专利名称：一种基于内容分片的多媒体分发系统和方法
技术领域：
本发明涉及多媒体通信领域，特别是涉及IPTV领域的基于内容分片的多媒 体分发系统和方法。
背景技术：
在多媒体通信领域，媒体内容通常比较大，占据比较大的存储空间，在网络 中传输的时候占用大量带宽，同时也造成不同媒体服务器之间传送一个完整节目 的媒体带来困难。通常将一个完整节目的媒体分割为多个内容分片，内容分片后 分布存储在多个网络节点上，由多个节点共同提供构成一个完整节目所需要的内 容分片。传统多媒体通信领域，特别是IPTV系统中，服务器与服务器之间，用 户和用户之间没有直接的媒体交互，媒体流通过逐级汇聚的方式集中从中心服务 器请求媒体流数据。随着用户数增多对系统中心服务器的处理能力提出了更高的 要求，同时对中心服务器的带宽能力也提出了越来越高的要求。另外，随着P2P 技术在internet环境的下载、点播、直播等业务中得到广泛应用，在电信网中 IPTV等领域，P2P技术也引起了广泛注意。
发明内容
1、 技术问题
本发明要解决的技术问题是，在媒体服务器之间，用户终端之间引入P2P机制， 使其相互可以共享媒体流，解决随着用户数增多，中心服务器和网络带宽不能满 足需要的问题。
2、 技术方案
本发明提供了一种基于内容分片的多媒体分发系统，包括至少两个对等节 点，至少一个索引功能实体，对等节点存储内容分片，索引功能实体管理和维护 各个对等节点上内容分片的索引信息，并响应对内容分片的査询定位请求，对等 节点之间建立媒体流连接，对等节点和索引功能实体之间建立控制流连接。
上述多媒体分发系统还包括至少一个上级节点，所述上级节点又是另一多媒体分发系统的对等节点。
另外上述多媒体分发系统还包括至少一个静态超级节点,所述静态超级节点 是指优先为系统提供所述内容分片的对等节点，所述索弓I功能实体记录所述对等 节点和所述静态超级节点上内容分片的索引信息。
另外所述对等节点可以是媒体服务器或终端设备。
本发明还提供了一种基于内容分片的多媒体分发方法，包括以下步骤-步骤1，索引功能实体收到某一对等节点请求査询某一节目的内容分片后查 找所述内容分片的索引信息；
步骤2，所述索引功能实体将所述内容分片的索引信息发送给所述对等节
点；
步骤3，所述对等节点依据所述内容分片的索引信息，与存储所述内容分片 的对等节点建立数据或媒体传输通道，所述内容分片从存储所述内容分片的对等 节点发送到所述对等节点。
上述方法，如果所述索引功能实体没有找到所述内容分片的索引信息，则通 知所述对等节点没有满足请求的内容分片。
另外当包含相同节目内容的内容分片同时分布在不同对等节点上时，所述索 引功能实体赋予所述不同对等节点不同的优先级，当依据所述步骤3获取所述内 容分片时，按照所述对等节点的优先级获取所述内容分片。
另外上述方法还可以包括以下步骤
步骤4，当对等节点上存储的内容分片发生变化时，所述对等节点将变化的 内容分片索引信息通知索引功能实体；
步骤5，所述索引功能实体根据所述变化的内容分片索引信息，更新所述内 容分片的索引信息。
另外所述对等节点之间可以通过P2P方式交互媒体数据。 3、技术效果
本发明提供了一种基于内容分片的的多媒体分发系统和方法，通过将完整的 节目进行分片，分片被分散的存储在多个对等节点上，并且系统具有一个索引功 能实体，每个对等节点上所拥有的分片信息都通过索引功能实体统一管理和维 护，各个媒体节点通过向索引功能实体查询当前内容分布信息，从而在多个对等的媒体节点之间可以以Peer to Peer方式共享内容分片，解决随着用户数增多
对中心服务器和网络带宽的更高要求。
图1是本发明一个区域的系统架构图； 图2是本发明多个区域的系统架构图； 图3是索引功能实体维护各Peer分片信息的系统示意图。
图4是索引功能实体维护各Peer分片信息，并引入超级Peer节点的系统示意图。 图5是节点上分片内容变化时分片索引信息维护流程。 图6是节点向索引功能实体查询分片信息流程。 图7是节点间P2P传输流程。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明。本发明的下述实施例描述了一种引入P2P 技术的多媒体分发系统和方法，引入索引功能实体，并描述了基于索引功能实体 维护管理本P2P自治网络内内容分片分布信息的系统和方法。
实施例l
如图1和图2， 一种典型的基于内容分片的多媒体分发系统，可以分多个区 域部署，图l描述的是一个区域内的部署架构。如图1所示， 一个区域的架构包 括一个索引功能实体I和多个对等节点P，多个对等节点P之间两两相连，而且 所有对等节点P都分别与索引功能实体I之间相连。同时，所有对等节点P都与 上级节点S相连接。(最好再明确总结一下各个部分的功能。)对等节点P用于存 储节目的内容分片，索引功能实体I记录和提供内容分片在对等节点P上的分布 和索引信息。
图2是多个区域之间相互连接的部署架构。多媒体分发系统包括多个对等节 点P， 一个索引功能实体I,对等节点P还和上一级部署区域内的上级节点S连 接。对等节点P相当于传统的边缘服务器，比如按省、市分级部署的IPTV系统， 这里P相当于市级的服务器节点，S相当于省级服务器节点，S'相当于负责全国 范围的服务器，而在市级和省级的各自自治区域内都存在一个索引功能实体I，
6管理本自治P2P区域内各个节点上内容分片的分布信息。图2中的多媒体分发系 统可以看成是图1的多次复制，对等节点P可以是媒体服务器也可以是终端设备。 本实施例的多媒体分发系统中，通过将完整的节目进行分片，内容分片被分 散的存储在多个对等节点P上，系统具有一个索引功能实体I，索引功能实体I 负责维护整个系统的节目分片在各对等节点P上的分布情况，并响应对内容分片 的查询定位请求。
各个对等节点P之间也可以通过P2P方式交互媒体数据。每个对等节点P上 所拥有的内容分片信息都通过索引功能实体I统一管理和维护，当对等节点P 上内容分片信息发生变化时，通知索引功能实体I进行更新。各个对等节点P 通过向索引功能实体I查询当前内容分片分布信息，从而在多个对等节点P之间 可以以Peer to Peer方式共享内容分片。
实施例2
如图3，是索引功能实体维护本自治P2P网络中各对等节点内容分片信息的 系统示意图，在这种架构中，节点A、 B、 C是完全对等的实体，分别通过与索引 功能实体交互来维护整个P2P自治网络内的内容分片的分布情况。同时，各节点 也可以通过査询索引功能实体获得当前P2P自治网络内其他节点上所拥有的内 容分片情况，从而进一步可以在节点之间进行数据传输。这里描述的节点，如果 在CDN网络中指的是省级或市级的边缘服务器，如果在客户端网络中可能是终端 设备。
如图3所示，本实施例中，节目A分成9片，其中，分片1一3在节点A上， 分片4一6在节点B上，分片7-9在节点C上。所有分片的归属节目信息、分片 代码和存储位置等信息均在索引功能实体中存储，各对等节点均可从索引功能实 体中获得节目的分片信息。
实施例3
如图4则描述了另一种改进的架构，P2P自治网络中引入静态超级节点S,， S,可以作为与其他节点等同的用途，是整个P2P自治网络内众多对等实体中的一 个。同时，静态超级节点S,又具有特殊的功能，它一般由性能较好、资源充足的设备充当，也就是说相对于本P2P自治网络内其它普通的对等实体具有更好的 处理器能力、内存或存储资源、更大的带宽等。在这种架构下，P2P自治网络内 的索引功能实体负责记录普通对等节点和静态超级节点S,上的分片信息，当一 个内容分片在多个节点上分布的时候，索引功能实体可以按照某种策略(可能通 过与各个节点交互获得其带宽、处理器资源等，来确定是否该节点是有效的内容 源)感知分片在各个节点上的可用性，并对包含同样分片的多个节点赋予一定优 先级，这样其他节点从对等节点中获取数据的时候就会按照索引功能实体指示的 优先级(比如，在节点S,处理能力足够的情况下优先从节点S,获取内容，同时从 其他普通对等节点获取内容；在节点S,负荷较重时，优先从对等节点获取内容 等方式)获取数据，使得系统具有更高的可靠性。比如，图3中，节点S,具有更 好的处理能力和存储能力，其上面可能分布大量内容分片，当节点A想在本P2P 自治网络内获取某内容分片，索引功能实体会告诉节点A优先从超级节点S,上 获取。
图4所示的架构在客户端网络引入P2P机制模式下很有必要，因为终端设备 通常存储和处理能力较弱，并且相对不稳定，对于电信网要求高可靠性的情况下， 需要引入这种超级节点机制来保证高可靠性和好的用户体验。
实施例4
图5描述了在一个P2P自治网络内部，节点上分片内容变化时分片索引信息 维护流程。比如，某节点上由于系统新的节目注入导致其节点上分片增加，或由 于老化策略(老化策略指系统为了节省空间会将某些内容分片从本节点删除的 策略。比如按照节点上的节目一个月没有人观看就删除的策略。)生效导致该 节点上一些分片被删除，将触发这个流程。节点将变化的分片信息通知索引功能 实体，索引功能实体收到通知后，更新本地维护的P2P自治网络内的内容分片索 引信息。
图6描述了在一个P2P自治网络内部，节点向索引功能实体査询分片信息流
程。当某个节点满足不了来自用户或其它节点请求的时候，会向索引功能实体査
询本P2P自治网络内其它节点是否存在满足请求的内容，这时候触发这个流程。 节点向索引功能实体发送査询请求，索引功能实体收到请求后在本地维护的本P2P自治网络内的内容分片索引信息中査找，如果找到则将分片信息返回给发起节点，否则通知其本P2P自治网络内没有。
图7描述了在一个P2P自治网络内部，节点间P2P传输流程。当某小节点满足不了内容请求时，向索引功能实体査询本P2P自治网络内其它节点是否存在满足请求的内容，索引功能实体收到请求后在本地维护的本P2P自治网络内的内容分片索引信息中査找，将符合条件的分片索引信息返回给发起节点，发起请求的节点A收到后分别向各个对等节点建立数据或媒体传输通道，将数据或媒体从其它对等节点拉到本节点，同时会触发图5的流程。
本发明的提出了一种基于内容分片的多媒体分发系统和方法，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。
权利要求
1、一种基于内容分片的多媒体分发系统，其特征是，包括至少两个对等节点，至少一个索引功能实体，对等节点存储内容分片，索引功能实体管理和维护各个对等节点上内容分片的索引信息，并响应对内容分片的查询定位请求，对等节点之间建立媒体流连接，对等节点和索引功能实体之间建立控制流连接。
2、 根据权利要求1所述的多媒体分发系统，其特征是，包括至少一个上级节点， 所述上级节点又是另一多媒体分发系统的对等节点。
3、 根据权利要求1或2所述的多媒体分发系统，其特征是，包括至少一个静态超级节点，所述静态超级节点是指优先为系统提供所述内容分片的对等节点，所 述索引功能实体记录所述对等节点和所述静态超级节点上内容分片的索引信息。
4、 根据权利要求1所述的多媒体分发系统，其特征是，所述对等节点是媒体服务器或终端设备。
5、 一种基于内容分片的多媒体分发方法，其特征是，包括以下步骤步骤1，索引功能实体收到某一对等节点请求查询某一节目的内容分片后查 找所述内容分片的索引信息；步骤2，所述索引功能实体将所述内容分片的索引信息发送给所述对等节点；步骤3，所述对等节点依据所述内容分片的索引信息，与存储所述内容分片 的对等节点建立数据或媒体传输通道，所述内容分片从存储所述内容分片的对等 节点发送到所述对等节点。
6、 根据权利要求5所述的多媒体分发方法，其特征是，如果所述索引功能实体 没有找到所述内容分片的索引信息，则通知所述对等节点没有满足请求的内容分 片。
7、 根据权利要求5所述的多媒体分发方法，其特征是，当包含相同节目内容的内容分片同时分布在不同对等节点上时，所述索引功 能实体赋予所述不同对等节点不同的优先级，当依据所述步骤3获取所述内容分 片时，按照所述对等节点的优先级获取所述内容分片。
8、 根据权利要求5所述的多媒体分发方法，其特征是，还包括以下步骤步骤4，当对等节点上存储的内容分片发生变化时，所述对等节点将变化的内容分片索引信息通知索引功能实体；步骤5，所述索引功能实体根据所述变化的内容分片索引信息，更新所述内 容分片的索引信息。
9、根据权利要求5所述的多媒体分发方法，其特征是，所述对等节点之间通过 P2P方式交互媒体数据。
全文摘要
本发明提供了一种基于内容分片的多媒体分发系统及方法，该系统包括至少两个对等节点，至少一个索引功能实体，索引功能实体管理和维护各个对等节点上节目分片的分布信息，并响应对节目分片的查询定位请求，对等节点存储节目分片，对等节点之间建立媒体流连接，对等节点和索引功能实体之间建立控制流连接；通过将节目进行分片，分散的存储在多个对等节点上，并且系统具有一个索引功能实体，对等节点上的分片信息通过索引功能实体统一管理和维护，各个媒体节点通过向索引功能实体查询当前内容分布信息，在多个对等的媒体节点之间可以以Peer to Peer方式共享内容分片，解决随着用户数增多，中心服务器和网络带宽的满足不了要求的问题。
文档编号H04L29/08GK101677328SQ20081021631
公开日2010年3月24日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者扬 周 申请人:中兴通讯股份有限公司