[发明专利]P2P流媒体系统中缓存消息的编码方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及P2P流媒体领域，尤其涉及一种P2P流媒体系统中缓存消息的编码方法及系统。

背景技术

在现有Peer to Peer(P2P)流媒体系统中，流媒体内容被切割成以数据块(chunk)为单位的连续的数据流在节点(Peer)间传输，每个chunk由唯一的chunk id标识。节目内容的共享和交换都依赖于节点间交换的描述节点缓存状态的缓存消息(简称BM)来完成。在某一时刻t，节点下载到从chunk id_m到chunk id_m+n之间的部分数据，与之相对应，一个缓存消息(BM)通常包括两部分重要信息：缓存节目数据块的起始位置(简称偏移量或Offset)，以及从这个起始位置开始，数据块的本地下载完成情况(简称比特图或bitmap)——由0/1比特序列构成(0/1分别代表未下载/已下载)。其中bitmap的长度标志了节点缓存的长度。缓存越大，抵抗网络搅动的能力越强，连续播放的能力越好。现有大多数系统为了取得好的观看效果而采用大缓存，但牺牲了播放时延，因此描述缓存状态的BM一般有较大的长度，如UUSee的BM描述大约400多个数据块，PPLive则长达2000个数据块。如此长的BM给系统带来较大的协议开销。

BM在Peer间的交换频率影响了数据块的扩散速度和网络共享环境。为了方便数据块在Peer间的共享，Peer间需要不断地快速的交换BM，速度越快，越有利于数据块的快速分发。根据测量UUSee是5秒交换一次，PPLive是4秒。

BM的长度和交换频率决定了这部分信息在P2P流媒体系统中的开销。现有系统的这一开销比较大；若要通过提高BM交互频率来提高系统性能，则会进一步增大这部分开销，因此现有的BM交互方法也限制了通过这一途径提高系统质量的余地。

传统方法直接在Peer间交互原始的BM消息。为了压缩原始BM长度，一些系统采用了不同的压缩方法对原始BM进行压缩，如Huffman压缩、游程编码和字典压缩等，这些方法建立在对原始的BM的0、1序列的简单特征统计规律上，采用了通用的数据压缩手段，使得传送BM所需的信息长度有所减少；但是，这种压缩由于没有考虑到不同BM序列之间的相关性，因此系统开销不能得到很好的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种P2P流媒体系统中缓存消息的编码方法及系统，基于本发明能够大幅度降低缓存消息间交互信息的长度，进一步降低系统开销。

本发明利用了peer间交互的BM的相关性，其基本原则是：第一、一个Peer无需向对方发送(根据对方的BM确认的)那些对方已经下载到的chunk的信息；第二、一个Peer无需再向对方报告那些曾经在上次BM报告中已经下载到的chunk信息。

一方面，本发明一种P2P流媒体系统中缓存消息的编码方法，包括如下步骤：缓存消息准备步骤，获取对端最新确认收到的第一缓存消息；读取所述对端最新发送的第二缓存消息，获取待发送给所述对端的第三缓存消息；最大偏移量值计算步骤，计算所述第二缓存消息和所述第三缓存消息的最大偏移量值；按需增量序列生成步骤，参照所述第二缓存消息中所有大于所述最大偏移量值的比特信息，确定对端的已知信息；并剔除所述第三缓存消息中的所述已知信息，生成按需增量序列；按需增量缓存消息生成步骤，基于所述按需增量序列，添加第三缓存消息和所述第二缓存消息的偏移量标识符，生成按需增量缓存消息；发送步骤，将该按需增量缓存消息发送至对端。

上述编码方法，优选所述按需增量序列生成步骤中，所述对端的已知信息进一步通过参照所述第一缓存消息和所述第二缓存消息中所有大于所述最大偏移量值的比特信息来确定；并且所述按需增量缓存消息发送步骤中，所述按需增量缓存消息进一步通过如下方式确定：基于所述按需增量序列，添加第三缓存消息、第二缓存消息和第一缓存消息的偏移量标识符。

上述编码方法，优选所述按需增量序列生成步骤中，所述按需增量序列通过如下方式确定：将第一缓存消息和第二缓存消息中所有大于最大的偏移量值的比特位置进行“或”运算，空位置按0计算，得到参照序列；依据所述参照序列中值为0的比特位置，顺序提取第三缓存消息中对应位置的比特值，该比特值所组成的序列给即为按需增量序列。

上述编码方法，优选所述按需增量序列生成步骤和所述按需增量缓存消息发送步骤之间，还设置有：压缩步骤，对所述按需增量序列进行压缩，获取压缩的按需增量序列；并且，所述按需增量缓存消息发送步骤中，基于所述压缩的按需增量序列添加所述偏移量标识符以生成所述按需增量缓存消息。