也可以是服務(wù)器,這樣可以充分利用peer之間的資源,大大減少服務(wù)器的負載,以更好的質(zhì)量實現(xiàn)流媒體的實時傳輸。能滿足流媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)和用戶Peer的實時需求。
文檔編號H04N7/173GK101060621SQ20071001776
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者蘭旭光, 薛建儒, 鄭南寧, 吳曉光, 高彬, 趙松霖, 陳偉科 申請人:西安交通大學
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