[发明专利]用于下载点对点传输数据分片的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在通信网络中的终端设备下载数据的方法和装置，尤其 涉及基于点到点协议的终端设备从其对等终端设备处下载数据分片的 方法和装置。

背景技术

流媒体技术是指用户通过网络或者特定数字信道边下载边播放 多媒体数据的工作方式，而传统多媒体技术是客户端从服务器下载 完整的文件后进行播放。流媒体技术采用了流式传输方式，将整个 多媒体文件压缩解析成多个压缩包，向客户端顺序传送，用户可以 一边解压播放前面传送过来的压缩包，一边下载后续的压缩包，从 而节省了时间。随着计算机技术的发展，流媒体技术越来越广泛地 应用于VoD(Video on demand)视频点播，并达到空前的热度。

随着IPTV的VoD的发展，传统的客户/服务器模式的流媒体系 统暴露出很多问题，其一是实现流媒体系统的带宽和服务器成本昂 贵，其二是能支持同时观看的用户数目有限，例如，一个通常的带 宽为100M的服务器只能承受300人同时观看300kbps的视频广播， 而且随着用户数的增加会对服务器造成较大的冲击，这容易引起服 务器故障，造成系统瘫痪。通过引入CDN(Content delivery Network -内容分发网)技术可以缓解上述问题，其核心思想是将内容从中 心推到边缘靠近用户的地方，这样不但有效地提高了用户访问内容 的服务质量，而且还能减轻中心设备和骨干网络的压力。通过CDN 技术，将内容服务从原来的单一中心服务结构变为分布式服务结构， 用户在点击节目的时候，从靠近用户的边缘服务器上就可以获取所 需要的媒体内容，用户在快进，快退和拖拉等播放操作的时候，还 是在同一个服务器上获取资源。但是CDN技术仍需要投入大量硬件 成本，随着用户数的增加，需要相应投入更多的边缘服务器和带宽， 而且边缘服务其与中心服务器的协调和维护，以及边缘服务器的优 化布点都是比较复杂的课题。

近年来，随着P2P(Peer-to-Peer)技术的迅速发展，P2P在流媒 体方面的应用也越来越多。利用P2P的对等特点，用户节点作为客 户端的同时，也协助服务器来分发流媒体内容，以分担服务器的负 担，同时增加了系统的可扩展性，使媒体数据的分布性增强。换句 话说，用户节点肩负了客户端和服务器的双重使命。

作为P2P技术的一种应用方向，P2P实时流媒体技术实现了用 户在线观看直播，具有非常良好的发展前景。实时流媒体传输处理 的是无限大小的媒体，客户端播放的是临时收到的媒体分块。媒体 分块从媒体源端发出到最后在客户端播放器中播放出来会具有一定 的延时，这包括媒体源端从获得数据到发送出去的延迟，网络传输 延迟以及客户端从接收数据到在媒体播放器中播放出的延迟。实时 流媒体要求上述延时必须有上限要求，当然越小越好，否则用户会 看到过期的内容。网络上实时流媒体传输通常针对一些热点问题， 用户会大规模同时收看相同的内容，实时流媒体分发的目标在于实 现高流畅度，低延迟，此外还需注意的特性是系统的可扩展性，低 控制负荷、高容错性和高网络带宽利用效率。

流媒体数据是以数据分片的方式进行分发的，如何对待下载数 据分片进行调度，也即为各待下载数据分片选择合适的提供者(即 对等节点)，以实现在一个高度分散、动态和异构的P2P网络中有 效下载流媒体数据，以使得用户获得最优的流媒体播放是目前P2P 实时流媒体分发面临的主要挑战之一。

在现有技术中，通常用户节点会按照数据分片的时间先后顺序 进行下载，它会向多个可用的邻居节点同时发出下载某数据分片的 请求，在完成此数据分片的下载后，再进行紧接着的下一数据分片 的下载。

现有的为待下载分片分配对等节点的调度方法有轮叫调度 (Round Robin Scheduling)算法就是以轮叫的方式依次将请求调 度不同的对等节点(此时假定本对等节点与其他对等节点的传输的 性能是相同的)，即每次调度执行i＝(i+1)mod n，并选出第i 个对等节点以供该分片进行下载。算法的优点是其简洁性，它无需 记录当前所有连接的状态。该方法的缺点是，其一，没有考虑各个 节点之间的异构性，也即本节点与各个不同的对等节点之间的连接 性能的差异性；其二，如由于网络的动荡或者对等节点出现问题， 导致某数据分片的下载具有很大延时甚至未能成功，造成后续数据 分片不能及时下载到，从而导致在用户端播放的不连贯甚至停滞。

发明内容