[发明专利]一种信息中心网络系统及视频传输方法

说明书

本发明公开了一种信息中心网络系统及视频传输方法，系统中每个节点都包括控制层、传输层以及本地缓存；控制层包括相互连接的统计模块和控制模块；统计模块用于统计链路状态和请求信息；控制模块用于确定将实际兴趣请求包推送至下游节点的推送路径，以及更新当前节点本地缓存的更新策略；传输层包括视频块传输模块、请求包推送模块及本地缓存更新模块；视频块传输模块用于在视频块命中本地缓存时，将所请求的视频块返回至上游节点，或者将到达本地节点的视频块返回至上游节点；请求包推送模块用于将实际兴趣请求包推送至下游节点；本地缓存更新模块用于定期更新当前节点的本地缓存。本发明能够最大化总的用户请求速率，提升用户体验。

技术领域

本发明属于网络视频传输领域，更具体地，涉及一种信息中心网络系统及视频传输方法。

背景技术

根据统计数据显示，2011至2017年间移动设备所产生的数据量增长了近25倍，其中视频流量的占比超过70％。此外，大量的网络视频设备(摄像头，监控设备等)所产生的海量视频数据对核心网络造成了巨大冲击，视频数据的广泛流行、用户(设备)数目的增加以及用户对于视频质量的要求提高都意味着核心网络需要更高的传输速率与之相匹配。然而，单纯增加链路带宽无法从根本上提升核心网络的数据承载能力。

信息中心网络(ICN)作为一种基于信息内容实体(NDO)的新型网络架构，消除了IP地址的概念以及客户机—服务器的信息传输模式，网络中所有节点均具备存储与转发功能。信息中心网络利用节点本身的缓存功能，使得数据在任意网络节点可以进行复制、转发与缓存，从而实现网络数据的高效传输与快速获取。

动态自适应流媒体技术使得客户端可以根据网络带宽变化对所传输视频的清晰度进行实时调节，提升用户体验。信息中心网络与动态自适应流媒体技术都是基于用户驱动的应用，同时数据都是基于块传输，因此具有天生的良好匹配性。然而在信息中心网络中大规模应用动态自适应流媒体技术仍然存在很大的挑战。首先，系统需要同时应对内容流行度，用户请求以及链路状态的变化，同时进行数据推送、缓存更新以及编码速率的调节。所有这些功能都必须集成于网络中任意一个节点，因为信息中心网络已经移除了客户—服务器的信息传输架构。这增加了新网络架构设计的复杂度。其次，现有的路由和缓存协议与信息中心网络架构无法兼容。因此需要对信息推送以及缓存更新策略进行重新设计。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了及视频传输方法，其目的在于，在网络稳定域内最大化总的用户请求速率，以缓解海量数据对于核心网络的冲击，并减小网络流媒体的传输时延，提升用户体验。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种信息中心网络系统，包括多个节点，每个节点都包括：控制层、传输层以及本地缓存；

本地缓存用于缓存多个视频块；

控制层包括：统计模块，以及与统计模块相连的控制模块；统计模块用于统计链路状态和请求信息；控制模块用于根据统计模块所统计的信息确定将实际兴趣请求包推送至下游节点的推送路径，以及确定更新当前节点本地缓存的更新策略；

传输层包括：视频块传输模块、请求包推送模块以及本地缓存更新模块；视频块传输模块用于在实际兴趣请求包所请求的视频块命中当前节点的本地缓存时，将所请求的视频块返回至上游节点，以响应实际兴趣请求包，或者在视频块被传输至当前节点时，将该视频块返回至上游节点；请求包推送模块用于按照先后顺序，根据推送路径，将未得到当前节点响应的实际兴趣请求包推送至下游节点；本地缓存更新模块用于以时隙为周期，定期根据更新策略更新当前节点的本地缓存；

其中，每一种实际兴趣请求包对应一种用户请求，且实际兴趣请求包封装有请求种类、所请求视频块的ID以及视频清晰度，请求信息包括每一种到达当前节点的实际兴趣请求包的数量，上游节点为将实际兴趣请求包推送至当前节点的节点。

进一步地，统计模块统计请求信息，包括：