[发明专利]集中式对等点播系统和伙伴节点选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及对等(Peer-to-Peer，P2P)网络流媒体技术领域，特别是指一种集中式对等点播系统和伙伴节点选择方法。

背景技术

流媒体是指采用流式传输方式在互联网(Internet)/内部网(Intranet)播放媒体格式，如音频、视频或多媒体文件。流式传输将整个音频和视频及三维媒体等多媒体文件经过特定的压缩方式解析成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机顺序或实时传送。客户端无需下载完整视频即可播放视频。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅度缩短，系统缓存容量需求也大大降低，极大地减少用户等待时间。

流媒体应用越来越普及，但对带宽资源要求高且服务时间长，传统客户机/服务器(C/S)模式模式服务器很容易成为系统瓶颈。互联网协议(IP)组播采用多个peer(节点)共享媒体流的方式减轻服务器和网络负载，但由于部署原因很难在Internet上广泛实施；内容分发网络(CDN)采用代理缓存节点的方式将服务和内容推向网络“边缘”，但部署昂贵且存在瓶颈。P2P流媒体通过利用普通节点的资源为其它节点提供服务，在不改变现有网络配置的前提下具有良好的性价比，是一种具有广泛应用前景的流媒体分发方法。

P2P流媒体的最大特点在于互动性，目前大部分媒体应用集中在流媒体直播，并没有太多涉及流媒体点播的异步请求、进度拖放操作等。用户观看不同视频片段导致在P2P流媒体点播系统中大量的离散分布型视频数据，只有在用户数量很大的情况下点播系统性能才能有较大提升。

现有P2P流媒体点播伙伴节点的选择和定位方式主要基于树型网络拓扑，该方式能够有效的将服务器负载分担至整棵树，并且可以控制视频传输时延等。但此类方式仍存在很多问题待解决：

1)没有考虑网络可控性，点播不同于其他类型的流媒体应用，大部分视频内容存在版权问题，由整棵树的所有参与节点维护全网信息增加了不可控性；

2)没有考虑网络可扩展性，当树中某个节点中断或阻塞时，有可能导致子树的所有节点中断，且层次较高的节点要求有较高的输出带宽才能保证树的深度不至于太深；

3)没有考虑节点互动性，大部分点播系统只实现了异步点播，并没有考虑节目进度互动等操作，频繁的动态行为有可能导致网络拓扑不断被破坏，影响整个系统的流媒体传输。

针对上述不足，有必要设计一种基于集中式P2P点播系统的伙伴选择方法，这种实现方法不仅能够构建可扩展的网络节点拓扑，而且使得系统具备快速的中断恢复能力和节目进度互动操作功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种集中式对等点播系统和伙伴节点选择方法，不仅能够构建可扩展的网络节点拓扑，而且使得系统具备快速的中断恢复能力。

基于上述目的本发明提供的一种集中式对等点播系统中伙伴节点的选择方法，在系统中设置内容服务器，用于提供媒体资源的存储和分发；目录服务器，存储并维护节点列表，在所述节点列表中保存有全网每个客户端节点的路由信息和每个客户端节点所保存的视频片断信息；并包括步骤：

A.客户端节点选择视频内容向目录服务器发送包含有点播视频片段信息的请求；

B.目录服务器根据接收请求中的点播视频片段信息在所述节点列表中查找包含有请求视频片段的节点，将这些节点的表项内容作为响应信息返回给客户端；

C.客户端节点根据目录服务器返回的节点列表表项内容，采用预先设定的父节点选择算法从中选择最优节点作为父节点，并向选出的最优节点发送请求建立连接，返回的节点列表中剩余节点作为备选父节点；

D.接收到连接请求的节点，判断是否具备建立连接的条件，如果是，则与请求的客户端节点建立连接并返回成功响应；否则，返回失败响应；

E.请求的客户端节点接收到连接请求响应后进行判断，如果是成功响应，则开始接收视频数据；如果是失败响应，返回步骤C重新在备选父节点中继续选择最优节点，发送请求建立连接，如果所有备选父节点均返回失败响应，该请求的客户端节点直接向内容服务器发起请求建立连接；

F.内容服务器判断是否具备建立连接的条件，如果是，则建立连接并返回成功响应；否则，返回失败响应，节点视频请求失败。

可选的，该方法当父节点发生中断时，所述请求的客户端节点在本地缓存区的备选节点中按照预先定制的父节点选择算法选择新的节点代替中断父节点。