[发明专利]一种基于十字链表的P2P流媒体下载方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及对等网络(Peer to Peer Networks，P2P网络)上的流媒体下载技术领域，特别是涉及一种基于十字链表的P2P流媒体下载方法和系统。

背景技术

P2P下载技术是指客户端从服务器下载文件过程中，定时与服务器交换共享该文件的客户端信息，客户端同时更新下载源节点信息，从共享该文件的相应客户端下载文件片段到本地。采用P2P下载技术，由单一的从服务器获取资源模式过渡到多点获取资源的模式，并共享自身已有资源；因此，P2P下载基于点对点技术可以实现文件共享、网络交流、文件交换和分布计算等。

随着骨干网络的扩容和网络技术的发展，以前受制于网络能力的基于P2P技术的网络应用程序得到了较大的发展空间，用户量呈爆炸式增长。与传统的客户端/服务器(C/S)模式相比，P2P模式可以在短时间内进行大规模部署，并且部署系统的开销会比同等条件下的C/S部署模式要廉价许多。当前最常见的P2P数据共享系统包括：P2P文件共享系统、P2P视频直播平台、P2P点播平台、视频电话系统等。

以P2P视频点播系统为例，观看同一个点播节目的各个客户端不但可以从视频的原始发布者处请求数据，而且还可以从符合一定条件的其他观看同一节目的客户端中分享数据。这种分享策略虽然会在一定程度上造成视频播放的延迟，并且在视频播放前会有一个较长时间的缓冲时期，但却可以极大减轻该流媒体发布者的负担，同时可以避免视频发布者单点失效问题。实际上，对于普通的网络视频点播服务来说，用户只要能够流畅收看到所希望看到的点播节目就会有很高的用户满意度。

目前，市场上有多个成功的P2P流媒体播放平台，但其在实现细节方面，仍然有很多值得深入探讨和研究的问题，包括：

1)系统中一个节点的邻居节点集合中，有多个节点包含同一个数据分片，该节点应该如何选择该数据分片的资源节点，是当前还未有定论的热点问题；

2)一个流媒体分享系统的参与节点中，邻居节点集合、数据分片集合以及各个分片的预计下载等各种信息，应该以怎样的数据结构加以组织，才可以高效调度数据分片的下载，减小流媒体回放的时延，得到较高的用户满意度，也是一个未能很好解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于十字链表的P2P流媒体下载方法和系统。其为流媒体系统客户端的数据分片下载过程提供合理化调度方案，提高了P2P流媒体平台的数据分片共享与传播效率。

为实现本发明的目的而提供的一种基于十字链表的P2P流媒体下载方法，包括下列步骤：

步骤100.用户节点采用十字链表数据结构为每个邻居节点维护一个邻居节点下载任务队列，为每个数据分片维护一个数据分片下载任务队列，并将两个队列存储于用户节点本身；

步骤200.所述用户节点在拥有预备下载的数据分片的邻居节点集合中，选择所述用户节点本地所维护的下载任务十字链表中相应邻居节点的下载任务队列中所有任务的估计完成时间最小的邻居节点，将该下载任务交给该节点完成所述数据分片的下载任务，同时更新所述邻居节点下载任务队列和数据分片下载任务队列。

所述下载任务通过下载任务三元组记录，所述下载任务三元组为<P_i，b_j，T_i.j>，其中P_i为资源节点的节点标识，b_j为准备下载的数据分片的标识，T_i.j为该任务的预计完成时刻；

其中T_i.j的计算方法为：Tf(P_i)+block_size/v(P_i)，其中block_size为数据分片的大小，v(P_i)为资源节点P_i到用户节点的数据传输速率。

所述步骤200，包括下列步骤：

步骤210.所述用户节点在拥有准备下载的数据分片的邻居节点中，选择其下载队列所有任务的估计完成时间最小的邻居节点安排下载该数据分片的任务；

步骤220.所述用户节点建立相应数据下载任务三元组记录所述下载任务；

步骤230.所述用户节点更新所述下载任务三元组中所述邻居节点对应的下载任务队列的所有任务的估计完成时刻；同时更新所述数据分片对应的下载任务队列的最早完成时刻。

所述方法，还包括下列步骤：