[发明专利]一种用于在对等网络中进行数据调度的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及多媒体网络通信技术领域，更具体地涉及利用对等网络(P2P网络)的流媒体数据交换过程中的数据调度方法。

背景技术

P2P(Peer-to-Peer)技术又称对等网络技术，作为一种网络新技术，它是当今的研究热点之一。这种技术充分利用网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。P2P网络典型地通过Ad Hoc方式来连接节点。与较早的C/S(客户端/服务器)计算模式相比，这样的对等计算模式没有明显的客户端与服务器的区别，可以认为它的任何一端同时具有客户端和服务器的功能。通过P2P，用户可以直接连接到其他用户的计算机进行文件交换，而不是像过去那样必须连接到服务器去浏览与下载，这种便捷将促进互联网内容的爆炸性增长。

流媒体是指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音、视频数据流。流媒体数据流具有3个特点：连续性、实时性、时序性，即其数据流具有严格的前后时序关系。由于流媒体的这些特点，它已经成为在互联网上实时传输音、视频的主要方式。传统的流媒体服务大都采用C/S模式，即用户从流媒体服务器点击观看节目，然后流媒体服务器以单播方式把媒体流推送给用户。当流媒体业务发展到一定阶段后，用户总数大幅度增加，这种C/S模式加单播方式来推送媒体流的缺陷便明显地显现出来，例如流媒体服务器带宽占用大、流媒体服务器处理能力要求高等，带宽、服务器等常常成为系统瓶颈，系统的可扩展性差。

近年来，人们把P2P技术引入到流媒体传输中而形成了P2P流媒体技术。相对传统的C/S模式的流媒体数据交换，基于P2P方式的流媒体数据交换方式能够适应更大规模的用户请求，同时能够充分发挥利用有限的网络资源。基于P2P方式的流媒体数据交换网络需要实现P2P网络节点的管理、P2P网络节点的数据调度、P2P网络节点的通信协议等主要功能，其中数据调度问题是基于P2P方式的流媒体数据交换需要面临的一个重要的挑战，数据调度方法的优劣直接影响基于P2P方式的流媒体数据交换的性能和效率，直接影响用户的体验。

目前大多数基于P2P方式的流媒体数据交换网络中使用的数据调度方法注重单个数据片段的请求或者注重一个调度周期的窗口请求，单个数据片段的请求带来了相对大量的控制开销，过于倚重一次调度周期的窗口请求而忽略了持续调度周期之间的结合，容易造成网络资源的浪费，尤其容易对主干网络形成冲击。

发明内容

本发明的目的是在利用P2P网络的流媒体传输过程中发现和最大化P2P群的性能，提高数据交换的效率，同时能够减少数据交换的冗余并且减轻网络负担。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于在P2P网络中进行数据调度的方法，所述P2P网络被用于流媒体数据交换，所述P2P网络包括本地节点以及多个对等的服务节点，其中所述本地节点从所述多个服务节点接收流媒体数据片段，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a.本地节点评估所述多个服务节点的服务能力；b.本地节点扫描其片段缓冲区，确定当前调度周期内的待调度窗口；c.本地节点计算本地当前播放的片段与所述待调度窗口内离该当前播放的片段最近的待调度片段之间的偏移量；d.将所述偏移量与紧迫线阈值比较并且根据所述比较结果来确定所述待调度窗口内的待调度片段集合的排序标准以及为每个待调度片段选取服务节点集合的约束条件；e.本地节点按照所确定的排序标准降序排列所述待调度窗口内的待调度片段集合；f.根据所确定的约束条件为每个待调度片段选取服务节点集合；g.本地节点将每个待调度片段所对应的服务节点集合合并成总服务节点集合；h.本地节点针对所述总服务节点集合中的每个服务节点形成与所述待调度窗口内的待调度片段集合对应的下载请求集合；i.本地节点向相应的服务节点发送所述下载请求集合；j.本地节点接收来自所述服务节点的片段数据并且更新所述片段缓冲区。

优选地，在步骤d中，如果所述比较结果为所述偏移量小于所述紧迫线阈值，则将所述排序标准确定为待调度片段的紧急程度。优选地，所述紧急程度可以被定义为待调度片段离所述当前播放的片段越近则紧急程度越高。

优选地，在步骤d中，如果所述比较结果为所述偏移量大于所述紧迫线阈值，则将所述排序标准确定为待调度片段的稀有程度。优选地，所述稀有程度可以被定义为持有待调度片段的服务节点越少则稀有程度越高。优选地，在待调度片段的稀有程度相同的情况下，在步骤e中按所述紧急程度降序排列所述待调度片段。

优选地，在步骤d中，如果所述比较结果为所述偏移量小于所述紧迫线阈值，则将所述约束条件确定为紧急约束条件。