[发明专利]一种对等网络自适应流媒体点播系统及服务质量保证方法

权利要求书

1.一种对等网络自适应流媒体点播系统，其特征在于，包括对等网络多码率覆盖网结构和客户端节点功能模块结构；

所述的对等网络多码率覆盖网结构，是播放同一视频的所有客户端节点，根据播放码率从低到高依次分布到不同的覆盖网，同码率覆盖网的所有客户端节点按斐-幂环状结构组织在一起共享流媒体数据和交换控制信息，相邻码率覆盖网的客户端节点根据播放分片号相同，即播放点所对应的流媒体分片号，构成跨码率邻居节点关系，跨码率邻居节点之间以交换控制信息为主，也能共享流媒体分片；不相邻码率覆盖网的客户端节点之间无信息交互；

所述的客户端节点功能模块结构，包括支持视频播放和拖动操作的播放器模块，还包括覆盖网模块、数据调度模块、缓存模块和web分发模块；

所述的覆盖网模块，包括邻居节点信息管理子模块和邻居节点通信管理子模块；

所述的邻居节点信息管理子模块，用于一个客户端节点管理与维护四个邻居节点列表，四个邻居节点列表包括伙伴节点列表、同码率邻居节点列表、跨码率邻居节点列表、备选邻居节点列表；

所述的邻居节点通信管理子模块，用于管理每个客户端节点与自己的邻居节点进行周期性通信，采用UDP协议进行通信；在第一次相互通信时，每个客户端节点与邻居节点之间交换IP地址、端口、URL地址、带宽；在后续周期性通信中，每个客户端节点根据IP地址、端口，基于UDP协议与自己邻居节点进行通信，针对邻居节点类别不同，分别进行处理；针对伙伴节点，每个客户端节点周期性发送自己的缓存窗口位图信息、播放点信息给伙伴节点列表中的每个伙伴节点；针对同码率邻居节点、跨码率邻居节点、候选邻居节点，每个客户端节点周期发送自己的播放点信息给邻居节点；邻居节点根据接收到的信息，更新自己的邻居节点列表信息；

所述的数据调度模块，数据调度模块首先执行自适应码率控制算法，决定客户端节点的播放码率，再执行对等网络流媒体点播的数据调度算法，若客户端节点播放码率发生变化，则数据调度模块通知覆盖网模块搜寻新的邻居节点；当覆盖网模块执行完更新，加入到新的覆盖网之后，覆盖网模块将伙伴节点的信息发送至数据调度模块，数据调度模块根据数据需求以及伙伴节点的信息，执行数据调度算法，确定请求的流媒体分块与伙伴节点的对应关系，该种对应关系提供给web分发模块进一步处理；

所述的缓存模块，用于向播放器模块提供流媒体数据，当web分发模块接收到伙伴节点返回的HTTP响应后，web分发模块取出HTTP响应中的流媒体分块及其索引信息，传递至缓存模块；

所述的web分发模块，用于处理HTTP请求的发送、HTTP请求的响应与HTTP响应的接收；HTTP请求的发送是指当数据调度模块确定请求的流媒体分块与伙伴节点的对应关系后，数据调度模块将确定请求的流媒体分块与伙伴节点的对应关系的调度决策信息传输至web分发模块，web分发模块组装调度决策信息与伙伴节点的URL地址，向伙伴节点发出HTTP请求；HTTP请求的响应，是指当一个客户端节点的伙伴节点发送HTTP请求给自己时，该节点的web分发模块解析HTTP请求，从缓存模块中取出对应的流媒体分块，封装成HTTP响应，返回给伙伴节点；HTTP响应的接收，是指当一个客户端节点发出HTTP请求给其伙伴节点后，其伙伴节点返回一个HTTP响应，web分发模块解析HTTP响应，取出流媒体分块、以及对应的索引信息，传输至缓存模块。

2.根据权利要求1所述的一种对等网络自适应流媒体点播系统，其特征在于，所述的斐-幂环状结构，是一种集成斐波那契环与2的幂次环的环状结构，在斐-幂环状结构中，一个客户端节点根据其同码率邻居节点的播放分片号与自身播放分片号的差值的绝对值，将其邻居节点组织在零环上或斐波那契序列值前六项为半径的同心圆环上或以2的幂次序列值为半径的同心圆环上；当差值为零时，其邻居节点称为伙伴节点，位于零环上；当差值的绝对值为斐波那契序列值前六项时，其邻居节点在斐波那契环上；当差值的绝对值为2的幂次时，其邻居节点在幂次环上；幂次环半径的最大值取决于视频的长度，两个同码率客户端节点的播放分片号差值的绝对值不为上述值时，不在斐-幂环状结构上。