[发明专利]一种对视频信息进行分段下载均衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体涉及一种对视频信息进行分段下载均衡的方法。

背景技术

近年来，随着计算机网络的普及，互联网视频业务得到了高速的发展。各个视频网站的后端服务器中都存储了海量的视频或音频信息，并推出相应的网络电视供应客户端在线观看信息内容。为了保证及时播放信息，需要充分利用网络带宽进行快速下载，以提高客户端在线观看的流畅性。

传统的信息下载技术是单链接类型的，将要下载的信息在一个线程内与服务器建立一条TCP链接，利用所述TCP链接从头到尾遍历下载的信息对象，将其存入本地客户端。其客户端主机网络输入/输出端口吞吐量和时间的关系如图1所示，其中，横向坐标轴代表下载的时间，纵向坐标轴代表主机网络输入/输出端口吞吐量。

单链接类型下载的缺陷在于，由于操作系统内核的TCP缓冲区的存储容量有限，TCP滑动窗口会控制输入/输出流量，因此，虽然信息传输的过程较为稳定，但是网络输入/输出吞吐量远低于客户端输出口的网络带宽的大小，且如图1所示，无法继续提高，即当下载时间到t1时，吞吐量达到最大值max,然后吞吐量不在随着时间的增长继续线性增长，而是保持不变。

以网络视频业务为例，由于客户端播放网络视频时需要高码率（码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数，一般我们用的单位是kbps，即千位每秒），例如720p、1080p的高清视频，传统的单链接下载容易导致视频无法保证播放的连续性。

因此，需要对传统的单链接类型进行改进，将服务器端要下载的文件从逻辑上切分为若干段，客户端与服务端同时建立多条链接，每条链接分别对应不同的文件段下载，总计使用的带宽为每条链接占用的带宽的累加，

在实现文件分段下载时，首先想到的是多线程方式，即每个线程负责一个文件块的下载。在单个CPU的情况下，多线程的“并发”只是逻辑上的“并发”，而不是物理上的“并发”。操作系统以轮换方式为每个线程分配时间片，并负责线程的调度。这些都是要耗费资源的。而且多线程技术涉及到竞争、互斥等问题，若处理不当非常容易导致逻辑上的错误。

发明内容

本发明的目的是提供一种对视频信息进行分段下载均衡的方法，有效地占用主机带宽，而且必须同时满足保证视频流畅播放并且保证多链路负载相对均衡。

现代的操作系统都在内核层级中提供了对I/O多路复用，即同一工作线程内多链路的支持。每条链路是独立的，都在做数据包的I/O处理，数据块在各自链路所属的用户空间缓冲区、内核空间缓冲区、网络协议栈发送缓冲区/接收缓冲区、网卡发送缓冲区/接收缓冲区之间来回拷贝。I/O多路复用在内核中基本都是以事件驱动、Reactor等技术实现，并向应用层提供了简单的接口，如linux中的epoll、select，windows中的IO完成端口等。因此从应用层编程的角度来说，单线程多链路是非常容易实现的，且简单易用，因为很多重要的工作都是由操作系统内核来处理。因此可以使用单线程多链路或多线程多链路的方式来替代多线程。

所述方法包括：

a）在客户端建立全局调度表，所述全局调度表包括已调度区和未调度区；

b）在所述客户端启动对服务器端视频信息的下载任务，获取所述服务器端视频信息的文件大小N’和视频码率，已经为文件分段大小指定一个最高的阈值U；

c）在所述客户端建立M条与所述服务器端的链接，M为正整数，且大于等于2；

d）在所述客户端为每条链接分配对应的第一个下载任务，将所述第一个下载任务指定下载的文件大小记为firstlen，此时，所述已调度区为：

[0，firstLen)负责对第一条链接上的第一个下载任务下载，

[firstLen，firstLen*2) 负责对第二条链接上的第一个下载任务下载，

[firstLen*2，firstLen*3) 负责对第三条链接上的第一个下载任务下载,以此类推，一直到，

[firstLen*(M-2)，firstLen*(M-1)) 负责对第M-1条链接上的第一个下载任务下载，

[firstLen*(M-1)，firstLen*M) 负责对链接M上的第一个下载任务下载，

未调度区为：

[firstLen*M，N’]；

e）在所述客户端对每条链接上的数据进行下载，当第N（N大于等于1，且小于等于M）条链接上的所述第一个下载任务下载完毕后，计算所述第N条链接上的带宽；