[发明专利]点对点流媒体系统的子块完整性校验方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及点对点(Peer-to-Peer)技术领域，更具体地，本发明涉及一种点对点流媒体系统的子块(chunk)完整性校验方法和系统。

背景技术

流媒体(Streaming)服务是在IP网上基于流式传输技术，向用户提供实时音视频媒体播放的业务。由于无需等待文件下载完成就可实现在线观看，因此流媒体应用自推出以来就受到用户的普遍欢迎，近年来更是随着宽带网络的普及而呈爆炸式增长。

点对点(Peer-to-Peer，P2P)系统以其良好的可扩展性、健壮性，成为开展流媒体等信息共享业务，包括视频点播(即Video on Demand，简称VoD)和/或视频直播(即Live Streaming)的理想平台。P2P的核心思想是通过参与系统节点(peer)之间的直接交互来实现系统资源和信息的共享。

在流媒体系统中，由于共享视频文件中绝大多数体量巨大，为了充分发挥P2P的共享优势，一个大的共享文件被划分成若干个子块(chunk)，文件以子块为单位被分发。即，peer不需要下载完全的文件，而是只需成功下载至少一个完整chunk，就能为其他需要该chunk的peer提供上传服务。事实上，系统中的每个peer贡献本地一个固定大小的内存或磁盘作为共享缓存(即，cache)，用于存放已经完成下载且尚未被删除的媒体文件子块。

早期的P2P文件下载系统中已经考虑了从发布者到下载者的数据文件完整性保护问题。例如，BitTorrent就支持发布者在其所发布的资源命名中直接包含整个数据文件的hash校验数值，每当下载节点下载全部子块完成之后，就可以对由其组成的整个文件的完整性进行本地校验。另外，eMule支持发布者在其所发布的资源命名中额外包含各个数据子块的hash校验数值。下载节点可以直接校验每个数据子块的完整性，必要时重启针对该子块的定位与下载。而且，在申请号为200910091937.3的中国专利申请中，利用hash算法的迭代特性，提出利用TCP异步接收缓冲区在下载过程中对文件完整性校验的延迟进行隐藏从而有效提高了P2P的(特别是嵌入式平台上)下载效率。其具体做法是，每当下载节点接收到一个子数据块时，利用哈希算法，计算该子块的哈希摘要，并更新文件块的哈希向量；当下载并计算完最后一个子块的哈希值时，随即生成文件块的哈希值。

首先，现有技术方案均针对文件下载应用场景，内容发布者可以在发布资源时一次性发布全部子块的hash校验值(即，hash向量)用于内容下载者验证子块的完整性。而对于流媒体应用场景，一方面内容发布者可能无法一次发布全部子块的hash校验数值(例如，不断滚动的直播频道)，从而无法直接使用现有技术方案；另一方面，让并不关心全部数据内容的下载者下载并维护某一频道的大量无关子块(例如，在其上线之前的直播数据子块)的hash校验数值将带来并不必要的大量开销。

其次，现有技术方案均采用简单hash算法，由内容发布者需要在发布资源时一次性发布全部子块的hash校验值，这对于不间断/一次性发布数据子块的直播/点播源而言将增加相当可观的实时/一次性计算开销，从而提高内容发布源的门槛，不利于社交应用中UGI数据的共享与传播。

总之，直接将针对文件下载应用的现有技术方案应用到P2P流媒体系统中不但存在直播场景下的可用性问题，而且在点播场景下内容发布者/下载者发布/下载某一节目全部子块的hash校验数值的做法将给二者带来并不必要的大量开销。

发明内容

本发明实施方式提供一种点对点流媒体系统的子块完整性校验方法，以降低系统开销。

本发明实施方式提供一种点对点流媒体系统的子块完整性校验系统，以降低系统开销。

为达到上述目的，本发明实施方式的技术方案如下：

一种点对点流媒体系统的子块完整性校验方法，包括：

内容源节点利用哈希算法针对子块集合计算根哈希，并将所述根哈希发布到门户节点；

下载节点从门户节点获取所述根哈希以及从中间节点下载子块，并且下载节点从中间节点获取与所下载的子块相对应的校验数据；

下载节点利用所述根哈希以及所述校验数据，验证该下载的子块的数据完整性。

所述内容源节点利用哈希算法针对子块集合计算根哈希为：

所述内容源节点利用高效集合哈希算法针对子块集合计算根哈希。

所述高效集合哈希算法为哈希树(Hash Tree)算法，所述内容源节点为点播内容源节点。

所述高效集合哈希算法为哈希链(Hash Chain)算法，所述内容源节点为直播内容源节点。