[发明专利]一种基于P2P的视频点播系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于P2P的视频点播系统。

背景技术

互联网的飞速发展带动了相关行业的发展，其中数字媒体是重要的一部分。近年来，各种大型视频、音频流媒体以其特有的娱乐性和交互性，成为推动宽带网络应用发展的主要动力。在流媒体相关的各种应用中，视频点播(VOD)在远程教学、电子商务、电视点播等方面都有着广泛的应用。随着流媒体形式的信息需求日益增加，传统的Client/Server架构已经逐渐无法满足。为了解决这个问题，P2P技术运用越来越广泛。P2P(Peer To Peer)技术就是通过系统节点(Peer)之间的直接交互来实现系统资源和信息的共享，一个节点既是下载端(客户端)又是资源提供端(服务器端)。通过节点之间的交互可以更快地获取资源，即节点越多速度越快。

P2P技术的网络拓扑结构主要有4种：中心化拓扑、全分布式非结构化拓扑、半分布式拓扑和全分布式结构化拓扑。中心化拓扑由一台服务器担任中心节点，处理所有节点的请求；全分布式非结构化拓扑，每个节点既是服务器又是客户端，一个节点发出搜索请求，这个请求将一层层地转发下去；半分布式拓扑，选择性能较高的节点作为超级节点，来完成搜寻节点的任务，再将查询结果发给叶节点；全分布式结构化拓扑，采用分布式散列表(Distributed Hash Table，DHT)技术组织网络中的节点，每个节点仅有其它一小部分节点的信息，实现了一个高度可扩展、容错性高的集群。

现有的视频点播系统包含采集工作站、内容分发服务器、控制服务器、对等网和资源列表服务器构成。其中内容分发服务器、控制器和资源列表服务器可以部署在同一硬件服务器中。其中采集工作站主要完成原始信号采集编码工作，编码后的数据上传给资源/内容分发服务器；内容分发服务器负责接收编码服务器发送过来的频道节目流信息，并且负责将频道节目流发布到P2P网络当中；控制器维护、管理控制P2P网络，实时地汇总系统中的所有频道的统计信息，为用户提供频道列表信息；对等网中的对等节点负责从其它节点获取媒体数据，主要完成任务的调度、拓扑的维护、Buffer的管理，另外，每个Peer还是一个精简了的流媒体服务器，完成和本地播放器之间的RTSP(Real Time Streaming Protocol，实时流协议)交互，并从Buffer中取出媒体数据发送给本地播放器；客户端通过访问资源列表Web服务器，可以获得当前整个系统的节目列表和每个节目的在线人数、节目推荐列表、点击排名等。资源列表Web服务器后台是一个支持多用户的节目发布与管理系统。其功能还包括用户的点击行为分析，可以根据用户喜好进行节目推荐。

随着系统规模的扩大，点播用户的增加，对等网络中的资源定位和管理难度增加，现有的技术并不能很好的解决；现有技术采用的的是供应者发现机制，利用集中式目录服务器进行资源的索引，虽然简单但存在着目录服务器负载过重，安全性能低，灾难恢复能力差；对等网中的缓存管理简单，利用率低，调度算法不够智能，没有持续性和实时性保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于P2P的视频点播系统，优化缓存策略，使得该点播系统能够做到负载均衡、资源定位快，安全性强。

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于P2P的视频点播系统，所述系统包括服务器端和客户端，其中：

服务器端包括：

流服务模块，用于在系统中有用户点播视频时，与P2P节点一起向用户提供数据；

存储索引模块，用于通过用户节点周期性的存储状况汇报，掌握视频点播系统中每个视频的存储信息；

存储调度模块，用于优化整个系统的存储部署，在检测到服务器端空闲时，将合适的视频数据推送到合适的P2P节点上；

视频存储模块，用于负责存储视频数据，并提供给流服务模块和存储调度模块；

客户端包括：

下载调度模块，用于当用户点播视频时，从服务器端和其他的用户节点上下载数据；

上传调度模块，用于收到其他用户的数据请求时，负责为请求的用户提供数据；

视频缓存模块，用于缓存服务器端推送的数据。

所述视频缓存模块通过视频分段与冗余编码实现对服务器端推送的数据进行存储。

所述视频分段与冗余编码包括视频分段、分块冗余、选择存储三部分，所述视频分段与冗余编码支持视频完整存储、视频分段存储、视频分带存储、视频分带与少量冗余存储、网络编码存储、对等数据随即访问。