[发明专利]一种P2P流媒体启发式数据调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络流媒体技术领域，更具体地说，涉及一种P2P流媒体数 据传播过程中的数据调度方法。

背景技术

数据调度问题是P2P流媒体领域的一个重要问题，数据调度策略的优劣直接影 响了P2P流媒体系统的整体性能。目前P2P流媒体系统中使用的数据请求分配方法 按照分配粒度，主要分为两部分：基于数据层的粗粒度分配和基于数据包的细粒度 分配。在粗粒度分配方法中，主要是基于多重描述编码的数据分配方法，该方法对 每条多重描述编码子流采用独立多播树进行传输，接收方则根据自身带宽情况选择 加入到多棵多播树中，从而适应节点的异构性，但是多重描述编码的效率比分层编 码的效率低，同时多重描述编码的各个分层之间的解码不存在依赖关系；细粒度分 配方法主要有两种，一种采用基于TCP友好(TCP-friendly)带宽测试的数据分配算 法，主要应用在不知发送节点的可用带宽的条件下通过确保每个数据包仅由一个发 送节点进行发送来传送数据；另一种则采用了被称为纠错编码为基础的数据分配算 法，目的是减少数据包在突发丢包网络环境中的丢失概率。

上述目前存在的数据请求分配方式中，一种是以整个数据段为单位向入节点(本 地节点向某个或某几个邻居节点请求数据，这些节点称为本地节点的入节点)进行 数据请求，另一种是以数据包为单位轮流向入节点进行数据请求。前者在刚开始播 放的时候，如果数据段分得比较大，那么入节点在根据数据包的优先级进行响应时， 则因为序号较小而具有较高优先级的数据包往往都在同一个数据段中，而这一数据 段最终发向一个入节点，而一些优先级较低的数据包则放在另一个数据段中发向另 外一个入节点，从而导致了部分优先级高的数据包得不到及时的响应而部分优先级 较低的数据包则在另外的入节点得到了优先的响应。对于后者，在数据请求到达入 节点中某个或某几个节点的缓冲区末端，即部分入节点可供请求的最新数据数目已 经不能达到正常播放码率所要求的数据包的数目时，由于该方式以数据包为单位轮 流向入节点进行数据请求，则会造成拥有稀有数据包的入节点也承担共有数据包的 请求响应，从而导致拥有稀有数据包的入节点负载过大，变成网络中的瓶颈节点。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种P2P流媒体启发式数据调度方法， 是一种基于播放紧急度、本地稀有优先和随机抖动的数据片段优先级最大化的启发 式数据调度方法。其有效利用异构网络中的带宽资源，减少源节点的数据流量，增 强P2P流媒体网络的鲁棒性。

另外，本发明的P2P流媒体启发式数据调度方法，考虑到数据片段的播放时间， 离播放点越近的数据片段，其请求优先级要比离播放点较远的优先级更高。该方法 中加入了一个随机的抖动参数，以避免网络中具有同样稀有度的数据片段因具有相 同的优先级而在调度过程中按照距离播放点的远近过于集中调度到距离播放点较近 的数据片段上。节点根据各个数据片段的优先级进行优先级最大化的启发式模拟调 度，选取优先级和最大的调度方案确定为最终调度方案，从而进一步提高服务器性 能。

由此，为了实现上述目的，本发明的一种P2P流媒体启发式数据调度方法，按 照预定义优先级的大小将各个待调度数据片段随机向拥有该数据片段的入节点调 度，根据优先级和的大小逐步替代现有方案，最终选取优先级和最大的方案作为最 终的调度方案，具体包括以下步骤：

1)本地节点首先根据上次向各个入节点调度的数据量以及接收到的数据量更新 各个入节点的服务能力；

(这里，入节点是指邻居节点中实际向本地节点提供数据输入的节点。入节点 分为两类：普通入节点和服务入节点。普通入节点指的是入节点中的普通用户节点， 和服务入节点相对而言。服务入节点指的是入节点中的服务器节点。)

2)本地节点扫描发送队列，将已超时的数据片段加入到备选调度数据片段队列 中；

3)本地节点根据本地缓冲区的状态统计本次要调度的数据片段，并将这些数据 片段加入到备选调度数据片段队列中；

4)计算备选调度数据片段队列中的每个数据片段的优先级，并将这些备选调度 数据片段按照优先级的大小排序，

这里，计算备选调度数据片段队列中的每个数据片段的优先级时可根据下述公 式(1)进行计算，即数据调度优先级的定义如下：