专利名称：用于分布贮存的p2p网络结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及使得能够在诸如互联网的数据网络上实施宽带业务(例如，视频点播(VOD))的系统和方法。
背景技术：
在对等网络上提供优质的VOD业务的需求，向潜在的业务提供者提出了难对付的技术上和组织上的挑战。数字视频文件(即使是已压缩的)对于这个用途来说仍被认为是很庞大的。例如，具有MPEG 2格式的一个完整故事影片的规模会大于4千兆字节。在DSL、有线或T1连接上传送这样大量的数据可能需要几小时。
发明概要持续的下载持续时间增加了由于各种原因造成数据传送失败的可能性，例如，网络拥塞，源和目的地硬件和/或软件的故障，等等。在互联网上的数据传送包括发送数据分组，这些分组在到达它们的最后的目的地之前需要通过几个路由器。每次分组被转发到下一个路由器时，出现一次中继(hop)。在互联网上下载或传送视频会受到故障的阻碍，这些故障随着每个数据分组的中继的数目的增加会更频繁地出现。不是所有的数据都能得到传递，接收机制会被“冻结”，等等。
所以，本发明人特别地提出一种网络结构，它使得有线电视运营商例如能够在对等网络环境下进行宽带业务，诸如视频点播业务。网络使用在各个业务提供商中心站或代理(例如，有线电视运营商本地站)之间的高速度可靠的数据网连接。最终用户形成围绕每个中心站的对等网络共同体。对等网络提供分布的贮存器，以便贮存从只相距几个中继段的中心站上要下载的内容。所述内容通过使用共同的资源在本地被存储，并通过虚拟专用网络业务从而能够提供给共同体。这种业务使得内容查找、内容发布、连接建立、版权保护和其他功能成为可能。
当前的对等(P2P)解决方案提供低的或不确定的(视频)内容质量，不能保证及时的内容传递，并且没有适当的版权保护。本发明的一个方面提供克服这些缺点的、例如用于VOD的可缩放的业务。本发明也能够建立一种商业模型，其中VOD业务可以便宜地和高质量地被提供。业务的低成本还可阻止通常与对等网络相联系的对内容的盗版。
本发明人认识到，今天的媒介业务运营商(例如，有线电视运营商，卫星运营商)通过广播以及通过高带宽的网络为用户提供音频/视频内容的获取。他们也规定了用户机顶盒(STB)的特性和软件，它们包括本地贮存(例如，HDD)、高的处理能力、以及IP电话的能力。所以，存在这样的条件，通过可缩放的和有效的内容贮存与确定路由来创建混合的公共/专用高带宽的本地网。按照本发明的一个方面，内容(例如，数字视频)由本地网运营商(头端)优选地通过保密传递机制接收。然后，内容和/或它的各部分被分布到本地网内的多个STB或具有贮存能力的其他由网络启动的设备上。内容被存储在STB中并利用查找业务而被登录，该查找业务由VOD提供者主管。内容的贮存由业务提供者控制。内容可被加密或加水印，以防止非法访问而确保内容提供者的有效的版权管理。VOD业务的用户可以从由VOD提供者主管的查找业务中选择内容项目(例如，电影)。查找可以通过熟悉的电子节目指南(EPG)形式被给出。在用户选择供观看的内容后，该业务根据内容位置来确定传送或下载各种任选项。由于内容和/或它的各部分位于不同的STB，业务可根据当前的网络业务量负荷和/或路由方案使得内容传递最佳化。例如，不同的章节可以从不同的STB被下载到一个特定的STB，以便克服网络接入(例如，有线调制解调器，卫星链路，等等)的非对称性质(下载速度高于上载速度)。例如，有线电视就是非对称IP环境，因为它的上载带宽低于下载带宽。下载(服务器到客户)速度典型地是100kB/s，上载(从客户到路由器或服务器)速度约为10kB/s，对于每个章节的下载，可参考由Eugene Shteyn在11/4/99提交的美国专利申请序列号No.09/433,257(代理人案号PHA 23,782)“Partitioning of MP3 Content File for Emulating Streaming(用于估计数据流的MP3内容文件的划分)”。这个文件涉及到在服务器侧被划分成若干分段序列的电子文件。第一分段在下载时播放。在第一分段播放的同时，第二分段正被下载和被缓存，这样当第一分段的播放完成时，它就可被提供。在播放当前的一个分段的同时，下一个分段被下载和被缓存。这种划分和顺序地播放使得能够模拟文件流以及使得在下载电子文件时的等待时间最小化。
按照本发明的一个方面，最终用户的设备被做成内容传递和发布系统的一部分。在业务或内容提供者的控制下，内容成为可通过查找业务而得到访问。优选地，用户不知道、也不需要知道输出的内容的源的位置(中心站，其他最终用户)。其优点在于，由于可从在本地提供，因而下载距离是短的，而且数据业务被限制于本地网。所以，本发明涉及使得多个最终用户能够接收内容信息的方法。内容信息被提供到中心站，而且使用位于最终用户的各个设备的各个装置的对等网络。正如已知的，中心站是对于构成网络的一系列设备的共同连接点。这些设备被连接到中心站，用于在中心站的控制下在网络上分布地贮存内容信息。上面的措词“使得......能够”是指特定的最终用户的上游方，即在使得内容信息到达最终用户所涉及到的一方。
附图简述下面参照附图通过例子说明本发明，其中
图1是本发明中业务域网络的方框图；图2和3是显示在本发明中业务域网络中的功能的方框图；以及图4是最终用户的本地贮存的混合配置的方框图。
在图上，相同的参考数字表示相同的或相应的特性。
实施例详细说明图1是按照本发明的数据处理系统100在它具有内容项目101时的原理图。内容项目101由业务域网络(SAN)110或111从外部内容数据库102通过网络连接105(例如，卫星、互联网、有线电视、或物理传递业务(未示出))而接收。SAN 110的头端控制系统120选择至少一个最终用户系统130，测试连接125，以及通过使用路由器115把内容项目101或它的一部分下载到系统130。优选地，在处理过程中使用宿主智能动态路由算法。对于进一步的细节，可参阅在http//www.cisco.com/univdrcd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/routing.htm中发表的路由基本原理。被传递的内容由系统130通过本地贮存135(例如HDD)被存储。在完成内容下载和验证后，控制系统120用查找业务150登录与由这个最终用户或另一个最终用户访问本地贮存135中的内容有关的数据。替换地，内容101由SAN 110通过在最终用户系统处的源(例如，DVD放像机180)而得到。在这种情形下，软件部分131与数字权利管理(DRM)业务160通信以确保适当的保护。如果内容被授权发布，则软件部分131将DVD的内容存储在本地贮存135中，并更新查找业务150。如果必要的话，业务160可以从外部源(未示出)得到适当的发布授权。类似地，DVD的内容能够成为在SAN 110内可提供用于进一步发布到其他最终用户系统的，例如系统138。
在本发明与已知的内容信息处理系统(诸如Napster业务)之间的主要差别在于，用户不控制被存储在本地贮存135中和从数据库102接收的内容。用户不可能移动、删除或修正本地贮存135的内容而不违反系统130的整体性。本地贮存135在本例中是SAN 110的本地内容发布系统的固有部分，它使得在SAN 110上提供分布贮存的内容传递业务成为可能。在另一个方面，被存储在本地贮存135中的内容的质量由系统100保证，因为它使用授权的源(诸如数据库102)以及在传送期间和之后验证内容。
图2是显示当最终用户找到和选择用于播放的内容时所涉及的某些功能的本发明的原理图。用户接口软件部分237使得用户能够访问查找业务150。查找业务的内容可以通过搜索、浏览、询问、EPG(电子节目指南)或使用例如系统130的显示监视器239的其他类型的互动而给出。优选地，系统100利用用户的访问历史(例如资料261)来预先选择或推荐在SAN 110上可提供的内容。资料或它的各部分可被存储在例如最终用户设备130和/或用户概况资料数据库260中。头端控制系统120也可根据在SAN 110上的当前的和/或预测的网络业务确定对于SAN 110上特定的内容的可提供性的时隙。优选地，具有最短的预测的传递路径的内容项目首先被提供/创立。例如，已全部或部分地存储在贮存器135或在相邻的系统138中的电影可首先被提供。
图3是显示当系统130的最终用户选择用于直接或按计划安排播放的内容项目时启动的系统100的另外各种功能的图。软件部分338与查找业务150互动，以得到有关选择的内容项目或它的部分的网络位置的信息。假设这个内容项目的一部分位于SAN 110内最终用户系统330的本地贮存334处。查找业务150把这个信息提供到软件部分338。后者于是便从最终用户系统330通过交换机/路由器115起动对这个内容部分的下载。优选地，在处理过程中使用路由器智能动态路由算法。如果内容上载/下载比值对于播放是不够的，则控制系统120能够命令软件338至少从另外一个源(这里是最终用户390的本地贮存393)得到请求的内容的一些部分。软件338优选地能够通过在本地贮存135上已经可提供的内容来掩盖下载内容的等待时间。在这方面，可以参阅上面提到的美国专利申请序列号No.09/433,257(代理人档案号PHA 23,782)。控制系统120也能够在最接近于系统330的网络位置(例如，路由器315)处修正上载/下载带宽比值。被下载到本地贮存的内容可利用查找业务150登录，以便将来发布到SAN 110的其他最终用户。
图4是显示本地贮存135的混合配置的原理图。本地贮存135包括在业务提供者或内容提供商的控制下的部分436，例如，用于通过使用如上所述的最终用户的设备来建立发布的内容贮存。优选地，包含的本地贮存135的设备的用户甚至不知道在部分436中由本地存储的内容。本地贮存也包括在用户控制下的部分438，它可以不受业务的影响。优选地，如果用户同时访问这两个部分中的内容，则这两部分可由一个整体的用户接口440来表示。在这方面，可参考由EugeneShteyn和Rudy Roth在5/11/00提交的美国专利申请序列号No.09/568,932(代理人档案号US 000106)”Electronic Content GuideRenders Content Resources Transparent(电子内容指南使得内容资源成为透明)”，该专利申请在此引用，以供参考。这个文件涉及到家庭网络中的数据管理系统。该系统收集在网络上的各种资源的可提供的内容信息的说明性的数据，包括电子节目指南(EPG)。数据被组合在单个菜单中，使得用户能够从内容中进行选择而不管它们的来源。
以下的文件也被引用，以供参考-由Eugene Shteyn在4/1/99提交的美国专利申请序列号No.09/283,545(代理人档案号PHA 23,633)”Time- and Location-Driven Personalized TV(时间和位置驱动的个人化的电视)”。这个文件涉及到使得用户能够获取内容信息(例如，视频，音频)的方法。该方法使得用户能够从有关广播或多个广播业务的电子节目指南选择内容信息。当它被广播或多站广播时，选择的内容信息可被记录。该方法使得用户能够事先从多个地理上不同的位置选择至少一个特定的内容信息，在这个位置上记录的、选择的内容信息是可供播放的。优选地，用户也能够规定时间框架以使得记录的内容信息可在特定的位置可供播放。内容信息可被记录在第一记录系统(例如，服务器)，此后记录的选择的内容信息通过数据网(例如通过互联网或如AOL那样的专用网)从第一记录系统输出到由用户规定的位置。如果特定的位置具有第二记录系统，则数据流使用低的带宽协议，以便在第二记录系统处进行纪录时使互联网带宽的使用保持在低水平。用户事先规定一个地点以用于播放响应用户的选择而事先记录的特定的广播或多个广播的节目。用户使得该内容能在该位置处提供给他或她。例如，用户可规定他或她在特定的时间段是在亲戚的家中，在特定的旅馆，在特定航线的特定航班，在特定的酒吧，特定的餐馆，等等，并请求在该地点记录下该内容。这需要这些其他地点被集成在上述的业务的基础设施中。
-由Raoul Mallart在9/27/99提交的美国专利申请序列号No.09/406,642(代理人档案号PHA 23,768)”Scalable System ForVideo-on-demand(用于视频点播的可缩放系统)”。这个文件涉及到在NVOD(接近于视频点播)结构中仿真的VOD业务。在NVOD结构中内容信息被做成是可提供给最终用户的。内容信息的引导部分通过例如前一天晚下载而被存储在最终用户的设备中。在最终用户起动引导部分的播放期间，在NVOD结构中提供的内容信息被缓存在最终用户设备中。设备被加以控制以便从播放存储的引导部分切换到播放缓存的内容信息。
-由Geert Bruynsteen在3/8/00提交的美国专利申请序列号No.09/521,051(代理人档案号US 000052)”Business Model ForLeasing Storage Space on a Digital Recorder(用于租用数字记录器上贮存空间的商业模型)”。这个文件涉及到通过数据网调节CE设备上固定硬盘HDD可使用的贮存空间的量。用户可通过能远程控制HDD设置值的第三方服务来使设备升级。
-由Chanda Dharap在8/16/1999提交的美国专利申请序列号No.09/374,694(代理人档案号PHA 23,737)”Semantic Caching(语义的超高速缓存)”，此专利申请在此引用，以供参考。这个文件涉及到基于它的语义类型来使电子内容信息超高速缓存。超高速缓存管理策略是通过使用对于不同的语义类型的不同的超高速缓存策略而对于每个语义类型定做的。预期会包含动态信息(诸如新闻和天气预报)的那些语义类型可以利用主动超高速缓存策略，其中在超高速存储器中的内容信息根据信息处在超高速存储器中的持续时间而被选择来用于替换。相反，预期会包含静态信息(诸如各种学科的信息)的那些语义类型可以利用基本上与信息处在超高速存储器中的持续时间无关的、更保守的超高速缓存策略，诸如LRU(上次最近使用的)和LFU(最少经常使用的)。另外，某些语义类型(诸如传送的电子邮件消息，新闻组消息，等等)可以利用多种策略的组合的超高速缓存策略，其中内容信息从具有动态超高速策略的主动的超高速缓存逐步发展成为具有逐渐减少的动态超高速策略的更静态的超高速缓存。语义内容类型和与该类型有关的超高速缓存策略之间的关系可被事先确定，或可以直接由用户确定，或至少部分地基于用户的历史和用户与内容信息的互动的资料。
-由Eugene Shteyn在3/8/01提交的美国专利申请序列号No.09/802,618(代理人档案号US 018028)”Activity ScheduleControls Persona lized Electronic Content Guide(活动调度控制个人化的电子内容指南)”。这个文件涉及到根据在用户的电子日历中规划的活动和用户的概况资料或宣称的兴趣确定电子内容消息和用于播放的时隙。这样，内容的记录和下载根据用户的生活方式被自动进行。
权利要求
1.使多个最终用户能够接收内容信息的方法，该方法包括把内容信息提供到中心站；以及使用位于各个相应的最终用户处的并被连接到中心站的各个相应设备的对等网络，以便在中心站控制下将内容信息分布贮存在网络上。
2.权利要求1的方法，其中包括远程控制特定的一个设备，以便使存储的内容信息至少提供给另一个设备。
3.权利要求1的方法，其中包括一种业务，它提供表示可在网络上获得的内容信息的电子内容指南。
4.权利要求1的方法，其中使用多个中心站，其每个相应的中心站被连接到多个对等网络中相应的一个对等网络。
5.权利要求1的方法，其中包括控制这些设备。
6.权利要求1的方法，其中包括提供UI给最终用户，以便从内容信息中进行选择。
7.在使多个最终用户能够接收内容信息的方法中所使用的设备，其中所述方法包括把内容信息提供到中心站；以及使用位于最终用户处的并被连接到中心站的设备的对等网络，以便在中心站控制下将内容信息分布贮存在网络上；以及该设备包括贮存装置，用于至少存储内容信息的一部分；以及控制器，用于对同于任何最终用户的一方提供远程控制，以便对向网络提供存储的内容信息的设备进行控制。
8.一种用户电子设备，它包括一个贮存装置，用于存储来自网络的内容信息和用于向网络提供内容信息；以及包括一个控制模块，用于对所述存储和提供进行远程控制。
全文摘要
电子内容传递系统使用围绕中心站的最终用户装置的网络。每个最终用户装置具有贮存能力。内容以分布的方式被存储在这些最终用户装置的网络上，使得该内容对于这些装置中的每一个能以P2P方式供使用，从而降低下载时间和减小传输错误。
文档编号H04N7/173GK1465189SQ02802229
公开日2003年12月31日 申请日期2002年4月16日 优先权日2001年4月26日
发明者Y·E·施特恩 申请人:皇家菲利浦电子有限公司