一种iptv媒体交付系统、方法及媒体交付系统的制作方法

专利名称：一种iptv媒体交付系统、方法及媒体交付系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种IPTV (Internet Protocol Television,因特网网络电视)媒体交付系统、IPTV媒体交付系统内容发布的 实现方法及媒体交付系统。
背景技术：
随着视频和宽带接入技术的迅速发展和成熟，通过Internet (因特网)收 看直播电视节目已经成为现实。IPTV能够提供直播电视、时移电视和TVOD (TVOnDemand ，录播)等业务，用户在收看电视直播的同时，还能够时移 电视和回看等，使用户彻底地从传统的"你播我看"的被动收看电视模式中解 放出来。
现有的IPTV媒体交付系统，是一个基于C/S (Client/Server,客户端/服 务器)的结构。其中，客户端向服务器请求媒体内容，并接收来自服务器的媒 体内容。媒体内容是被存储在视频服务器中，该服务器在接收请求后通过网络 将媒体内容交付给客户端。在某些情况下，客户端还能够将节目内容下载到本 地后再播放以实现"边放边拉"的功能。但是，基于这种C/S方法的IPTV媒 体交付系统的可扩展性差，系统难以扩展到用户客户端数量非常多(例如，百 万级用户客户端、或者千万级用户客户端)的情况，或者说，要扩展到用户客 户端非常多的情况要付出极其昂贵的代价。当用户客户端请求媒体服务的数量 越来越多时，任何一种容量的服务器，最终都会出现不能及时地响应用户请求 的现象。服务器的资源最终会被消耗尽，则不能向用户客户端提供媒体流服务， 由此服务器成为IPTV媒体交付系统的瓶颈。
为此，如何减少服务器的压力就成为IPTV媒体交付系统设计的关键。现 有技术提供了许多方法，例如，组播方法(Multicasting)、批处理技术 (Batching)、补丁技术(Patching)、合并技术(Merging)、周期性地广播 技术(Periodicbroadcasting)等，这些方法的基本出发点是采用组播方式，将
7同一个文件的多个点播合并为一个组播信道服务；但是这些方法在实际商用运 营中却难以得到实际使用，其原因在于，目前整个网络并不支持全网IP组播，
而目前使用最广泛的ADSL线路带宽不足以支撑同时传输两个流，且这种节省 资源的策略是以延时用户响应为代价的，在商业运营中得不偿失。
另一种现有技术采用媒体分片方法，该媒体分片方法包括协作代理缓存
技术 (Cooperative proxy catching techniques ) 禾卩基于段的缓存技术 (Segment-based caching)等。其中，协作代理缓存技术是将热片节目的初始 分片存储在Proxy (代理)中，其与以完整的文件都存储在服务器中相比较， 縮短了用户在频道切换和节目播放前的等待时间，改进了用户的体验；而基于 段的缓存技术是将媒体文件的各个不同的段存储在代理中，各个段以协作方式 被分发到用户客户端进行播放。所述协作代理缓存技术和基于段的缓存技术均 存在如下缺陷需要额外添加Proxy,增加了系统成本。
综上可知，现有的IPTV媒体交付系统及其内容发布的实现方式在实际使 用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容
针对上述的缺陷，本发明的第一目的在于提供一种IPTV媒体交付系统， 该系统可以实现实用、低成本的媒体内容发布。
本发明的第二目的在于提供一种IPTV媒体交付系统内容发布的实现方 法，该方法可以实现实用、低成本的媒体内容发布。
本发明的第三目的在于提供一种媒体交付系统，该系统可以实现实用、低 成本的媒体内容发布。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种IPTV媒体交付系统，该系统基 于对等网络，包括多个对等节点，其中
所述对等节点，用于将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV 媒体内容文件段，并将所述多个IPTV媒体内容文件段交付至若干对端对等节 点进行存储；和/或，用于接收并存储所述对端对等节点交付的IPTV媒体内容 文件段。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点将期望发布的IPTV媒体 内容文件分割成多个IPTV媒体内容文件段后，从所述系统中选择出若干对端对等节点，并将所述各个IPTV媒体内容文件段交付至所述选择出的若干对端 对等节点进行存储。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点根据节点可利用的带宽
5vv,，和/或节点可利用的存储空间&,，和/或节点稳定性￡幼'附鹏必鄉,，和/或系 统最近利用节点的程度来选择出所述对端对等节点。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点根据对等节点的候选概率
值来选择出所述对端对等节点，且所述对等节点的候选概率C^根据所述对
等节点的心跳信息来测量，该心跳信息包括节点稳定性^"w加e必to^，节点
可利用的带宽的平均使用率^v,，节点可利用的带宽的平均使用率R,u^和节点
服务流媒体请求的频率Fr叫，e;和/或，所述对等节点根据对等节点的候选概
率W值来选择出所述对端对等节点，且所述对等节点的候选概率(^'根据如下
公式来测量
^st EstimatedStay, lf1 x (1 - R'usage)
max{EstimatedStay,} max(Bw, x (1 - i ,"， )} max(Fre《'置}
其中，fori膨&必鄉,为时间周期内对等节点的节点稳定性；^n为时间周期 内端对等节点的节点可利用的带宽；R,^为时间周期内对等节点的节点可利 用的宽的平均使用率；^叫'，为时间周期内对等节点的节点服务流媒体请 求的频率； 、&、 ^为权重因子；m为加入所述系统的对等节点的个数。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点的节点稳定性foriw"^^"y,
基于时间周期的长度来测量；和/或，
所述对等节点的节点稳定性E幼'/n她必鄉,根据如下公式来测量
其中，Q^^说^,为时间周期内对等节点停留至所述系统或在系统内工作 正常的时间长度；E^'/w^e必ta;;,0"ev)为五幼7w^必toj;,的历史{直；a 、 为丰又重 参数，与节点可利用的存储空间&,相关，并且《+/ = 1。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述IPTV媒体交付系统为集群结构， 并且其中一对等节点为中心节点；和/或其中一对等节点为中心节点，其它对 等节点为区域中心节点和/或边缘节点；并且，
所述子节点采集自身心跳信息以计算所述节点候选概率GS''，并将所述节点候选概率GS''和自身心跳信息上报至所述父节点；和/或所述子节点采集自身 心跳信息并将所述自身心跳信息上报至所述父节点；和，
若所述父节点同时为子节点，则所述父节点还将其所接收的子节点的自身 心跳信息和/或节点候选概率^'上报至其父节点；
所述中心节点，用于接收系统内所有子节点采集并上报的心跳信息以计算 所述系统内所有对等节点的候选概率&、并提供给期望发布IPTV媒体内容 文件的对等节点以选择所述存储各个段的对端对等节点；和/或，用于接收所 有子节点采集并上报的心跳信息和/或计算出的对等节点的候选概率^'以维 护数据结构，该数据结构将对等节点和相应的候选概率进行关联，并在接收到 来自期望发布IPTV媒体内容文件的对等节点的请求消息后，选择具有最高候 选概率G^的对等节点，并返回所确认的对等节点的信息。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点周期性发送心跳信息至所 述中心节点。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点将所述多个IPTV媒体内 容文件段以循环的方式交付至所述选择出的若干对端对等节点进行存储；和/ 或
所述多个IPTV媒体内容文件段中的起始段或起始的若干段在所述IPTV 媒体交付系统的存储份数大于所述起始段后或所述起始的若干段后的文件段。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点将所述IPTV媒体内容文 件分割为多个大小相等或不等的IPTV媒体内容文件段。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述对等节点进一步包括
数据存储设备，用于接收并存储对端对等节点交付的IPTV媒体内容文件
段；
数据处理器，用于将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒 体内容文件段，从所述系统中选择出若干对端对等节点，并将所述各个IPTV 媒体内容文件段交付至所述选择出的对端对等节点进行存储。
根据所述的IPTV媒体交付系统，所述数据处理器进一步包括 分片处理模块，用于将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV 媒体内容文件段；
对端对等节点选择模块，用于从所述系统中选择出若干对端对等节点；段交付模块，用于将所述各个IPTV媒体内容文件段交付至所述选择出的 对端对等节点进行存储。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种IPTV媒体交付系统的内容发布 的实现方法，该系统基于对等网络，包括多个对等节点，所述IPTV媒体内容
发布方法包括
A、 对等节点将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒体内 容文件段，并将所述多个IPTV媒体内容文件段交付至若干对端对等节点；
B、 所述若干对端对等节点接收并存储所述对等节点交付的IPTV媒体内 容文件段。
根据所述的方法，所述步骤A进一步包括
Al、对等节点将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒体内 容文件段；
A2、所述对等节点从所述系统中选择出若干对端对等节点；
A3、所述对等节点将所述多个IPTV媒体内容文件段交付至所述选择出的 若干对端对等节点。
为了实现上述第三目的，本发明提供一种媒体交付系统，该系统基于对等 网络，包括多个对等节点，其中
所述对等节点，用于将期望发布的媒体内容文件分割成多个媒体内容文件 段，并将所述多个媒体内容文件段交付至若干对端对等节点进行存储；和/或， 用于接收并存储所述对端对等节点交付的媒体内容文件段。
根据所述的媒体交付系统，所述对等节点将期望发布的媒体内容文件分割 成多个媒体内容文件段后，从所述系统中选择出若干对端对等节点，并将所述 各个媒体内容文件段交付至所述选择出的若干对端对等节点进行存储。
根据所述的媒体交付系统，所述对等节点根据对等节点的候选概率^'值 来选择出所述对端对等节点，且所述对等节点的候选概率GS''根据所述对等节 点的心跳信息来测量，该心跳信息包括节点稳定性&"m她必鄉,，节点可利 用的带宽的平均使用率^V节点可利用的带宽的平均使用率R,u，和节点服务 流媒体请求的频率Fr叫，、和/或，所述对等节点根据对等节点的候选概率GS'' 值来选择出所述对端对等节点，且所述对等节点的候选概率G"根据如下公式 来测量
11"st EstimatedStay, lo Sw, x (1 — R,usage) Fa"^,，'
max(EstimatedStay,} max{Sw, x (1 —尺'"，')} max《i^ J
其中，^"m"fc必toy,为时间周期内对等节点的节点稳定性；^v,为时间周期 内端对等节点的节点可利用的带宽；R, u，为时间周期内对等节点的节点可利 用的带宽的平均使用率；Fr叫5，为时间周期内对等节点的节点服务流媒体请 求的频率；《s,、 &、 ^为权重因子；m为加入所述系统的对等节点的个数。
根据所述的媒体交付系统，所述多个对等节点构成集群结构，并且其中一 对等节点为中心节点以作为其它对等节点的父节点；和/或其中一对等节点为 中心节点，其它对等节点为区域中心节点和/或边缘节点；并且，
所述子节点采集自身心跳信息以计算所述节点候选概率G^ ，并将所述节 点候选概率GS"和自身心跳信息上报至所述父节点；和/或所述子节点采集自身 心跳信息并将所述自身心跳信息上报至所述父节点；和，
若所述父节点同时为子节点，则所述父节点还将其所接收的子节点的自身 心跳信息和/或节点候选概率G^上报至其父节点；
所述中心节点接收系统内所有子节点采集并上报的心跳信息以计算所述 系统内所有对等节点的候选概率^'，并提供给期望发布媒体内容文件的对等 节点以选择所述存储各个段的对端对等节点；和/或，接收所有子节点采集并 上报的心跳信息和/或计算出的对等节点的候选概率GS'.以建立和维护候选概 率数据结构列表，该数据结构列表将对等节点和相应的候选概率进行关联，并 在接收到来自期望发布媒体内容文件的对等节点的请求消息后，选择具有最高 候选概率C^的对等节点，并返回所确认的对等节点的信息至所述期望发布媒 体内容文件的对等节点。
本发明基于对等网络，包括多个对等节点，所述对等节点将期望发布的媒 体内容文件分割成多个媒体内容文件段，并将所述多个媒体内容文件段交付至 若干对端对等节点进行存储，借此实现了实用、低成本的媒体内容发布。


图1是本发明提供的媒体交付系统示意图2是本发明提供的媒体交付系统中对等节点的结构模块示意图; 图3是本发明提供的媒体内容文件切割示意图；图4是本发明优选实施例提供的媒体交付系统中各对等节点的组织结构
示意图5是本发明提供的媒体交付系统内容发布的实现方法流程图； 图6是本发明优选实施例提供的IPTV媒体交付系统内容发布的实现方法 流程图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的基本思想是在P2P (Peer to Peer,对等网络)的基础上，将 多个peer (对等节点)组成为媒体交付系统，所述对等节点将期望发布的媒体 内容文件分割成多个媒体内容文件段，并在基于段的内容发布(MSD: Media Segment Distributing)算法的基础上将所述多个媒体内容文件段交付至若干对 端对等节点进行存储，借此实现了实用、低成本的媒体内容发布。
P2P软件允许不同的计算机之间对等地交换数据，每个运行P2P软件的 Computer (计算机)被称谓一个peer (对等节点)。多台运行P2P软件的计算 机就能够构成一个计算机网络即对等网络。每一个对等节点能够与网络上的其 它对等节点共享媒体内容数据，并且能够通过媒体服务定位和搜索査找其它对 等节点，然后从其它对等节点请求和接收媒体内容数据，也就是每一个对等节 点既是客户端也是服务器。典型地，对等节点能够动态地加入和离开P2P网络。 例如， 一个对等节点离开了 P2P网络的原因，要么是P2P软件，要么是对等 节点的计算机，要么是对等节点的计算机到因特网(Internet)的连接的不可用。 这个现象可能由于用户，或者由于P2P软件、计算机或计算机连接的故障等造 成的。P2P网络的规模大小可以随时地在波动和改变的，例如，GnutdlaTM、 NapsterTM和BitTorrentTM等，其不受用户数量限制，可扩展性强。本发明在 基于对等网络的基础上构造媒体交付系统，以增强媒体交付系统的可扩展性。
本发明提供的媒体交付系统10如图1所示，该系统10包括多个对等节点 12等，所述多个对等节点12通过数据通信网络11互连。该媒体交付系统10 的规模大小可以随时改变，对等节点12可以随时加入或离开该媒体交付系统
1310。该媒体交付系统io提供了媒体服务定位和搜索查找的功能。
对等节点12，可以是但不限于PC、工作站、机顶盒、其它网络设备等， 主要用于将期望发布的媒体内容文件31分割成多个媒体内容文件段31A，并 将所述多个媒体内容文件段31A交付至若干对端对等节点12进行存储，和/ 或，用于接收并存储所述对端对等节点12交付的媒体内容文件段31A。具体 而言，当对等节点12需要发布媒体内容文件31时，将期望发布的媒体内容文 件分割成多个媒体内容文件段31A后，在MSD算法的基础上从所述系统100 中选择出若干对端对等节点12，并将所述各个媒体内容文件段31A交付至所 述选择出的若干对端对等节点12进行存储。本发明中，所述媒体内容文件31 可以为IPTV媒体内容文件或非IPTV媒体内容文件。
参加图2，所述对等节点12进一步包括网络接口21、数据处理器22、 数据存储设备23、 P2P软件24和/或播放装置25，其中
网络接口 21，与数据通信网络11和数据处理器22相连，用于由对等节 点12通过该网络接口 21接入数据通信网络11，与其它对等节点12进行互连 通信。
数据处理器22，除了用于对媒体内容文件进行编解码、加密解密处理外， 还用于将期望发布的媒体内容文件31分割成多个媒体内容文件段31A，从所 述系统10中选择出若干对端对等节点12，并将所述各个媒体内容文件段31A 交付至所述选择出的对端对等节点12的数据存储设备23进行存储。
所述数据处理器22还进一步包括分片处理模块221、对端对等节点选 择模块222和段交付模块223，其中
分片处理模块221，用于将期望发布的媒体内容文件31分割成多个媒体 内容文件段31A。
分片处理模块221可以将期望发布的媒体内容文件31分割成多个大小相 等的媒体内容文件段31A，也可以将期望发布的媒体内容文件31分割成多个 大小不相等的媒体内容文件段31A。优选地，将期望发布的媒体内容文件31 分割成大小不相等的媒体内容文件段31A以利于发现媒体数据的接入点，例 如，电影或电视的一个镜头的起始位置。段可以分得较长或者较短以致媒体数 据的逻辑接入点就是段的起始位置。例如，期望在一个视频分片开始播放某一 个镜头。镜头的开始相应于段的起始位置是方便的。每一个媒体内容文件段31A又包含有若干个块31B，可参见图3。块31B的大小是可调整和配置的。 优选的，部分的(不是所有的)媒体内容文件段31A所包含的各个块31B大 小相等的。但所有的媒体内容文件段31A所包含的各个块31B大小相等也在 本发明保护的范围内。
对端对等节点选择模块222，与分片处理模块221互连，用于在分片处理 模块221将期望发布的媒体内容文件分割成多个媒体内容文件段后，从系统 10中选择出若干对端对等节点12。该对端对等节点选择模块222在MSD算 法的基础上从所述系统100中选择出若干对端对等节点12。具体而言，主要 是根据系统10中各个对等节点12的节点可利用的带宽Sw,，和/或节点可利用 的存储空间&,，和/或节点稳定性&"m她必鄉,，和/或系统最近利用节点的程度 来选择出对端对等节点12。
本发明中，系统内的对等节点12被选择存储媒体内容文件段31A的可能 性是随着节点可利用的带宽^v,、节点可利用的存储空间^和节点稳定性 五幼',&必鄉,的增加而增加的；相反地，随着该节点12已经被系统10利用程 度的增加而减少。
所述对等节点12的节点稳定性可以基于时间周期的长度来测量，并且系 统最近利用节点的程度可以用时间周期内对等节点的节点可利用的带宽的平 均使用率和时间周期内对等节点的节点服务流媒体请求的频率来表示。
作为本发明的一种优选实施方式，对端对等节点选择模块222根据系统内 的各个对等节点的候选概率05''来选择出所述对端对等节点12进行段存储，且 所述对等节点的候选概率G"根据所述对等节点的心跳信息来测量，该心跳信 息包括节点稳定性&"m她必鄉,，节点可利用的带宽的平均使用率5w,，节点
可利用的带宽的平均使用率R,，和节点服务流媒体请求的频率^^r^。优选
地，所述对等节点的候选概率GS''根据如下公式来测量
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中，fo^7"&必toy,为时间周期内对等节点的节点稳定性；Bvv,为时间周期 内对等节点的节点可利用的带宽；R,u，为时间周期内对等节点的节点可利用 的带宽的平均使用率；i^^,为时间周期内对等节点的节点服务流媒体请求的频率；《s,、 / s,、 ^为权重因子；m为加入所述系统的对等节点的个数。 并且，所述对等节点12的节点稳定性fo"m她必鄉,根据如下公式来测量
=a x五对/mate必啤(/ rev) + 〃 x Q/^rew汲q^ ; 其中，a^e"汲^,为时间周期内对等节点停留至所述系统或在系统内工作
正常的时间长度；￡W>nWeWto_y,(prev)为的历史值；a、 )8为权重
参数，与节点可利用的存储空间^相关，并且《+^3=1。
由此， 一个更加稳定的，具有较高可利用带宽的和较低被利用历史的对等 节点将具有较高的候选概率^'。对端对等节点选择模块222采集各个对等节 点的心跳信息，并计算得到系统IO内的各个对等节点的候选概率^'后，从中 选择一个或多个具有最高候选概率Ga的对等节点作为对端对等节点以在该对 端对等节点存储媒体内容文件段31A。
本发明中，所述媒体交付系统IO优选为集群结构，并且其中一对等节点 12置为中心节点即为父节点，系统内的其它对等节点为中心节点的子节点。
本发明另一优选实施方式，所述媒体交付系统10为集群结构，并且其中 一对等节点为中心节点即为父节点，其它对等节点为区域中心节点和/或边缘 节点即为中心节点的子节点或子节点的子节点。例如图4所示的媒体交付系统 10的各个对等节点所组成的集群结构为树形结构。其中一对等节点12为中心 节点41，系统内的其它对等节点12为区域中心节点42或边缘节点43。除了 中心节点41，其它对等节点如区域中心节点42直接与中心节点41即父节点 相连接，或者如为边缘节点43的对等节点经过中间节点即区域中心节点42 即其父节点与区域中心节点42的父节点即中心节点41相连接。
本发明中，所述集群结构是逻辑上的组织结构，并且仅与路由有关，按照 该路由，对等节点和中心节点可以通信和交换信息。集群结构内对等节点12 的排列没有必要受到网络结构或对等节点地理位置的影响。
所述子节点采集自身心跳信息以计算所述节点候选概率GS',，并将所述节 点候选概率GS''和自身心跳信息上报至所述父节点；和/或所述子节点采集自身 心跳信息并将所述自身心跳信息上报至所述父节点。
若所述父节点同时为子节点，则所述父节点还将其所接收的子节点的自身 心跳信息和/或节点候选概率&''上报至其父节点；
中心节点41是系统内各个对等节点12处理能力较强中的一个对等节点
1612，用于接收系统内所有子节点采集并上报的心跳信息以计算所述系统内所有 对等节点的候选概率G"'，并提供给期望发布媒体内容文件的对等节点以选择 所述存储各个段的对端对等节点；和/或，用于接收所有子节点采集并上报的 心跳信息和/或计算出的对等节点的候选概率&''以维护数据结构，该数据结构 将对等节点和相应的候选概率进行关联，并在接收到来自期望发布媒体内容文 件的对等节点的请求消息后，选择具有最高候选概率^'的对等节点，并返回 所确认的对等节点的信息。
具体而言，系统10内的各个对等节点12采集其心跳信息，并计算得到其 候选概率^'后，将所述心跳信息和候选概率(^''转发至中心节点。中心节点维 护一个数据结构，该数据结构将对等节点12和相应的候选概率C^进行关联， 所述数据结构可以包括按照对等节点12的候选概率^'大小来分类的列表。中 心节点可以以对等节点候选概率GS''的大小按照降序方式分类对等节点，并且 存储以这种方式分类而获得的候选节点列表。中心节点是基于最近的节点信息 维护以这种方式分类而获得的候选节点列表。由此，不但有利于集中维护各个 对等节点12的候选概率W，而且当心跳消息的停止发送至中心节点时，可以 由中心节点用来检测对等节点12离开系统10的原因。
一旦中心节点接收到来自期望发布媒体内容文件的对端对等节点选择模 块222的请求后，中心节点可以选择具有最高候选概率GS'的对等节点，并且 将所确认的对等节点的信息发回至对端对等节点选择模块222。
系统10内的各个对等节点12也可以只采集心跳信息，然后发送所述心跳 信息至所述中心节点以由所述中心节点的对端对等节点选择模块222计算得 到系统内所有对等节点12的候选概率GS''。系统10内的各个对等节点12所组 成的集群结构为如图4所示的树形结构，区域中心节点42除了确认在自己集 群内含有最高&"值的节点以外，还可以将请求转发给中心节点41或其它的区 域中心节点。来自期望发布媒体内容文件的对等节点最多等待Timeoutp时间 就能够接收到中心节点41的响应，并且，段交付模块223基于候选概率&''大 小将段31A发送给相应的对等节点。
在集群结构的系统10中，各个对等节点12优选周期性地发送心跳消息给 其父节点，该父节点采集包括心跳消息在内的这些信息和连同自己的心跳消息 一起，周期性地将这个累加报告发送给该父节点的父节点。这样，最终，中心节点将拥有计算每一个对等节点候选概率GS''值的足够的最近的信息。参见图
4，边缘节点43周期性地发送心跳消息给其父节点即区域中心节点42，区域 中心节点42采集包括心跳消息在内的这些信息和连同自己的心跳消息一起， 周期性地将这个累加报告发送给其父节点即中心节点41。
段交付模块223，与对端对等节点选择模块222互连，用于将所述各个媒 体内容文件段31A交付至所述对端对等节点选择模块222选择出的若干对端 对等节点12进行存储。
对端对等节点选择模块222选择出若干对端对等节点12后，段交付模块 223将媒体内容文件段31A以循环的方式交付至所述选择出的若干对端对等节 点12进行存储。段交付模块223按照MSD算法或段发布算法将各个媒体内 容文件段31八的起始段分配给具有最高候选概率^'值的对等节点，然后，将 第二个段分配给具有次高候选概率(^''值的候选节点，如此等等。 一旦所有的 段被分配完成时，段交付模块223就将各个媒体内容文件段31A的内容交付 到若干对端对等节点12，然后由对端对等节点12将已经接收到的段31A存 储在数据存储设备23中。在系统10中，优选的，所述多个媒体内容文件段 31A中的起始段或起始的若干段在所述媒体交付系统10的存储份数大于所述 起始段后或所述起始的若干段后的文件段。这是因为用户在观看了起始段后如 果不感兴趣，则用户不会看完该媒体文件所有段的内容。
数据存储设备23，用于接收并存储对端对等节点交付的媒体内容文件段 31A和/或媒体内容文件31。
另外，当用户利用系统10检索和提供的媒体内容文件31在对等节点12 播放时，P2P软件24能够使得媒体内容文件31的某些媒体内容文件段31A保 存在用户节点12的数据存储设备23中。这些被保存的段可以被系统10中的 其它对等节点所利用，尤其是期望热片的多个段被自动地保存在系统10中。 选择哪个段31A被保存是随机的或准随机的。偏向于选择起始段31A保存在 系统10的可能性大于它后面的段。
本发明中，媒体内容文件31的媒体数据的所有的段被保存在数据存储设 备23中的时间优选地至少是一个周期时间。只要段被保存在数据存储设备23 中，媒体数据(例如，视频)能够在接收节点回放或时移电视，没有必要再下 载段了 (P2P软件24可以配置所允许回放的时间长度)。本发明中，媒体内容文件31的完整拷贝可以保存在已经选择的非常稳定 的对等节点(例如，连续在线的节点)以保证节目内容的"种子"存在。只有 当其它对等节点都没有所请求的内容时才求助于这样的对等节点或者说才将 媒体服务定位到该节点上。
P2P软件24，用于使系统10中的节点如PC、工作站、机顶盒、其它网络 设备具有P2P对等能力，提供媒体服务定位和搜索查找其它P2P节点信息， 即同时具有客户端和服务器的能力。
播放装置25，用于播放数据存储设备23所存储的媒体内容文件段31A或 媒体内容文件31。
作为本发明的一个优选实施例，图1 3所示的媒体交付系统10为IPTV 媒体交付系统，其同样包括多个对等节点12等，所述多个对等节点12通过数 据通信网络11互连。该媒体交付系统10的规模大小可以随时改变，对等节点 12可以随时加入或离开该IPTV媒体交付系统。该IPTV媒体交付系统同样提 供了媒体服务定位和搜索查找的功能。其所包括的对等节点12用于将期望发 布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒体内容文件段，并将所述多个 IPTV媒体内容文件段交付至若干对端对等节点进行存储；和/或，用于接收并 存储所述对端对等节点交付的IPTV媒体内容文件段。所述IPTV媒体内容文 件包含有媒体数据，所述媒体数据可以是视频数据，例如，电影、电视节目、 实况电视转播等，也可以是音频数据，例如，音乐等等。
图5是本发明提供的媒体交付系统内容发布的实现方法流程图。结合图 1 3所示的媒体交付系统10进行描述，该系统10基于对等网络，包括多个对 等节点12，该方法包括如下
步骤S501，对等节点12将期望发布的媒体内容文件31分割成多个媒体 内容文件段31A，并将所述多个媒体内容文件段31A交付至若干对端对等节 点12。
本发明中，所述媒体内容文件可以为IPTV媒体内容文件或非IPTV媒体 内容文件。
步骤S502，所述若干对端对等节点12接收并存储所述对等节点12交付 的媒体内容文件段31A。
为了更好的描述本发明，本发明优选实施例提供了 IPTV媒体交付系统内容发布的实现方法，结合图1 3所示的IPTV媒体交付系统10进行描述，该 系统10基于对等网络，包括多个对等节点12，该方法如图6所示包括如下
步骤S601,对等节点12的分片处理模块221将期望发布的IPTV媒体内 容文件31分割成多个IPTV媒体内容文件段31A，如图3所示。
分片处理模块221可以将期望发布的IPTV媒体内容文件31分割成多个 大小相等的IPTV媒体内容文件段31A,也可以将期望发布的IPTV媒体内容 文件31分割成多个大小不相等的IPTV媒体内容文件段31A。本实施例中， 分片处理模块221将期望发布的IPTV媒体内容文件31分割成大小不相等的 IPTV媒体内容文件段31A以利于发现媒体数据的接入点。
步骤S602，对端对等节点选择模块222根据系统内的各个对等节点12的 候选概率gs',值来选择出若干对端对等节点12进行段存储。
本实施例中，所述对等节点12为图4的边缘节点43，并且中心节点12 为所述对等节点12的父节点的父节点，接收所述其子节点周期性采集上报的 自身心跳信息和其子节点的子节点(如果存在的话)自身心跳信息，然后计算 出节点的候选概率(/''，并建立和维护候选概率数据结构列表，该数据结构列 表将对等节点和相应的候选概率进行关联。
对端对等节点选择模块222首先向中心节点12发送获取具有最高候选概 率gs''的对等节点的请求信息，中心节点12接收后在候选概率数据结构列表选 择若干选择具有最高候选概率G"的对等节点，并返回所确认的对等节点的信 息至对端对等节点选择模块222，由此，对端对等节点选择模块222可以选择 出若干对端对等节点12进行段存储。
所述对等节点的候选概率C^根据如下公式来测量
<formula>formula see original document page 20</formula>
其中，^"m她必f，为时间周期内对等节点的节点稳定性；Sw,为时间周期 内对等节点的节点可利用的带宽；R,"，为时间周期内对等节点的节点可利用 的带宽的平均使用率；为时间周期内对等节点的节点服务流媒体请求 的频率； 、^为权重因子；m为加入所述系统的对等节点的个数。
并且，所述对等节点12的节点稳定性&"m"^^砂,根据如下公式来测量其中，Q^e"股,为时间周期内对等节点停留至所述系统或在系统内工作 正常的时间长度；五对/w"&必to少,0"ev)为五劝7n",e必to乂的历史值；a、 为丰又重 参数，与节点可利用的存储空间&,相关，并且CC + J3-1。
由此， 一个更加稳定的，具有较高可利用带宽的和较低被利用历史的对等 节点将具有较高的候选概率C^'。对端对等节点选择模块222得到系统10内的 各个对等节点的候选概率^'后，从中选择一个或多个具有最高候选概率C^'的 对等节点作为对端对等节点以在该对端对等节点存储IPTV媒体内容文件段 31A。
步骤S603，段交付模块223将所述各个IPTV媒体内容文件段31A交付 至所述对端对等节点选择模块222选择出的若干对端对等节点12进行存储。
段交付模块223将所述多个IPTV媒体内容文件段31A以循环的方式交付 至所述选择出的若干对端对等节点12进行存储；并且所述多个IPTV媒体内 容文件段31A中的起始段或起始的若干段在所述IPTV媒体交付系统10的存 储份数大于所述起始段后或所述起始的若干段后的文件段。
步骤S604，对端对等节点12的数据存储设备23接收并存储所述对等节 点的段交付模块223所交付的IPTV媒体内容文件段31A。
综上可知，本发明媒体交付系统基于对等网络，包括多个对等节点，所述 对等节点将期望发布的媒体内容文件分割成多个媒体内容文件段，并将所述多 个媒体内容文件段交付至若干对端对等节点进行存储，实现了实用、低成本的 媒体内容发布。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种IPTV媒体交付系统，其特征在于，该系统基于对等网络，包括多个对等节点，其中所述对等节点，用于将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒体内容文件段，并将所述多个IPTV媒体内容文件段交付至若干对端对等节点进行存储；和/或，用于接收并存储所述对端对等节点交付的IPTV媒体内容文件段。
2、 根据权利要求1所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等 节点将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒体内容文件段后， 从所述系统中选择出若干对端对等节点，并将所述各个IPTV媒体内容文件段 交付至所述选择出的若干对端对等节点进行存储。
3、 根据权利要求2所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等 节点根据节点可利用的带宽Svv,，和/或节点可利用的存储空间&,，和/或节点 稳定性&"/m^必to少,，和/或系统最近利用节点的程度来选择出所述对端对等节 点。
4、 根据权利要求3所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等 节点根据对等节点的候选概率^'值来选择出所述对端对等节点，且所述对等 节点的候选概率C^'根据所述对等节点的心跳信息来测量，该心跳信息包括节点稳定性&rim"&必toX，节点可利用的带宽的平均使用率^V节点可利用的 带宽的平均使用率R,，和节点服务流媒体请求的频率&C和域，所述对等节点根据对等节点的候选概率GS''值来选择出所述对端对等节点，且所述对 等节点的候选概率^'根据如下公式来测量。st EstimatedStay, ln ~, x (1 — R, ， ) F叫謂6G。V=aStx——-!——+(3stx-—Ystx--;max(EstimatedStayJ max(Bw, x (1 - i /'Mge)} max(伶观辦"其中，^^"fe必鄉,为时间周期内对等节点的节点稳定性；Bw,为时间周期内端对等节点的节点可利用的带宽；R,u，为时间周期内对等节点的节点可利 用的带宽的平均使用率；Fr叫，e为时间周期内对等节点的节点服务流媒体请 求的频率； 、A、 ^为权重因子；m为加入所述系统的对等节点的个数。
5、 根据权利要求4所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等 节点的节点稳定性fo"/n他必鄉,基于时间周期的长度来测量；和/或，所述对等节点的节点稳定性根据如下公式来测量<formula>formula see original document page 3</formula>其中，a^m^to乂为时间周期内对等节点停留至所述系统或在系统内工作 正常的时间长度；五幼7wa/e必to乂 为fo,/wflfc必,a少,的历史值；a 、戶为权重参数，与节点可利用的存储空间^相关，并且《+)8=1。
6、 根据权利要求4所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述IPTV 媒体交付系统为集群结构，并且其中一对等节点为中心节点；和/或其中一对 等节点为中心节点，其它对等节点为区域中心节点和/或边缘节点；并且，所述子节点采集自身心跳信息以计算所述节点候选概率^ ，并将所述节 点候选概率&''和自身心跳信息上报至所述父节点；和/或所述子节点采集自身 心跳信息并将所述自身心跳信息上报至所述父节点；禾口，若所述父节点同时为子节点，则所述父节点还将其所接收的子节点的自身 心跳信息和/或节点候选概率^'上报至其父节点；所述中心节点，用于接收系统内所有子节点采集并上报的心跳信息以计算 所述系统内所有对等节点的候选概率^'，并提供给期望发布IPTV媒体内容 文件的对等节点以选择所述存储各个段的对端对等节点；和/或，用于接收所 有子节点采集并上报的心跳信息和/或计算出的对等节点的候选概率C^'以维 护数据结构，该数据结构将对等节点和相应的候选概率进行关联，并在接收到 来自期望发布IPTV媒体内容文件的对等节点的请求消息后，选择具有最高候 选概率G^的对等节点，并返回所确认的对等节点的信息。
7、 根据权利要求6所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等 节点周期性发送心跳信息至所述中心节点。
8、 根据权利要求2所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等 节点将所述多个IPTV媒体内容文件段以循环的方式交付至所述选择出的若干 对端对等节点进行存储；和/或所述多个IPTV媒体内容文件段中的起始段或起始的若干段在所述IPTV 媒体交付系统的存储份数大于所述起始段后或所述起始的若干段后的文件段。
9、 根据权利要求2所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等节点将所述IPTV媒体内容文件分割为多个大小相等或不等的IPTV媒体内容 文件段。
10、 根据权利要求2所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述对等 节点进一步包括数据存储设备，用于接收并存储对端对等节点交付的IPTV媒体内容文件段；数据处理器，用于将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒 体内容文件段，从所述系统中选择出若干对端对等节点，并将所述各个IPTV 媒体内容文件段交付至所述选择出的对端对等节点进行存储。
11、 根据权利要求10所述的IPTV媒体交付系统，其特征在于，所述数 据处理器进一步包括.-分片处理模块，用于将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV 媒体内容文件段；对端对等节点选择模块，用于从所述系统中选择出若干对端对等节点； 段交付模块，用于将所述各个IPTV媒体内容文件段交付至所述选择出的 对端对等节点进行存储。
12、 一种应用于如权利要求1~11任一项所述IPTV媒体交付系统的IPTV 媒体内容发布方法，其特征在于，该系统基于对等网络，包括多个对等节点， 所述IPTV媒体内容发布方法包括A、 对等节点将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒体内 容文件段，并将所述多个IPTV媒体内容文件段交付至若干对端对等节点；B、 所述若干对端对等节点接收并存储所述对等节点交付的IPTV媒体内 容文件段。
13、 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括 Al、对等节点将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个IPTV媒体内容文件段；A2、所述对等节点从所述系统中选择出若干对端对等节点； A3、所述对等节点将所述多个IPTV媒体内容文件段交付至所述选择出的 若干对端对等节点。
14、 一种媒体交付系统，其特征在于，该系统基于对等网络，包括多个对等节点，其中所述对等节点，用于将期望发布的媒体内容文件分割成多个媒体内容文件 段，并将所述多个媒体内容文件段交付至若干对端对等节点进行存储；和/或， 用于接收并存储所述对端对等节点交付的媒体内容文件段。
15、 根据权利要求14所述的媒体交付系统，其特征在于，所述对等节点 将期望发布的媒体内容文件分割成多个媒体内容文件段后，从所述系统中选择 出若干对端对等节点，并将所述各个媒体内容文件段交付至所述选择出的若干 对端对等节点进行存储。
16、 根据权利要求15所述的媒体交付系统，其特征在于，所述对等节点 根据对等节点的候选概率GS''值来选择出所述对端对等节点，且所述对等节点 的候选概率C^根据所述对等节点的心跳信息来测量，该心跳信息包括节点 稳定性&rim"^^^,，节点可利用的带宽的平均使用率^v,，节点可利用的带宽 的平均使用率R,u哪和节点服务流媒体请求的频率Fr叫，e;和/或，所述对等节 点根据对等节点的候选概率W值来选择出所述对端对等节点，且所述对等节 点的候选概率C^'根据如下公式来测量、st— EstimatedStay, 丄。 x (1 — R,usage) Fr^,s,G i=aStx——-^ ' 、 +Pstx-— Yst>max(EstimatedStay'} max{5w, x (1 - i ,ge)} max(Fr^ '匿}其中，fo"蹈&必to乂为时间周期内对等节点的节点稳定性；Sw,为时间周期 内端对等节点的节点可利用的带宽；R,u^为时间周期内对等节点的节点可利 用的带宽的平均使用率；为时间周期内对等节点的节点服务流媒体请 求的频率； 、/ a、 ^为权重因子；m为加入所述系统的对等节点的个数。
17、根据权利要求16所述的媒体交付系统，其特征在于，所述多个对等 节点构成集群结构，并且其中一对等节点为中心节点以作为其它对等节点的父 节点；和/或其中一对等节点为中心节点，其它对等节点为区域中心节点和/或 边缘节点；并且，所述子节点采集自身心跳信息以计算所述节点候选概率GS''，并将所述节 点候选概率^'和自身心跳信息上报至所述父节点；和/或所述子节点采集自身 心跳信息并将所述自身心跳信息上报至所述父节点；和，若所述父节点同时为子节点，则所述父节点还将其所接收的子节点的自身心跳信息和域节点候选概率GS''上报至其父节点；所述中心节点接收系统内所有子节点采集并上报的心跳信息以计算所述 系统内所有对等节点的候选概率^'，并提供给期望发布媒体内容文件的对等节点以选择所述存储各个段的对端对等节点；和/或，接收所有子节点采集并 上报的心跳信息和/或计算出的对等节点的候选概率G"以建立和维护候选概率数据结构列表，该数据结构列表将对等节点和相应的候选概率进行关联，并 在接收到来自期望发布媒体内容文件的对等节点的请求消息后，选择具有最高 候选概率C^'的对等节点，并返回所确认的对等节点的信息至所述期望发布媒 体内容文件的对等节点。
全文摘要
本发明公开了一种IPTV媒体交付系统，该系统基于对等网络，包括多个对等节点，其中所述对等节点，用于将期望发布的IPTV媒体内容文件分割成多个媒体内容文件段，并将所述多个IPTV媒体内容文件段交付至若干对端对等节点进行存储；和/或，用于接收并存储所述对端对等节点交付的IPTV媒体内容文件段。本发明相应地公开了一种IPTV媒体交付系统的内容发布的实现方法。另外，本发明还公开了一种媒体交付系统。借此本发明实现了实用、低成本的媒体内容发布。
文档编号H04N7/173GK101577658SQ200810105920
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月5日 优先权日2008年5月5日
发明者徐火顺, 朱兴昌, 李木金 申请人:中兴通讯股份有限公司