[發(fā)明專利]一種與PeerCast網(wǎng)絡(luò)兼容的仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910059017.3
• 申請(qǐng)日: 2009-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN101873233A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周世杰;秦志光;陸慶;何興高;李亞龍;楊文君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/26
• 分類號(hào): H04L12/26;H04L29/08;H04L29/06
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種與PeerCast網(wǎng)絡(luò)兼容的仿真方法。該方法使用分布式仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)PeerCast仿真系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可構(gòu)造一個(gè)與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)兼容的大規(guī)模PeerCast仿真網(wǎng)絡(luò)，仿真節(jié)點(diǎn)與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中的PeerCast節(jié)點(diǎn)之間能夠相互獲取數(shù)據(jù)并播放流媒體，可實(shí)現(xiàn)對(duì)PeerCast網(wǎng)絡(luò)基本特征的測(cè)量和分析，從而為深層研究PeerCast協(xié)議提供了有效途徑。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及的PeerCast特指www.peercast.org發(fā)布的開源P2P直播流媒體軟件PeerCast，這是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的非營(yíng)利性項(xiàng)目。

PeerCast網(wǎng)絡(luò)可分為四層，從高到低依次是Yellow?Page(簡(jiǎn)稱YP)、廣播者、轉(zhuǎn)播者和收聽者，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，屬于典型的樹狀結(jié)構(gòu)。YP處于網(wǎng)絡(luò)最高層，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)；下面幾層中，傳輸同一個(gè)頻道的所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一棵廣播樹，其中廣播者是頻道廣播樹的根節(jié)點(diǎn)，從流媒體編碼器(圖中未畫出)獲取原始數(shù)據(jù)，向上提供頻道信息，以便YP進(jìn)行索引，向下提供流媒體數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)播者處于中間，它的存在體現(xiàn)了P2P網(wǎng)絡(luò)的基本特征：即節(jié)點(diǎn)不僅接收數(shù)據(jù)，還要進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；收聽者處于最低層，是廣播樹的葉子節(jié)點(diǎn)，只下載而不提供上傳。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明轉(zhuǎn)播者和收聽者這兩種PeerCast節(jié)點(diǎn)的基本工作原理。

1.節(jié)點(diǎn)加入

(1)連接YP：用戶首先訪問(wèn)YP的Web頁(yè)面，該頁(yè)面中顯示了一份完整的頻道列表。在手動(dòng)選取想要收聽的頻道后，YP根據(jù)請(qǐng)求的頻道ID返回該頻道的廣播者信息。

(2)連接廣播者：節(jié)點(diǎn)先向廣播者發(fā)送HTTP協(xié)議格式的頻道請(qǐng)求，收到回復(fù)后發(fā)送握手消息，握手成功后可能有兩種情況：第一，若廣播者轉(zhuǎn)播數(shù)未達(dá)到設(shè)置上限，握手成功后即開始向節(jié)點(diǎn)連續(xù)傳輸流媒體數(shù)據(jù)，并將本節(jié)點(diǎn)加入其子節(jié)點(diǎn)列表；第二，若廣播者轉(zhuǎn)播數(shù)已達(dá)到設(shè)置上限，無(wú)法為本節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，則握手成功后，廣播者將根據(jù)一定算法從自己的所有子節(jié)點(diǎn)中為本節(jié)點(diǎn)選取最多8個(gè)備選父節(jié)點(diǎn)，本節(jié)點(diǎn)收到這些節(jié)點(diǎn)信息后將其加入鄰居列表，從中選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，如此循環(huán)至成功接收流媒體數(shù)據(jù)為止。

如連接的節(jié)點(diǎn)位于防火墻或NAT后，需要通過(guò)YP中轉(zhuǎn)連接請(qǐng)求。

2.節(jié)點(diǎn)正常退出

節(jié)點(diǎn)正常退出時(shí)，先向所有直接子節(jié)點(diǎn)(即鄰接子節(jié)點(diǎn))發(fā)送退出消息，再向父節(jié)點(diǎn)最后廣播一次本機(jī)信息，并斷開頻道數(shù)據(jù)流，父節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到流斷開后將向本節(jié)點(diǎn)發(fā)送退出消息，最后節(jié)點(diǎn)斷開所有連接，退出網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)正常退出前沒(méi)有幫助其子節(jié)點(diǎn)重定向到新的父節(jié)點(diǎn)，連接斷開后，其直接子節(jié)點(diǎn)需要自行重新加入廣播樹。

3.節(jié)點(diǎn)異常退出

節(jié)點(diǎn)異常退出時(shí)，其父節(jié)點(diǎn)及直接子節(jié)點(diǎn)均立即檢測(cè)到數(shù)據(jù)流斷開，父節(jié)點(diǎn)回收其占用的資源，直接子節(jié)點(diǎn)重新加入廣播樹。不管節(jié)點(diǎn)是正常退出還是異常退出，父節(jié)點(diǎn)都沒(méi)有立即從其子節(jié)點(diǎn)列表刪除本節(jié)點(diǎn)的信息，需要經(jīng)過(guò)若干個(gè)廣播包發(fā)送周期后才會(huì)刪除已退出的節(jié)點(diǎn)信息，這可能造成后加入的節(jié)點(diǎn)獲得無(wú)效的備用父節(jié)點(diǎn)信息。另外PeerCast節(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有維持連接的心跳包，是通過(guò)檢測(cè)連接是否斷開來(lái)發(fā)現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)異常退出的。

4.數(shù)據(jù)傳輸

廣播樹中的數(shù)據(jù)傳輸采用純推機(jī)制(push)，即數(shù)據(jù)是由父節(jié)點(diǎn)主動(dòng)發(fā)送的，無(wú)需子節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求。節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后，即開始連續(xù)接收父節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的流媒體數(shù)據(jù)，通常接收的第一個(gè)數(shù)據(jù)包為流媒體頭，隨后的都是普通流數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中父節(jié)點(diǎn)不會(huì)向本節(jié)點(diǎn)發(fā)送任何額外的消息。

5.與播放器通信

節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)保存到自己的流媒體緩沖區(qū)中，該緩沖區(qū)由一個(gè)循環(huán)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)，當(dāng)緩沖數(shù)據(jù)足夠多時(shí)，節(jié)點(diǎn)將調(diào)用本地媒體播放器。節(jié)點(diǎn)與播放器之間的通信采用HTTP?1.0協(xié)議，流媒體數(shù)據(jù)被映射為一個(gè)HTTP服務(wù)器上的文件，播放器訪問(wèn)該文件地址，從節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)后解碼播放。節(jié)點(diǎn)只是完成了數(shù)據(jù)的傳輸，不涉及任何流媒體的編解碼操作。

6.廣播節(jié)點(diǎn)信息

節(jié)點(diǎn)會(huì)定時(shí)向上層節(jié)點(diǎn)廣播本機(jī)信息，廣播包首先發(fā)給父節(jié)點(diǎn)，然后被層層向上轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)廣播者。其經(jīng)過(guò)途中的所有節(jié)點(diǎn)都將根據(jù)廣播包內(nèi)容更新自己的子節(jié)點(diǎn)列表。可以看出這屬于匯聚式的消息轉(zhuǎn)發(fā)(區(qū)別于洪泛式轉(zhuǎn)發(fā))。廣播包中含有兩個(gè)重要的數(shù)值：

hops：表示廣播包源節(jié)點(diǎn)與收到包的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)，初始值為0，每經(jīng)過(guò)一跳加1；

ttl：表示廣播包的剩余生存時(shí)間，初始值通常為11，每經(jīng)過(guò)一跳減1，值減為0時(shí)廣播包將不再向上轉(zhuǎn)發(fā)。