专利名称：一种基于区域服务器的p2p流媒体系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机网络技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于区域服务器的 P2P流媒体系统。
背景技术：
近年来，随着宽带通信和多媒体技术的迅猛发展，在线直播，视频点播，文件下载等各种互联网应用也应运而生，对传统的客户端/服务器(c/幻模式的服务系统提出了新的挑战，随着用户规模的增大，传统的客户端/服务器(C/S)模式的服务系统需要消耗更多的软硬件资源，已经不能满足大规模用户的需求，因此基于P2P的服务系统迅速发展并逐渐成为相对成熟的应用。从功能上讲，P2P流媒体系统中的节点有两种功能1)邻居节点的组织，节点从覆盖网中获取节点，并将节点进行筛选，选取出合适的节点作为自己的邻居节点，以供节点协作；2)数据的分发，节点从其邻居节点中获取数据填充缓冲区，满足自身正常播放的需要， 并根据邻居节点的请求向其分发数据，以满足其它节点播放的需要。目前，大多数传统的P2P系统没有充分的利用节点的带宽；一般利用系统的固有缓冲区来为其它节点提供服务。系统利用覆盖网组织节点，进一步的为节点选择邻居节点； 数据调度层根据邻居节点的信息向邻居节点发送邻居节点所需的数据，并将自身播放过的数据删除。即现有技术的P2P系统中某节点需要数据时首先向其邻居节点发送数据片请求，如果此时该节点所有的邻居节点均没有其所需的数据片则该节点只能通过向服务器发送数据片请求信息才能获得它所需的数据片，而服务器的上行带宽有限因此就会给服务器带来很大的负担和压力。而与此同时拥有足够宽上行带宽且可以为该节点提供其所需数据片的非邻居节点被大量浪费。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有技术P2P系统在数据片请求时采取的数据调度策略导致的某些节点上行带宽浪费而服务器压力过大的问题，从而提供一种基于区域服务器的P2P流媒体系统。为实现上述目的，本发明提供一种基于区域服务器的P2P流媒体系统，包含P2P 节点和流媒体提供服务器，其特征在于，所述系统还包含由若干P2P节点组成区域服务器， 该区域服务器用于为一时间区域内的P2P数据请求节点提供其所需数据；所述区域服务器是所述数据请求节点的非邻居节点。上述技术方案中，所述区域服务器进一步包含区域服务器组织节点和区域服务器组成节点；所述区域服务器组织节点，用于负责组织和维护区域服务器组成节点，并将用户节点请求的数据分割为小的数据请求并发送给区域服务器组成节点；所述区域服务器组成节点，用于根据区域服务器组织节点发送的数据请求消息向用户节点发送数据，并向区域服务器组织节点汇报其当前的状态信息；其中，所述区域服务器组织节点为能够获取最多的区域服务器组成节点的节点；所述区域服务器组成节点为播放点距离时间区域右端值最近的若干有足够带宽的节点。所述区域服务器组织节点组织区域服务器组成节点的方法进一步包含如下步骤 区域服务器组织节点选取播放点距离时间区域右端值最近的节点作为候选区域服务器组成节点，向候选区域服务器组成节点发送请求组成区域服务器的消息，并将所述候选区域服务器组成节点放入该区域服务器组成节点列表中；候选区域服务器组成节点收到消息后，发送响应消息；区域服务器组织节点在收到响应消息后，将区域服务器组成节点列表中的节点信息更新，并依据候选区域服务器组成节点的响应信息，使满足参数要求的候选区域服务器组成节点成为区域服务器的组成节点。其中，所述响应消息包括{BW Λ，ΜΕ}，其中 Bff Λ为候选区域服务器组成节点T个周期内的剩余的平均上行带宽；ΜΕ为可扩展缓冲区的长度。所述服务器组织节点维护区域服务器组成节点方法进一步包含区域服务器组成节点定期向区域服务器组织节点发送状态消息；区域服务器组织节点收到状态消息后，判断当前节点是否满足作为区域服务器组成节点的条件，如不满足，发送消息通知其退出区域服务器组成节点，并将其从区域服务器组成节点列表中删除；区域服务器组织节点在区域服务器组成节点数量低于阈值时，区域服务器组织节点向适当节点发送请求寻找区域服务器组成节点。其中，所述消息组成为{PP，BW al,BW UN}，其中PP为区域服务器组成节点当前播放位置，BW皿为节点的剩余上行带宽，BW ^为正常服务使用的上行带宽。可选的上述技术方案中，所述区域服务器向用户节点提供数据的方法包含用户节点向区域服务器组织节点发送数据请求，区域服务器组织节点收到数据请求节点的请求后根据其包含的各区域服务器组成节点拥有的数据片以及剩余带宽信息，将数据请求切分，并将切分后的数据请求发送给区域服务器组成节点；区域服务器组成节点收到数据请求后，直接将数据发送给数据请求节点。本发明的优点在于，针对P2P网络中用户节点带宽不能有效利用，服务器带宽压力大的问题，本发明提出一种基于区域服务器的P2P流媒体系统。用户节点从系统中的其他节点获取数据，当其检测到本节点所在区域需要区域服务器协作时，通过区域服务器提供用户节点所需要的数据，有效利用用户节点剩余上行带宽，减轻服务器的压力。
图1本发明的区域服务器生成及使用示意图；图2本发明的区域服务器生成及使用流程图；图3本发明的区域服务器组织节点组织区域服务器组成节点的流程图；图4本发明的区域服务器组织节点维护区域服务器组成节点的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的内容作进一步详细描述。本发明提供一种P2P流媒体系统中构造区域服务器的方法，该方法用于当某一时间区域内P2P网络中节点向服务器有大量数据请求时的情况，所述方法包含某时间区域内用户节点向服务器请求的数据量超过设定阈值时，该服务器启动为该区域建立区域服务器的步骤。所述区域内用户节点向建立的区域服务器发送数据请求，所述区域服务器收到请求将数据发送给该区域中用户节点的步骤。其中，所述区域服务器为该区域内数据请求节点的非邻居节点，具体包含用于组织和维护区域服务器组成节点的区域服务器组织节点；和用于为区域内节点提供所需的数据片的区域服务器组成节点。上述技术方案中，所述建立区域服务器的步骤为服务器选择可视范围内能够获取最多的区域服务器组成节点的节点作为区域服务器组织节点。服务器向区域服务器组织节点发送生成区域服务器的消息，该区域服务器组织节点依据策略选取区域服务器组成节点。其中，所述服务器依据该区域的起止时间选择区域服务器组成节点；所述策略为选择播放点距离时间区域末端最近的若干节点作为区域服务器组成节点。可选的，所述区域服务器组织节点选取播放点距离时间区域右端值最近的节点作为候选区域服务器组成节点，向候选区域服务器组成节点发送请求组成区域服务器的消息，并将所述候选区域服务器组成节点放入该区域服务器组成节点列表RSPL中；候选区域服务器组成节点收到消息后，发送响应消息，所述响应消息包括{BW Λ，ΜΕ}，其中BW Λ为查询其T个周期内的剩余的平均上行带宽，Me*可扩展缓冲区的长度；区域服务器组织节点在收到响应消息后，将区域服务器组成节点列表RSPL中的节点信息更新，并依据区域服务器组成节点的信息，向不合格的候选区域服务器组成节点发送拒绝其成为区域服务器组成节点的消息，剩余的候选区域服务器组成节点成为区域服务器的组成节点。上述技术方案中，所述方法还包含维护区域服务器组成节点的步骤，该步骤进一步包含区域服务器组成节点定期向区域服务器组织节点发送状态消息，消息组成为{ΡΡ， Bff AL, Bff J，其中PP为区域服务器组成节点当前播放位置，Bff AL为节点的剩余上行带宽， Bff UN为正常服务使用的上行带宽；区域服务器组织节点收到状态消息后，判断当前节点是否满足作为第一节点的区域服务器组成节点的条件，如不满足，发送消息通知其退出区域服务器组成节点，并将其从区域服务器组成节点列表RSCL中删除；区域服务器组织节点在区域服务器组成节点数量低于阈值时，区域服务器组织节点向适当节点发送请求寻找区域服务器组成节点。可选的，所述将数据发送给该区域中用户节点的步骤进一步包含如下步骤用户节点向区域服务器组织节点发送数据请求，区域服务器组织节点收到数据请求节点的请求后根据其包含的各区域服务器组成节点拥有的数据片以及剩余带宽信息，将数据请求切分，并将切分后的数据请求发送给区域服务器组成节点；区域服务器组成节点收到数据请求后，直接将数据发送给数据请求节点。本发明还提供一种构造区域服务器的P2P流媒体系统，包含P2P节点和流媒体提供服务器，其特征在于，所述系统用于当某一时间区域内P2P网络中节点向服务器有大量数据请求时的情况，包含设置于所述服务器上的启动建立区域服务器的模块、区域服务器组织节点；设置于用户节点上的组成节点选择模块；设置于用户节点上的发送单元，该单元用于向所述区域服务器组织节点发送选择区域服务器组成节点的请求和数据请求；其中，所述区域服务器组织节点用于组织并维护的区域服务器组成节点；所述区域服务器组成节点用于为区域内节点提供所述其所需的数据片，所述区域服务器组成节点和组织节点均为该区域内数据请求节点的非邻居节点；所述启动建立区域服务器的模块用于某时间区域内用户节点向该服务器请求的数据量超过设定阈值时启动建立区域服务器的步骤。
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本发明区域服务器为时间区域服务器，提供一个连续时间段内的流媒体数据；系统中存在一个或多个区域服务器，单个区域服务器中节点的构成包括一个区域服务器组织节点和多个区域服务器组成节点。本发明区域服务器组织节点负责组织和维护区域服务器。区域服务器组织节点在收到生成区域服务器的请求后，收集能够提供数据的节点，将其作为区域服务器组成节点， 生成区域服务器。区域服务器组成节点向区域服务器组织节点汇报本节点的状态信息，区域服务器组织节点根据区域服务器组成节点汇报的信息维护区域服务器。
实施例本发明用户节点在向区域服务器请求数据时，向区域服务器组织节点发送数据请求。区域服务器组织节点将数据请求分割成更小请求，发送给区域服务器组成节点，区域服务器组成节点将数据发送给用户节点。在P2P流媒体系统中，用户节点加入系统后，获取一定数量的其它用户节点，并与它们建立连接，交换数据，这些节点称为本节点的邻居节点。用户节点从系统中的其他节点获取数据，当服务器检测到某一时间区域需要区域服务器协作时，服务器发起组织区域服务器的请求，用户节点借助区域服务器获取数据，减少服务器的上行带宽。区域服务器的生成及使用实例参照图1。区域服务器的生成及使用流程图参照图2。区域服务器的生成流程参照图3。在选择区域服务器组织节点时，选择可视范围内能够获取最多的区域服务器组成节点的节点；区域服务器组成节点选择提供最多的数据服务的节点。因此用户节点选择区域服务器组织节点时，选择播放点距离时间区域右端值最近的节点。选择到区域服务器组织节点后，用户节点向区域服务器组织节点发送生成区域服务器的消息。区域服务器组织节点Pc根据时间区域右端值，选择播放点位置距离时间区域右端值最近的N个候选服务器组成候选节点{P,sl，P,s2，P,s3，... ,PrsJ，向其发送请求组成区域服务器的消息MSG_C0NS_RS，并将这些节点放入其区域服务器组成节点列表RSPL中。消息组成包括{NODEID，N0DEPP}，其中NODEID为用户节点P,的ID，NODEPP为时间区域右端值。 服务器组成候选节点收到消息后，应答消息MSG_ACC_C0NS，消息组成包括{BW AL, ME}，其中 Bff皿为查询其T个周期内的剩余的平均上行带宽Me为可扩展缓冲区的长度。区域服务器组织节点P。在收到MSG_ACC_C0NS后，将区域服务器组成节点列表RSPL中的节点信息更新， 并依据区域服务器组成节点的信息，向不合格的区域服务器组成候选节点发送拒绝其成为区域服务器组成节点的消息MSG_RS_C0NF，其余区域服务器候选节点成为区域服务器的组成节点。区域服务器组织节点将区域服务器生成完成的消息发送给区域内相关用户节点。区域服务器组织节点维护区域服务器组成节点的方式，参照图4。区域服务器组成节点iPrsl，Prs2' Prs3' . . .，PrsN}定期向区域服务器组织节点P。发送状态消息MSG_RS_C0ND， 消息组成为{PP，Bff AL, Bff J，其中PP为区域服务器组成节点当前播放位置，Bff AL为节点的剩余上行带宽，BW ^为正常服务使用的上行带宽。区域服务器组织节点P。在收到这些信息后，判断当前节点Prei是否满足作为区域服务器组成节点的条件，如不满足，发送消息 MSG_RS_C0NF通知其退出区域服务器组成节点，并将其从区域服务器组成节点列表RSCL中删除。区域服务器组织节点P。在区域服务器组成节点数量低于数量THvs。n时，区域服务器组织节点P。向其各结构内适当节点发送请求寻找区域服务器组成节点。用户节点己向区域服务器组织节点P。发送数据请求，区域服务器组织节点P。在收到用户节点已的请求后，区域服务器组织节点P。根据区域服务器组成节点列表RSCL中的节点拥有的数据以及剩余带宽信息，将数据请求切分，并将切分后的数据请求发送给区域服务器组成节点。区域服务器组成节点收到数据请求后，直接将数据发送给用户节点。以上描述的区域服务器的构成方法和系统为可选的技术方案，本发明的核心构思在于提出一种基于区域服务器的P2P流媒体系统，用于满足当某一时间区域内的P2P节点向服务器有大量数据请求时，采用为该区域的数据请求节点建立某一时间区域内有效的区域服务器；该区域服务器为拥有数据请求节点请求的数据且上行带宽足够宽的高能力的节点组成(由于P2P网络节点请求数据的策略该区域服务器节点为数据请求节点的非邻居节点)；所述区域服务器可以为某区域的数据请求节点提供它们此时间区域内所需的数据， 即利用了这些节点的上行带宽又避免了启动服务器为它们提供数据时给服务器造成的压力。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种基于区域服务器的P2P流媒体系统，包含P2P节点和流媒体提供服务器，其特征在于，所述系统还包含由若干P2P节点组成区域服务器，该区域服务器用于为一时间区域内的P2P数据请求节点提供其所需数据；所述区域服务器是所述数据请求节点的非邻居节点。
2.根据权利要求1所述的基于区域服务器的P2P流媒体系统，其特征在于，所述区域服务器进一步包含区域服务器组织节点和区域服务器组成节点；所述区域服务器组织节点，用于负责组织和维护区域服务器组成节点，并将用户节点的数据请求分割为小的数据请求并发送给区域服务器组成节点；所述区域服务器组成节点，用于根据区域服务器组织节点发送的数据请求消息向用户节点发送数据，并向区域服务器组织节点汇报其当前的状态信息；其中，所述区域服务器组织节点为能够获取最多的区域服务器组成节点的节点；所述区域服务器组成节点为播放点距离时间区域右端值最近的有足够带宽的节点。
3.根据权利要求2所述的基于区域服务器的P2P流媒体系统，其特征在于，所述区域服务器组织节点组织区域服务器组成节点的方法进一步包含如下步骤区域服务器组织节点选取播放点距离时间区域右端值最近的节点作为候选区域服务器组成节点，向候选区域服务器组成节点发送请求组成区域服务器的消息，并将所述候选区域服务器组成节点放入该区域服务器组成节点列表中；候选区域服务器组成节点收到消息后，发送响应消息；区域服务器组织节点在收到响应消息后，将区域服务器组成节点列表中的节点信息更新，并依据候选区域服务器组成节点的响应信息，向满足参数要求的候选区域服务器组成节点成为区域服务器的组成节点。
4.根据权利要求3所述的基于区域服务器的P2P流媒体系统，其特征在于，所述响应消息包括{BW AyME}，其中BW AL为候选区域服务器组成节点T个周期内的剩余的平均上行带宽；Me为可扩展缓冲区的长度。
5.根据权利要求2或3所述的基于区域服务器的P2P流媒体系统，其特征在于，所述服务器组织节点维护区域服务器组成节点方法进一步包含区域服务器组成节点定期向区域服务器组织节点发送状态消息；区域服务器组织节点收到状态消息后，判断当前节点是否满足作为区域服务器组成节点的条件，如不满足，发送消息通知其退出区域服务器组成节点，并将其从区域服务器组成节点列表中删除；区域服务器组织节点在区域服务器组成节点数量低于阈值时，区域服务器组织节点向适当节点发送请求寻找区域服务器组成节点。
6.根据权利要求5所述的基于区域服务器的P2P流媒体系统，其特征在于，所述消息组成为{PP，Bff AL, Bff J，其中PP为区域服务器组成节点当前播放位置，Bff AL为节点的剩余上行带宽，BW ^为正常服务使用的上行带宽。
7.根据权利要求2、3、4或6所述的基于区域服务器的P2P流媒体系统，其特征在于，所述区域服务器向用户节点提供数据的方法包含用户节点向区域服务器组织节点发送数据请求，区域服务器组织节点收到数据请求节点的请求后根据其包含的各区域服务器组成节点拥有的数据片以及剩余带宽信息，将数据请求切分，并将切分后的数据请求发送给区域服务器组成节点；区域服务器组成节点收到数据请求后，直接将数据发送给数据请求节点。
全文摘要
本发明涉及一种基于区域服务器的P2P流媒体系统，包含P2P节点和流媒体提供服务器，其特征在于，所述系统还包含由若干P2P节点组成区域服务器，该区域服务器用于为一时间区域内的P2P数据请求节点提供其所需数据；所述区域服务器是所述数据请求节点的非邻居节点。所述区域服务器进一步包含区域服务器组织节点和区域服务器组成节点；所述区域服务器组织节点，用于负责组织和维护区域服务器组成节点，并将用户节点的数据请求分割为小的数据请求并发送给区域服务器组成节点；所述区域服务器组成节点，用于根据区域服务器组织节点发送的数据请求消息向用户节点发送数据，并向区域服务器组织节点汇报其当前的状态信息。
文档编号H04L29/08GK102571903SQ20111023660
公开日2012年7月11日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年12月8日
发明者任浩, 冯侦探, 尤佳莉, 李晓林, 王劲林, 苏杭, 郑鹏飞 申请人:中国科学院声学研究所