[发明专利]用于对等直播流的基于队列的自适应块调度

说明书

技术领域

本发明涉及在对等网络中调度内容的递送，并且具体地涉及在对等网络中最大化直播流速率的基于队列的调度方法和装置。

背景技术

过去的工作表明了对等(P2P)直播流系统中的最大视频流速率由视频源服务器的容量、系统中的对等体(peer)的数目、和所有对等体的累计上载容量确定。

在现有技术的中央化(centralized)调度方法中，协调者管理系统。协调者收集关于对等体的上载容量和源的上载容量的信息。其后协调者基于中央化调度方法计算从源到每个单个对等体的发送速率。

对于P2P直播流来说，期望实现高的流速率的能力。更高的流速率允许系统以更好的质量来广播。更高的流速率还提供更多缓冲(cushion)以在广播恒定比特率(CBR)视频时吸收由对等体的周转(churn)和网络拥塞导致的带宽变动。实现高的流速率的关键是更好地利用资源。

具有包括用以处理新对等体加入P2P网络、遗失内容的恢复和对附加内容的请求的优先级方案的、用于在P2P网络中调度内容递送的方法和装置是有优势的。

发明内容

本发明旨在用于内容的P2P直播流系统的基于队列的调度方法。如这里所使用的，内容可以是视频、音频或任何其他多媒体类型的数据/信息。如这里所使用的，“/”表示相同或相似组件的可替代的名称。本发明的基于队列的调度方法实现了最大流速率而不使用中央化协调者。

理想地，在P2P系统/网络中，对等体仅仅局部地与其他对等体交换信息以及做出决定。因而，理想地，不需要中央协调者，并且不收集全局信息。进一步地，实际可用上载容量随时间变化。这要求中央协调者连续地监视每个对等体的上载容量，并且连续地重新计算到单个对等体的子流速率。因此，期望一种去中央化(decentralized)调度方法。难点在于怎样设计仍然能够实现全局最优(即系统的最大流速率)的去中央化(局部)调度方法。

在本发明的基于队列的调度方法中，每个对等体将直接从服务器获得的内容上载至系统中的所有其他对等体。对等体是对等系统中的节点。为了接近所有对等体的100％上载容量利用率，不同的对等体从服务器下载不同的内容，并且对等体从内容源服务器下载内容的速率与其上载容量成比例。对等体可以是包括计算机/处理器、膝上计算机、个人数字处理、移动终端或诸如机顶盒之类的任何重放设备的节点。内容源服务器也在这里被替代地称作源和服务器，并且包括向对等系统/网络中的对等体提供内容的任何装置或系统。

在这里术语“上载”的使用被用于指示流量远离动作节点，其中动作节点可以是对等网络中的服务器，或对等体中的一个。对应地，在这里术语“下载”的使用被用于指示流量朝向动作节点，其中动作节点可以是对等网络中的服务器，或对等体中的一个。

本发明旨在一种在其中对等体以及源运行局部调度方法的去中央化调度系统，所述局部调度方法基于在源和对等体之间所交换的信息来做出决定。不需要中央调度者，并且不需要收集全局信息。本发明的基于队列的调度方法能够实现P2P直播流系统中的流速率的理论上限。

描述了用于在对等网络中调度内容递送的方法和装置，其包括从对等体接收消息，分类所接收的消息，基于该分类将分类后消息存储在多个队列中的一个，基于其中存储分类后的消息的队列的优先级来生成对消息的响应并且向对等网络中的所有对等体发送内容。还描述了用于在对等网络中调度内容递送的方法和装置，其包括从内容源服务器和对等体中的一个接收消息和内容中的一个，分类所接收的消息，基于该分类将分类后消息存储在多个队列中的一个中，存储所接收的内容，基于其中存储了分类后的消息的队列的优先级来生成对消息的响应并且向对等网络中的所有其他对等体发送内容。

附图说明

在联系附图阅读下面的详细描述时，从下面的详细描述最好地理解本发明。所述附图包括在下面简要描述的下列图：

图1A为在现有技术的中央化调度方法中怎样在三个异质节点之间调度数据的不同部分的阐释性例子。

图1B描绘了具有一个源服务器和三个对等体的、使用基于队列的块调度的对等流系统。

图2描绘了根据本发明的原理的基于队列的调度方法中的对等体的排队模型。

图3阐释了根据本发明的原理的基于队列的调度方法的服务器侧排队模型。

图4示出了根据本发明的原理的对等体转发队列模型的信号阈值。

图5阐释了根据本发明的原理的内容源服务器的架构。

图6描绘了根据本发明的原理的、具有四个队列的示范性输出单元(out-unit)。