[發明專利]一種點對點環境下實時數據傳輸路徑生成方法

無效

• 申請號: 200710018538.5
• 申請日: 2007-08-24
• 公開（公告）號: CN101127699A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 鄭慶華;彭挺;劉均;呂偉梅;楊冬;高晶晶
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L1/00;H04L12/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本發明屬于計算機網絡、實時數據傳輸、流媒體應用領域。特別涉及一種點對點環境下實時數據傳輸路徑生成方法。本發明可廣泛應用于在現有點對點網絡中實時數據傳輸、流媒體傳輸等對網絡資源要求高、實時性強的應用領域。

背景技術

近年來，網絡流媒體技術廣泛流行，越來越多的人通過網絡來觀看現場直播、電影及教程等等。然而，多媒體本身需要占用有很大的網絡帶寬，當大量用戶同時請求同一媒體資源時，會給服務器造成很大的壓力，也往往在網絡上造成阻塞。點對點技術的出現，降低了媒體提供者的分發成本，但是，單純的點對點技術并不足以解決上述問題。為了使得網絡上的媒體分發更為容易、代價更低，學術界及工業界現用的方法是采用鏡像服務器、內容分發網絡、多路徑傳輸、點對點等技術。申請人在點對點環境下的實時數據傳輸領域進行查新，主要查到了以下密切相關的文獻：

[1]V.N.Padmanabhan，H.J.Wang，and?P.A.Chou.Resilient?peer-to-peer?streaming.In?Network?Protocols，2003.Proceedings.11thIEEE?International?Conference?on，volume?1，pages?16-27，2003.

提到兩種點對點路徑生成方法：其中一種是隨機路徑生成方式，另外一種是確定性的路徑生成方式，對節點的度及節點的層次進行管理。這兩種路徑均可降低傳輸路徑的相關性，另外，采用確定性路徑生成方式還可以降低節點的層次，在一定程度上提高了系統的可靠性并降低了系統的延遲。

[2]羅建光，張萌，趙黎，楊士強.基于P2P網絡的大規模視頻直播系統.軟件學報，18：391-399，22007.

主要對參與節點列表的加入及退出進行管理，并對節點的緩存進行優化，在傳輸時采用推拉結合的方式進行傳輸，使得上層應用大規模視頻直播的性能得以提升。

[3]A.De?Mauro，D.Schonfeld，and?C.Casetti.A?peer-to-peeroverlay?network?for?real?time?video?communication?using?multiplepaths.In?Multimedia?and?Expo，2006IEEE?International?Conference?on，pages?921-924，2006.

根據在點對點網絡中節點之間存在多條路徑這一事實，本文采用測試包延遲及延遲序列來評估不同路徑之間相關性；在進行傳輸路徑構建時，盡可能選擇不相關的路徑進行傳輸。通過上述技術，以提高系統的可靠性及系統性能。

綜上所述，現有技術的采用，使得網絡流量的得以分散，有效地緩解了服務器的壓力。現有的點對點技術關于實時媒體數據傳輸方面，主要有以下幾方面：節點中緩存的數據進行管理，以減少不必要的網絡傳輸；對節點的加入和離開進行優化，減少其對其它節點的影響；對每個節點連接的子節點數目及節點樹的層次進行優化，提高可靠性并降低延遲；采用拓撲感知技術，在網絡中盡可能采用不相關的路徑進行傳輸，以增加可用帶寬并提高可靠性。然而現有技術都沒有解決數據在網絡中的實際傳輸路徑與網絡物理拓撲結構相去甚遠的問題，并且不能避免同樣在數據在網絡中多次傳輸的缺點，在實際應用中，造成網絡資源開銷過大。

因此，有必要研究一種點對點環境中的實時數據傳輸路徑生成方法，在其中充分考慮網絡設備的實際拓撲結構，在構造傳輸路徑時以盡可能的減少實際傳輸過程對網絡設備的占用，以減少傳輸延遲、提高系統可靠性，并在很大程度上提高網絡資源的利用效率。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提出一種點對點環境下的實時數據傳輸路徑生成方法，充分考慮網絡設備的實際物理拓撲結構且盡可能地減少對網絡資源的占用，以提高上層應用的可靠性及網絡資源的利用率。

本發明主要解決實時數據傳輸過程中對網絡資源占用過多，造成網絡資源浪費的問題。在構建實時數據傳輸路徑時，首先檢測節點之間的傳輸延遲，然后按照傳輸延遲盡可能小的方式構建實時數據傳輸路徑。

本發明的技術方案是這樣實現的：本發明的方法按如下步驟進行：

1)對于一個正在進行實時數據傳輸的包含n個節點的點對點網絡，其所有節點組成的集合記為S_total，其中的各節點分別記為p₁，p₂，p₃…p_n；