[发明专利]一种信息中心网络多层次视频媒体系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种信息中心网络多层次视频媒体系统及其使用方法，系统包括服务器、路由器和客户端，服务器将视频文件转化为视频媒体文件块、对其进行存储并响应相应的兴趣包请求；路由器根据接收到的兴趣包中的请求文件块，结合自身的存储情况进行智能响应或转发，还根据接收到的数据包中的建议缓存参数进行相应缓存及转发；客户端根据用户观看行为发送相应兴趣包，并对数据包进行解析为用户提供服务。本发明通过向信息中心网络层次视频媒体系统中的数据包添加建议缓存参数、向路由器添加智能缓存表，对高热度视频相邻文件块需求进行预判，从而在多层次视频媒体领域应用信息中心网络，极大提高多层次视频媒体系统整体性能。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种信息中心网络多层次视频媒体系统及其使用方法。

背景技术

近年来，随着互联网数据流量的急剧增长和通信方式从主机到主机变为以内容为中心，传统的网络架构不仅难以满足未来的流量要求还会造成资源配置的巨大浪费。试图替代传统TCP/IP网络的信息中心网络(ICN，Information-Centric Network)的基本设计思想便是采用以信息的名称为中心——内容根据一定命名规则被进行唯一标识成为网络信息；整个网络的运行则有针对这些信息的请求、路由和传输驱动，具体可以描述为客户端向网络发起一个兴趣包，在之后的传输中，若有节点已缓存相应信息备份，则直接返回对应数据包，否则兴趣包会一直被传输至服务器。

如今，视频已经成为日益重要的内容载体，ICN网络中的视频媒体系统也是近年来的研究热点。由于具有文件大、客户需求及时性强的特点，通常会在网络中将一个视频文件分为多个块。为了更好地满足客户需求，SVC分层技术也得到了广泛的应用。然而，现有的研究并未充分考虑用户视频请求行为对文件块的连续性、视频热度所带来的缓存判断中的可预测性、以及视频热度的动态性。若视频V1具有较高热度，多个用户会先后对V1包含的不同文件块C1到CN发送兴趣包，若在网络节点间，每一次针对一个兴趣包都只返回相应的数据包，而不能根据监测到的视频高热度进行对相邻文件块的需求预判并提前传输接下来的一些数据包，会造成较大的流量浪费。而且，一个网状拓扑的系统的节点，无论是采用完全缓存、概率缓存及不缓存，都无法针对不同视频热度的动态性进行分布式及时调整，造成了更多的缓存资源浪费。

特别地，针对视频这种文件较大的流媒体文件，流量的浪费和缓存资源的浪费还可能导致通信延迟，极大降低用户体验。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是通过向信息中心网络层次视频媒体系统中的数据包添加建议缓存参数和向路由器添加智能缓存表，对高热度视频相邻文件块需求进行预判，从而在多层次视频媒体领域应用信息中心网络，极大提高多层次视频媒体系统整体性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种信息中心网络多层次视频媒体系统，其特征在于，包括：服务器、路由器和客户端，所述服务器对系统中的视频媒体进行编码并储存，所述服务器处理所述路由器发送的兴趣包后返回所述路由器请求的文件块数据包；所述路由器与其他路由器或者所述客户端通信连接，所述路由器响应或转发来自其连接的其他路由器或所述客户端的所述兴趣包，所述路由器对其连接的其他路由器或所述服务器的数据包进行路由，所述路由器在缓存算法指导下对路由经过所述路由器的视频文件进行相关操作；所述客户端根据客户的观看行为向所述路由器发送所述兴趣包，或接受来自所述路由器的所述数据包并对所述数据包进行译码操作。

进一步地，所述服务器根据信息中心网络协议和MPEG-DASH(HTTP动态自适应流媒体)协议对系统中的视频媒体进行编码，所述服务器对符合MPEG-DASH协议的视频媒体内容采用可分级的视频编码技术进行编码，所述视频媒体内容被编码后由一个基础层和至少一个加强层组成，所述基础层能够保证所述视频媒体内容播放时的最低画质，所述加强层能够提高所述视频媒体内容播放时的画质；根据MPEG-DASH协议，所述视频媒体内容在编码完成后被分割成多个视频媒体文件块进行存储和传输。