[发明专利]对等网络流媒体点播节点请求转移与缓存替换方法

摘要

本发明公开了一种对等网络流媒体点播节点请求转移与缓存替换方法，该方法通过对超载节点收到的流媒体资源请求按请求优先级进行排序，筛选出低优先级的流媒体资源请求，并计算持有被请求流媒体资源的邻居节点能力值，然后把该超载节点无法及时处理的请求转移给这些邻居节点，实现各节点的负载均衡；当节点的缓存空间已满时，筛选出该节点缓存中低替换优先度的流媒体资源，并计算所筛选出的流媒体资源中所有流媒体数据片的供需比，然后在节点缓存中删除供需比最大的流媒体数据片，缓存它新点播的流媒体数据片，以此来动态调整系统中流媒体资源的分布，进一步增加了系统的稳定性、提高节点的带宽利用率、降低服务器负载，从而更好地保证服务质量。

主权项

1.一种对等网络流媒体点播节点请求转移与缓存替换方法，其特征是：该方法包括设置的节点请求转移模块和节点缓存替换模块；通过节点请求转移模块和节点缓存替换模块，实现对等网络流媒体点播系统中各节点的负载均衡；具体是：在节点请求转移模块中，需要转移请求的节点检查其节点负载度、节点稀缺度、请求紧急度、请求优先级和节点能力值状态，如果其接收到过多的流媒体资源请求，它将按照请求优先级筛选出哪些低优先级的请求，并计算出未超载且持有被请求流媒体资源的邻居节点的节点能力值，然后把其自身无法及时处理的请求转移给这些邻居节点；在节点缓存替换模块中，缓存空间已满的节点检查其流媒体资源替换优先度、流媒体数据片供给度、流媒体数据片需求度和流媒体数据片供需比，并根据其自身已缓存的所有流媒体资源的替换优先度，筛选出哪些低优先度的流媒体资源，并计算这些筛选出来的流媒体资源中的流媒体数据片供需比，然后把供需比最大的流媒体数据片从其缓存中删除，以便其缓存新点播的流媒体数据片；所述节点负载度：是指节点所发送的流媒体资源总量占节点带宽的百分比，它的计算公式如下：在公式(2)中，T是一个时间周期，它的取值为10秒；节点第t秒上传流媒体资源量是指它在第t秒发送给向其请求流媒体资源的节点的流媒体数据片总数；节点第t秒发送的消息量是指它在第t秒发送给向其请求流媒体资源的节点的确认消息包总数，单位是“个数”；节点带宽的单位是“字节”；所述稀缺度：是指缓存了某个流媒体数据片的节点数占其邻居节点总数的比例，它的计算公式如下：在公式(3)中，i是节点的序号，i取值范围是[1，20]，它是目录服务器给每个节点提供邻居节点的总数；节点i的位图值反映了节点i是否缓存了某个流媒体数据片，如果节点i缓存了某个流媒体数据片，那么其位图值是1，否则其位图值是0；所述请求紧急度：是指节点请求的某个流媒体资源期望得到其他节点的响应紧急程度，它的计算公式如下：在公式(4)中，如果节点请求流媒体数据片序号越接近节点当前播放流媒体数据片序号,那么该节点的请求紧急度值就越大，也就是说该节点的请求越紧急；反之则越小；所述请求优先级：是指节点收到若干个流媒体资源的请求后，这些请求被响应的先后顺序，它的计算公式如下：请求优先级＝节点稀缺度×请求紧急度 (5)在公式(5)中，如果请求优先级值越大，那么该请求就优先得到节点的响应，否则该请求就被优先转移给其他节点响应；所述节点能力值：是指节点响应流媒体资源请求的能力，它的计算公式如下：节点能力值＝节点在线时间×(节点历史上传最大速度+节点已上传流媒体数据量) (6)在公式(6)中，节点在线时间的单位为“秒”；节点历史上传最大速度是指节点曾经向其他节点发送流媒体资源的最大传输速度，单位为“字节/秒”；节点已上传流媒体数据量是指节点发送给向其请求流媒体资源的节点的流媒体资源总量，单位是“字节/秒”；所述流媒体资源替换优先度：是指当某个节点的缓存空间满时，保存在该节点缓存中的流媒体资源，被到达该节点需要新保存的流媒体资源替换掉的先后顺序，它的计算公式如下：在公式(7)中，T是一个时间周期，它的取值为30“秒”；近似因子是指某流媒体数据片最近一次被某节点请求的时间距上一次该数据片被其他节点请求的时间间隔，时间间隔的单位为“秒”，近似因子的计算公式如下：所述流媒体数据片供给度：是指在一个时间周期内，在一个流媒体资源中某个流媒体数据片副本总数占其所有的流媒体数据片副本总数的比例，它的计算公式如下：在公式(9)中，t是一个时间单位，单位是“秒”，它的取值范围是[1，30]；流媒体资源L是对等网络流媒体点播系统中任意一个流媒体资源，j是流媒体资源L中的流媒体数据片R的副本序号，它的取值范围为[1,m]，m是流媒体数据片R的副本总数；i是持有流媒体数据片R副本的节点序号，它的取值范围为[1,n]，n是持有流媒体数据片R副本的节点总数；所述流媒体数据片需求度：是指在一个时间周期内，在一个流媒体资源中某个流媒体数据片被其他节点请求的总次数占其所有的流媒体数据片被其他节点请求的总次数的比例，它的计算公式如下：在公式(10)中，t是一个时间单位，单位是“秒”，它的取值范围是[1，30]；流媒体资源L是对等网络流媒体点播系统中任意一个流媒体资源，j是请求流媒体资源L中流媒体数据片R的节点序号，它的取值范围为[1，K]，K是请求流媒体数据片R的节点总数；i是流媒体资源L中流媒体数据片的序号，它的取值范围为[1,P]，P是流媒体资源L中流媒体数据片的总数；所述流媒体数据片供需比：是指某个流媒体数据片供给度与其流媒体数据片需求度之比，它反映了该流媒体数据片的冗余程度，它的计算公式如下：在公式(11)中，如果流媒体数据片R供需比越大，表明流媒体数据片R在对等网络流媒体点播系统中的冗余程度越大，反之则越小。