[发明专利]P2P流媒体系统及其中的流媒体下载方法

说明书

技术领域

本发明涉及流媒体下载方法，尤其是涉及一种在P2P流媒体系统中采取发现空闲节点、由空闲节点采用P2P策略下载流媒体数据的方法。

背景技术

传统的流媒体服务大都是客户/服务器(Client/Service，C/S)模式，即用户从流媒体服务器点击观看节目，然后流媒体服务器以单播方式把媒体流推送给用户。如果正式运营的流媒体系统采用上述模式，所有的客户端全部连接到同一台服务器上，则服务器的压力会非常大，而且也会影响用户的视听效果，为此流媒体服务器采取了CDN(Content DeliveryNetwork，内容分发网络)网络结构。

CDN是一种基于C/S结构的分布式媒体服务技术平台，通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，并采用智能化策略将用户需要访问的内容分发到距离用户最近、服务质量最好的节点，同时通过后台服务自动地将用户调度到相应的节点，为用户提供最好的服务。这种方案有效缓解了Internet网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度，比较好地解决了由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因造成的用户访问响应速度慢的问题。

但是，CDN技术虽然可以在一定程度上加速流媒体，实现下载、直播和点播，其核心仍然是基于集中服务器的架构，而且跟地域化管制紧密相连，因此很难降低其扩展的成本，而且CDN技术在高峰时期对突发流量的适应性、容错性等方面仍然存在一定缺陷。

在上述背景下，P2P技术走入人们的视野，一些厂商开始尝试在流媒体领域引入P2P技术而形成了P2P流媒体技术.具体而言，P2P流媒体技术是指流媒体服务器只发送少数几个媒体流给首先连接的几个用户，后面的用户不是从服务器直接获得数据，而是从前面的用户获得数据。该方法有两方面的优点。首先，这种技术并不需要互联网路由器和网络基础设施的支持，因此性价比高且易于部署；其次，流媒体用户不只是下载媒体流，而且还把媒体流上载给其他用户。因此，P2P流媒体技术可以扩大用户组的规模，且更多的需求也带来了更多的资源。

P2P流媒体系统按照其播送方式可分为直播系统和点播系统，此外近期还出现了一些既可以提供直播服务也可以提供点播服务的P2P流媒体系统。在流媒体直播服务中，用户只能按照节目列表收看当前正在播放的节目；直播的交互性较少，技术实现相对简单，因此P2P技术在直播服务中发展迅速。与直播领域相对应，在P2P流媒体点播服务中，用户可以选择节目列表中的任意节目观看，且P2P流媒体点播终端必须拥有硬盘，其实现成本高于直播终端。

在P2P流媒体系统中，拥有全部或部分数据的节点可以将数据发送给请求节点，同时，请求节点在得到部分数据后也能为其他节点提供服务，由于每个节点都将上传带宽来提供服务，系统的扩展性大大增强。理论上来说，如果任意一个节点在接收数据的同时也能为其他节点提供一条流的输出带宽，则系统的容量趋于无穷。但是，现实中P2P系统具有的下面两个特点，使得设计高效的P2P系统仍然面临很大的挑战。

1、动态的在线时间

在P2P系统中，节点的在线时间是不确定的，节点可能随时自动退出网络，或者由于电脑或程序故障而下线。当提供数据的节点突然退出时，请求节点需要迅速找到新的节点获取数据。所以，P2P系统应该能够在节点动态上下线的情况下保持稳定，对于P2P流媒体系统来说，应当在动态环境中保证节点的流服务质量。

2.节点带宽的异构性

跟其他方案不同，P2P流媒体系统中的节点是普通PC，他们可能通过任意终端和链路(比如拨号、ADSL或者VPN)接入网络。节点处理能力和带宽差别很大。而且，与传统的流服务器不同的是，节点的输出带宽通常是非常有限的，一个节点也许只能为少数几个请求节点提供服务，更或者需要几个节点才能为一个请求节点提供服务。因此，系统应该能够使节点自适应地根据带宽调整数据请求和发送，以保证每个节点都能以可以接受的速率接收码流。

鉴于P2P流媒体系统中实际的用户终端处理数据的能力和网络能力都不尽相同，特别是随着宽带用户(而ADSL网络用户占宽带用户很大的比例)逐渐的增加，ADSL网络上下行带宽不对称的特点对于P2P技术应用的影响比较大。即使在网络条件比较好的情况下，一个ADSL用户的上行带宽可能也无法满足其它用户的媒体接收速度，这样造成接收者带宽的浪费，同时接收媒体的质量低，会严重影响用户体验。因此，如何解决节点带宽异构条件下为用户提供一定服务质量保证并提高整个P2P网络的效率，成为当前急需解决的技术难题。

发明内容