[发明专利]一种基于P2P的视频数据分发与存储系统

说明书

本发明提出了一种本发明的基于P2P的视频数据分发与存储系统，包括：源服务器、管理服务器、索引服务器以及多个用户节点。源服务器包括数据分割单元、编码单元和数据包分发单元；管理服务器包括BT网络管理单元、带宽管理单元以及缓存管理单元；索引服务器包括用户节点索引单元和存储索引单元。本发明能够在较小冗余的情况下保证数据的可用性，提高了用户节点存储信息的共享性、降低了用户节点间数据传输同步问题的复杂度。

技术领域

本发明涉及视频数据处理技术领域，具体为一种基于P2P的视频数据分发与存储系统。

背景技术

随着Internet的高速发展、宽带网络的迅速普及，流媒体服务正在迅速成为推动未来宽带应用的主动力。然而，由于流媒体和P2P网络的特性，使得提供高服务质量和用户体验，且具有交互性和可靠性、可运营/管理的流媒体服务，仍面临着诸多挑战和难题。

P2P技术打破了传统的C/S模式，是一种建立在“对等、互助”基础上，具有部署成本低、高可扩展性、良好容错性等特点的新型内容分发模式。然而，P2P技术自身的自由、开放和无中心特性也带来了管理、控制、安全等方面的诸多问题和挑战。

例如专利文献CN110087010A公开了一种视频编码系统，通过外部音视频数据采集装置，将采集数据通过音视频数据接口模块将一部分数据传输到逻辑接口扩展模块，另一部分直接传输到H.264编码模块中；将传输到逻辑接口扩展模块的数据进行处理，并将处理数据传输到H.264编码模块中；当外部音视频数据采集装置直接连接编码器时，主控模块将H.264编码模块处理完毕的数据，通过信号传输模块传递至导播台进行网络推流；当编码器与导播台连接时，主控模块将H.264编码模块处理完毕的数据，直接传递到编码导播一体机进行网络推流。该视频编码系统结构较为复杂，编码模块和接口众多，会导致传输的时间精度下降。

再例如专利文献US6369855B1公开了一种音频和视频解码器电路和系统，包括：传输分组解析电路接收传输数据分组流；CPU电路初始化所述集成电路和用于处理所述数据分组流的部分；ROM电路存储数据；RAM电路存储数据；音频解码器电路解码所述数据分组流的音频部分；视频解码器电路解码所述数据分组流的视频部分；NTSC/PAL编码电路编码所述数据分组流的视频部分；用于处理所述数据包的OSD部分的OSD协处理器电路。该系统需要处理的数据量过大，传输主要依赖于扩展总线以及各个控制模块之间的协同，容易导致传输积滞或堵塞。

发明内容

为了优化P2P流媒体系统数据存储和传输，提高节点存储信息的共享性、降低节点间数据传输同步问题的复杂度等技术问题，本发明提出了一种基于P2P的视频数据分发与存储系统，包括：源服务器、索引服务器、管理服务器以及多个用户节点；

所述源服务器包括数据分割单元、编码单元和数据包分发单元；所述数据分割单元将视频文件分割为多个数据块，每个数据块分成多个数据单元；所述编码单元采用等比率编码对被请求的至少两个数据单元进行编码形成编码数据包；所述数据包分发单元将所述编码数据包发送至请求的用户节点；

所述管理服务器包括BT网络管理单元、带宽管理单元以及缓存管理单元；所述BT网络管理单元采用BT网络机制协调所述用户节点间的数据包的分发，在所述BT网络管理单元中，所述BT网络机制采用有向图模型来表示，所述有向图模型中的变量存在如下的约束关系：

∑_i≠1∑_j≠1|t_ij|＝L_max；

t_ij表示用户节点i和j的传输流量信息，u_i表示用户节点i的上传流量信息，v_ij为各用户节点i和j的传输速度信息，L_max为系统中所有用户节点的总传输流量，B_max为用户节点i的带宽；