[发明专利]基于区域数据环存的网络流媒体数据分发方法

说明书

技术领域

本发明属于P2P流媒体传输技术领域。

背景技术

利用互联网进行大规模多媒体服务和文件数据下载时，常遇到两方面问题：

1、对于提供大数据流量服务的网站，例如视频博客网站、在线电影网站、文件下载网站等等，由于这些数据具有文件尺寸大、码率大的特点，当数量巨大的用户同时访问时，服务器将承受巨大的性能压力和带宽瓶颈压力，由此直接造成网站的运营成本大幅提高。

2、由于中国幅员辽阔，地域跨度很大，同一个网站的用户分布在全国各地，同时网络硬件设施随着地域的不同呈现极大的地域差异性，城域网之间存在带宽瓶颈。由于这两方面原因，造成地域上远离网站的用户访问网站时，速度较慢，访问效果不佳，用户满意度较低。

尽管P2P(Point to Point，也就是点对点传输)流媒体技术的出现，例如PPStream等软件，使得实况流媒体类型的应用，例如网络电视直播服务，能够以低廉的成本在互联网运营，但是，视频点播(VOD)、视频播客、视频广告业务却依然受技术和成本的限制，难以在互联网大规模展开运用。

以著名的P2P流媒体软件-CoolStreaming/DONet实况流媒体分发系统构架为例，现有的PPStream、PPLive等流媒体软件均基于该系统构架。其系统构架拓扑结构如图1所示，图中A表示流媒体服务器，其他B～H表示试图从流媒体服务器A获得数据的用户终端(如电脑、机顶盒等)。在该构架中，每一个试图从流媒体服务器A获得流媒体数据的用户终端之间会相互交换数据，因此流媒体播放的数据并不一定都是从流媒体服务器A中直接获得。例如用户终端E，它直接从用户终端F、B、H获得数据，而不是直接从流媒体服务器A获得数据。流媒体服务器F、B、H三个用户终端被称为E的伙伴节点。该系统构架下的各个用户终端相互之间的连接拓朴结构及数据互通的方法简要描述如下：

1.每一用户终端的内存中存储中一定时间长度的流媒体数据，随着播放的进行，这些数据存储一段时间后，被新到来的数据所代替；

2.对媒体数据进行分段打包，并给予每一个数据块一个递增的索引值；

3.每一用户终端用一定的数据结构(Buffer Map)来标示内存中存储了哪些索引值所对应的数据块；

4.相连用户终端之间定时相互交换Buffer Map，因此相互知道对方拥有哪些索引对应的数据；

5.相连用户终端之间定时进行带宽测量，获得端到端带宽值；

6.用户终端根据本机播放所需的数据索引号，以及与它相连的用户终端拥有的数据情况，从中找出端到端带宽最大的用户终端，发起数据索取请求，要求对方机器将该索引号对应的数据发送给本机。

该系统构架及其方法存在如下问题和缺陷：

1、该构架方法主要是针对诸如IPTV这种播放时间趋向于无限长的视频节目而设计。该方法构架在降低服务器压力，提高用户观看质量方面的优势，在视频点播(VOD)应用上很难发挥。

造成该构架不能高效地用于视频点播(VOD)的原因在于：

1)该构架和方法的正常工作建立在这样一个事实基础上，即每一用户终端的流媒体节目播放进度是接近的，例如，当一用户终端播放进度为19:50时，他的伙伴用户终端的播放进度是19:51。而一般来说，一用户终端内存中可以缓存3～5分钟时间长度的数据，因此两个用户终端可以相互交换数据，满足播放的需要。但是，对于视频点播(VOD)而言，每一用户终端的播放进度很可能完全不一样，对于一部片长为两小时的电影，不同用户的播放进度按概率均匀的分布在不同的时间进度，然而，存储在内存中可以用于相互交换的数据窗口只有3～5钟左右，因此，观看同一节目的用户中，只有很小一部分能够相互交换数据。如果这些用户之间距离较大，或处于不同网络运营商，它们之间数据交换的效果会变得非常差，从而不得不直接从网站服务器直接获得数据。在这样的情况下，将造成用户满意度低下和网站服务器压力过大的现象。

2、该构架方法中，没有给出让新加入播放网络的一用户终端高效快速寻找最合适伙伴节点的具体方案。而对于一个全国性的网络，由于地理位置相去甚远，并且属于多个不同的网络运营商，当一用户终端选取进行数据交换的用户终端相距甚远或者处于不同运营商的网络，那么它们之间进行数据交换的效率和效果就会急剧下降。

发明内容

本发明的目的在于提出新的P2P流媒体传输方法，其基于区域数据环存的方案，以解决现有P2P流媒体传输方法中，用户访问网站进行视频点播时，速度较慢、访问效果不佳的技术问题。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：