专利名称：一种p2p点播系统和业务方法
技术领域：
本发明涉及流媒体技术领域，尤其涉及一种P2P点播系统和业务方法。
背景技术：
随着视音频编码技术和IP网络传输技术的发展完善，数字媒体业务得 到了迅速发展，业已成为宽带的核心应用。现阶段中国电信数字媒体业务 采用集中服务的模式，通过基于C/S或C/S+CDN架构为用户提供服务。 伴随着日益增长的业务需求，该架构的系统投资剧增、产出效益不明显的 问题日益显现。虽然该系统不断扩充，但是服务能力始终有限，尤其在一 些特殊情况下，如球赛实况转播时，仍然难以满足用户密集突发的流媒体 业务需求。相比之下，P2P业务平台具有低成本、高扩展性、高服务质量、 高安全性等先天优势，可解决现有数字媒体业务发展中所面临的平台高投 入、低回报、热点效应。为此，有必要建设P2P业务平台，以优化宽带网 络流量，提高现有资源利用率，节省投资，为数字媒体产业的发展构建新 型的业务支撑平台，创造良好的发展环境，促进其持续、健康、良性发展。
目前在P2P的流媒体中，P2P直播的推广比较广泛，因为其最能体现 P2P的价值，大家看同一个频道，内容趋同，可以充分利用客户端之间的 传递能力，理论上在上/下行对等的基础上，在线用户数可以无限扩展。但 是在点播模式下，由于点播的节目源比较多，用户的选择比较多，从而会 导致单个片源上的用户比较分散。另外，用户观看电影时，因为看的影片 进度不同，某个用户能从其他用户电脑上读取的资源有限，上述问题导致 P2P点播所能节省的服务器带宽资源有限，因此如何提高P2P点播客户端 之间的共享率成为P2P点播需要解决的核心问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可以 提高P2P点播客户端共享率的P2P点播系统和业务方法。
本发明的目的是通过以下技术方案加以实现的
一种P2P点播系统，包括管理平台，用于管理媒体资源的发布；中 心片库，用于存储媒体资源；区域管理服务器，用于管理辖区内媒体资源 的发布和检索；媒体服务器，用于提供媒体内容；点播终端，用于发出点 播请求、接收和存储媒体内容以及进行媒体播放。所述管理平台还包括分 段模块，用于对媒体文件分割成多个分段媒体文件并存储在所述中心片库 中；以及发布模块，用于将所有分段媒体文件发布到指定的媒体服务器上。 所述点播终端还包括分段内容存储模块，用于存储从媒体服务器或其他点 播终端传来的分段媒体文件。
上述区域管理服务器还包括分发模块，用于将指定媒体服务器上的所 有分段媒体文件分发到其他媒体服务器上，使得其他服务器上分别具有部 分分段媒体文件。
上述点播终端还包括存储控制模块，用于控制所述分段内容存储模块 将从媒体服务器或其他点播终端传来的分段媒体文件数据先写入内存缓冲 区，在接收到一个完整分段媒体文件后，再将内存缓冲区内的分段媒体文 件写入磁盘缓冲区。
上述分段内容存储模块还包括索弓I模块，用于存储分段媒体文件在整 个媒体文件中的位置和该分段媒体文件的写入时间和使用频度，所述存储 控制模块根据所述索引模块的存储内容确定分段媒体文件写入磁盘缓冲区 的覆盖策略。
一种P2P点播业务方法，包括以下步骤
A) 、管理平台将媒体文件分割成多个分段媒体文件并存储在中心片库
中；
B) 、管理平台向媒体服务器发布所有分段媒体文件；
C) 、点播终端请求分段媒体文件并存储、播放。
上述步骤B是通过管理平台指定媒体服务器到中心片库中下载所有的 分段媒体文件来发布的。
上述步骤B和C之间还包括以下步骤区域管理服务器将指定媒体服 务器上的所有分段媒体文件分发到其他媒体服务器上，使得其他媒体服务 器上分别具有部分分段媒体文件。
上述步骤C包括以下步骤
Cl)、点播终端向区域管理服务器发出分段媒体文件点播请求； C2)、区域管理服务器根据点播请求检索具有分段媒体文件的源节点， 并将源节点的信息返回给点播终端；
C3)、点播终端连接源节点获得分段媒体文件并存储和播放。 上述步骤C3存储分段媒体文件的过程包括以下步骤 Sl)、将获得的分段媒体文件数据存储在内存缓冲区中； S2 )、将内存缓冲区中的完整分段媒体文件写入磁盘缓冲区。 上述步骤S2是依据区域管理服务器对分段媒体文件热度和分发情况 确定的概率将内存缓冲区中的完整分段媒体文件写入磁盘缓冲区。
上述步骤S2中存储分段媒体文件的过程还包括建立并存储分段媒体 文件索引的步骤，所述索弓I包括分段媒体文件在整个媒体文件中的位置、 写入时间和使用频度，点播终端根据所述索引记载的写入时间和使用频度， 采用写入时间最近和使用频度最高的分段媒体文件作为最低优先级被覆盖 的策略，完成存储过程并更新分段媒体文件索引。
上述步骤S2中的使用频度包括最近1小时的使用频度、最近1天的 使用频度和最近1周的使用频度。
上述步骤Cl中还包括点播终端向区域管理服务器上报存储媒体内容 的过程；上述步骤C3还包括点播终端向区域管理服务器上报存储媒体内 容变化的过程。
本发明与现有技术相比较的有益效果是
(1) 把媒体文件分割成分段文件进行存储和发布，终端用户针对分段文 件进行点播和存储，使得媒体文件在客户端之间得到更好的共享，提高了 网络资源的利用率；
(2) 区域管理服务器对分段文件的分发，有利于负载均衡；
(3) 点播终端对分段文件的存储策略进一步提高了客户端之间的共享 率，优化了宽带流量。
图1是本发明P2P点播系统具体实施方式
结构示意图； 图2是本发明具体实施方式
点播终端框架图3是本发明具体实施方式
应用环境部署图； 图4是本发明具体实施方式
点播交互流程图。
具体实施例方式
下面用具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。 如图l所示，本发明的一种P2P点播系统，包括管理平台、中心片库、 区域管理服务器RM、媒体服务器、点播终端。
管理平台包括分段模块和发布模块。分段模块对点播的媒体文件，如 视频文件，采用分段处理，即对一个视频文件进行切片分割，使其分割成 为多个分段文件，优选的实施方式，该分段文件采用固定大小，对于最后 一个文件不足的部分可以使用0进行填充。 一个点播内容将由多个分段文 件组成，点播系统的源请求会话、内容上报会话、对外服务会话都是基于 分段媒体文件进行的，分割后的分段媒体文件存储在中心片库中。发布模 块首先将所有分段媒体文件全部上线到一个指定的媒体服务器上，例如媒 体服务器n，该媒体服务器会主动到中心片库里将所有的分段媒体文件通 过FTP的方式下载下来，这样该媒体文件分段后在该媒体服务器上有一个 完整的备份。
RM负责管理辖区内媒体资源的发布和检索，媒体资源信息包括源内 容标识、资源标识、资源拷贝数，同时还负责处理用户的资源检索请求， 不同区域的RM之间是平等的、分治的，彼此不存在直接的交互。RM包 括分发模块，分发模块对媒体文件的分发是基于分段媒体文件来进行的， 即从指定发布的媒体服务器n上向其他媒体服务器分发分段媒体文件，其 他的媒体服务器上只有该文件的某几个分段，而不是所有分段，这样有利 于静态节点的负载均衡。
媒体服务器，用于提供媒体内容， 一般为静态节点，正常情况下它始 终在线。在点播过程中，特别是直播时，由于网络上下行不对称(如ADSL 接入)引起的P2P流量供给不足进行补偿，或在会话启动、节点变化频繁 以及发生快进、快退等操作时，提供必要的资源补充和快速的资源补给， 媒体服务器采用可靠的电信级设备。
点播终端，用于发出点播请求、接收和存储媒体内容以及进行媒体播 放。它的架构如图2所示，分成总体控制和管理(简称总控)模块层、中 间应用功能模块层和支撑平台层三个层次。支撑平台提供操作系统、驱动、 基础协议及浏览器等支撑功能，这一层软件是终端，如PC机本身所具备 的；总控模块控制和管理各应用模块协调工作，同时完成设置、初始化等 工作；中间应用功能模块层包括升级控制、业务控制、内容控制、和媒体 子系统，其中媒体子系统包括媒体控制以及媒体控制下的媒体传输、媒 体存储、媒体播放等模块。媒体存储模块中包括分段内容存储模块和存储 控制模块，分段内容存储模块进一步包括索引模块。分段内容存储模块用 于存储从媒体服务器或其他终端传来的分段媒体文件。存储控制模块控制 分段内容存储模块将从媒体服务器或其他点播终端传来的分段媒体文件数 据先写入内存缓冲区，在接收到一个完整分段文件后，再将内存缓冲区内 的分段媒体文件写入磁盘缓冲区。索引模块则用于存储分段媒体文件在整 个媒体文件中的位置和该分段媒体文件的写入时间和使用频度，存储控制 模块根据其索引模块的存储内容确定分段文件写入磁盘缓冲区的覆盖策 略。
如图3、图4所示，P2P点播业务方法的一种具体实施方式
包括以下 步骤
步骤400)、片源的准备。首先，管理平台对视频文件进行分割，分割 后的分段文件通过内容源管理服务器存储到中心片库中，然后发布到区域 中心的媒体服务器，该媒体服务器到中心片库中使用FTP将分段媒体文件 全部下载到本地；RM对分段媒体文件在其管理的媒体服务器中进行分发；
步骤401)、终端节点首先进行版本检查及升级会话，然后登录管理平 台进行认证会话，得到业务授权以及EPG服务器、归属地RM地址等；
步骤402)、终端节点连接RM，并上报自己的资源信息以及节点能 力信息，包括接入网类型、可用磁盘空间、内存等；
步骤403)、终端节点与EPG服务器建立连接，进行内容选择会话， 得到需要播放的内容标识和元数据等信息，进行源请求会话，根据播放内 容向RM申请源节点；
步骤404)、源节点的请求是以内容分段为单位的，即终端节点向RM 申请具有某分段媒体内容的节点，RM会根据申请的分段内容来确定返回 具有该分段内容的源节点，即媒体服务器或其他终端节点，也就是服务 Peers地址；
步骤405)、终端节点媒体传输模块向服务peers发出连接请求；
步骤406)、服务Peers响应请求与终端节点的媒体传输模块建立连接； 步骤407)、媒体存储模块根据缓冲区中的数据情况向媒体传输模块发 出数据请求；
步骤408)、媒体传输模块向服务Peers发起数据请求；
步骤409)、服务Peers从自身的缓冲区里读取数据回复给媒体传输模
块；
步骤410)、媒体传输模块获得数据后，传给媒体存储模块； 步骤4U)、媒体存储模块先将数据存储在内存缓冲区中，当内存缓
冲区中出现一个完整的分段文件数据时，则触发相应的磁盘存储策略，该
策略包括
551) 、生成两个文件， 一个文件放置实际的分段文件数据，还有一 个文件作为索引文件，用于索引各个分段文件在整个文件中的位置以及存 储段的相关信息，包括写入时间、最近l小时使用频度、最近l天使用频 度、最近1周使用频度等；
552) 、内存中的分段文件数据是以一定概率随机写入磁盘，该概率 由RM根据影片的热度和影片当前的分发情况来确定，然后由RM通知终 端节点；
553) 、在进行磁盘存储时，由于占用用户的磁盘空间有限，因此先 检查所占用的磁盘缓存，如有空闲空间，则先用空闲空间，否则，需要选 择某个段的存储空间被覆盖，具体覆盖策略主要是在将最近写入的分段文 件、最近1小时使用频度、最近1天使用频度、最近1周使用频度高的分 段文件作为最低覆盖优先级，在其余的空间中随机选择一个分段文件进行 覆盖，同时对索引文件做相应更新；
步骤412—413)、媒体存储模块启动对内容状态的监控，根据监控事 件的发生通过媒体传输模块向RM上报节点内容变化。为了减少RM的负 荷，本发明的一种具体实施方式
采用事件驱动的资源上报机制辅以长周期 的心跳监测，在心跳消息中上报节点内容的动态变化。由于内存中的内容 是在不断更新的，当一个分段媒体文件播放完后就会将该分段媒体文件所 在的缓冲区清空用来接收新的分段媒体文件数据，因此内存中段内容的变 化是比较频繁的，对于检测出内存中分段媒体文件减少的事件，则需要再 检查一下磁盘中有没有该分段文件，如果磁盘中也没有，则触发事件上报 机制，如果磁盘中存储有该分段文件，则不进行上—报；
步骤414一416)、终端节点选择下线退出，上告RM下线，退出系统。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种P2P点播系统，包括管理平台，用于管理媒体资源的发布；中心片库，用于存储媒体资源；区域管理服务器，用于管理辖区内媒体资源的发布和检索；媒体服务器，用于提供媒体内容；点播终端，用于发出点播请求、接收和存储媒体内容以及进行媒体播放；其特征在于所述管理平台还包括分段模块，用于将媒体文件分割成多个分段媒体文件并存储在所述中心片库中；以及发布模块，用于将所有分段媒体文件发布到指定的媒体服务器上；所述点播终端还包括分段内容存储模块，用于存储从媒体服务器或其他点播终端传来的分段媒体文件。
2. 根据权利要求1所述的P2P点播系统，其特征在于所述区域管理 服务器还包括分发模块，用于将指定媒体服务器上的所有分段媒体文件分 发到其他媒体服务器上，使得其他服务器上分别具有部分分段媒体文件。
3. 根据权利要求1所述的P2P点播系统，其特征在于所述点播终端 还包括存储控制模块，用于控制所述分段内容存储模块将从媒体服务器或 其他点播终端传来的分段媒体文件数据先写入内存缓冲区，在接收到一个 完整分段媒体文件后，再将内存缓冲区内的分段媒体文件写入磁盘缓冲区。
4. 根据权利要求3所述的P2P点播系统，其特征在于所述分段内容 存储模块还包括索引模块，用于存储分段媒体文件在整个媒体文件中的位 置和该分段媒体文件的写入时间和使用频度，所述存储控制模块根据所述 索引模块的存储内容确定分段媒体文件写入磁盘缓冲区的覆盖策略。
5. —种P2P点播业务方法，其特征在于 包括以下步骤A)、管理平台将媒体文件分割成多个分段媒体文件并存储在中心片库中；B) 、管理平台向媒体服务器发布所有分段媒体文件；C) 、点播终端请求分段媒体文件并存储、播放。
6. 根据权利要求5所述P2P点播业务方法，其特征在于所述步骤B 是通过管理平台指定媒体服务器到中心片库中下载所有的分段媒体文件来 发布的。
7. 根据权利要求5所述P2P点播业务方法，其特征在于所述步骤B和C之间还包括以下步骤区域管理服务器将指定媒体服务器上的所有分段媒体文件分发到其他媒体服务器上，使得其他媒体服务器上分别具有部 分分段媒体文件。
8. 根据权利要求5所述P2P点播业务方法，其特征在于所述步骤C包括以下步骤Cl)、点播终端向区域管理服务器发出分段媒体文件点播请求； C2)、区域管理服务器根据点播请求检索具有分段媒体文件的源节点， 并将源节点的信息返回给点播终端；C3)、点播终端连接源节点获得分段媒体文件并存储和播放。
9. 根据权利要求8所述的P2P点播业务方法，其特征在于所述步骤 C3存储分段媒体文件的过程包括以下步骤51) 、将获得的分段媒体文件数据存储在内存缓冲区中；52) 、将内存缓冲区中的完整分段媒体文件写入磁盘缓冲区。
10. 根据权利要求9所述P2P点播业务方法，其特征在于所述步 骤S2是依据区域管理服务器对分段媒体文件热度和分发情况确定的概率 将内存缓冲区中的完整分段媒体文件写入磁盘缓冲区。
11. 根据权利要求9或10所述P2P点播业务方法，其特征在于所 述步骤S2中存储分段媒体文件的过程还包括建立并存储分段媒体文件索 引的步骤，所述索引包括分段媒体文件在整个媒体文件中的位置、写入时 间和使用频度，点播终端根据所述索引记载的写入时间和使用频度，采用 写入时间最近和使用频度最高的分段媒体文件作为最低优先级被覆盖的策 略，完成存储过程并更新分段媒体文件索引。
12. 根据权利要求11所述P2P点播业务方法，其特征在于所述步骤S2中的使用频度包括最近1小时的使用频度、最近1天的使用频度和 最近1周的使用频度。
13.根据权利要求8所述P2P点播业务方法，其特征在于所述步 骤Cl中还包括点播终端向区域管理服务器上报存储媒体内容的过程；所 述步骤C3还包括点播终端向区域管理服务器上报存储媒体内容变化的过程。
全文摘要
本发明公开了一种P2P点播系统和业务方法，系统包括管理平台、中心片库、区域管理服务器、媒体服务器和点播终端，管理平台包括将媒体文件分割成多个分段文件并存储于中心片库中的分段模块，以及将所有分段文件发布到指定媒体服务器上的分发模块；点播终端包括分段内容存储模块。业务方法包括步骤管理平台将媒体文件终端分割成多个分段媒体文件并存储在中心片库中；管理平台向媒体服务器发布所有分段媒体文件；点播终端请求分段媒体文件并存储、播放。本发明把媒体文件分割成分段文件进行存储和发布，终端用户针对分段文件进行点播和存储，提高了媒体文件在客户端之间的共享率，优化了宽带流量，节省了成本。
文档编号H04L29/08GK101388909SQ200810216739
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者健 季 申请人:中兴通讯股份有限公司