[發明專利]一種P2P流媒體啟發式數據調度方法

有效

• 申請號: 200910146908.2
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101645932A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 王勁林;蘇少煒;馮偵探;魯逸峰;任浩;蘇杭;趙永勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/56
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊小蓉

技術領域

本發明涉及計算機網絡流媒體技術領域，更具體地說，涉及一種P2P流媒體數 據傳播過程中的數據調度方法。

背景技術

數據調度問題是P2P流媒體領域的一個重要問題，數據調度策略的優劣直接影 響了P2P流媒體系統的整體性能。目前P2P流媒體系統中使用的數據請求分配方法 按照分配粒度，主要分為兩部分：基于數據層的粗粒度分配和基于數據包的細粒度 分配。在粗粒度分配方法中，主要是基于多重描述編碼的數據分配方法，該方法對 每條多重描述編碼子流采用獨立多播樹進行傳輸，接收方則根據自身帶寬情況選擇 加入到多棵多播樹中，從而適應節點的異構性，但是多重描述編碼的效率比分層編 碼的效率低，同時多重描述編碼的各個分層之間的解碼不存在依賴關系；細粒度分 配方法主要有兩種，一種采用基于TCP友好(TCP-friendly)帶寬測試的數據分配算 法，主要應用在不知發送節點的可用帶寬的條件下通過確保每個數據包僅由一個發 送節點進行發送來傳送數據；另一種則采用了被稱為糾錯編碼為基礎的數據分配算 法，目的是減少數據包在突發丟包網絡環境中的丟失概率。

上述目前存在的數據請求分配方式中，一種是以整個數據段為單位向入節點(本 地節點向某個或某幾個鄰居節點請求數據，這些節點稱為本地節點的入節點)進行 數據請求，另一種是以數據包為單位輪流向入節點進行數據請求。前者在剛開始播 放的時候，如果數據段分得比較大，那么入節點在根據數據包的優先級進行響應時， 則因為序號較小而具有較高優先級的數據包往往都在同一個數據段中，而這一數據 段最終發向一個入節點，而一些優先級較低的數據包則放在另一個數據段中發向另 外一個入節點，從而導致了部分優先級高的數據包得不到及時的響應而部分優先級 較低的數據包則在另外的入節點得到了優先的響應。對于后者，在數據請求到達入 節點中某個或某幾個節點的緩沖區末端，即部分入節點可供請求的最新數據數目已 經不能達到正常播放碼率所要求的數據包的數目時，由于該方式以數據包為單位輪 流向入節點進行數據請求，則會造成擁有稀有數據包的入節點也承擔共有數據包的 請求響應，從而導致擁有稀有數據包的入節點負載過大，變成網絡中的瓶頸節點。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種P2P流媒體啟發式數據調度方法， 是一種基于播放緊急度、本地稀有優先和隨機抖動的數據片段優先級最大化的啟發 式數據調度方法。其有效利用異構網絡中的帶寬資源，減少源節點的數據流量，增 強P2P流媒體網絡的魯棒性。

另外，本發明的P2P流媒體啟發式數據調度方法，考慮到數據片段的播放時間， 離播放點越近的數據片段，其請求優先級要比離播放點較遠的優先級更高。該方法 中加入了一個隨機的抖動參數，以避免網絡中具有同樣稀有度的數據片段因具有相 同的優先級而在調度過程中按照距離播放點的遠近過于集中調度到距離播放點較近 的數據片段上。節點根據各個數據片段的優先級進行優先級最大化的啟發式模擬調 度，選取優先級和最大的調度方案確定為最終調度方案，從而進一步提高服務器性 能。

由此，為了實現上述目的，本發明的一種P2P流媒體啟發式數據調度方法，按 照預定義優先級的大小將各個待調度數據片段隨機向擁有該數據片段的入節點調 度，根據優先級和的大小逐步替代現有方案，最終選取優先級和最大的方案作為最 終的調度方案，具體包括以下步驟：

1)本地節點首先根據上次向各個入節點調度的數據量以及接收到的數據量更新 各個入節點的服務能力；

(這里，入節點是指鄰居節點中實際向本地節點提供數據輸入的節點。入節點 分為兩類：普通入節點和服務入節點。普通入節點指的是入節點中的普通用戶節點， 和服務入節點相對而言。服務入節點指的是入節點中的服務器節點。)

2)本地節點掃描發送隊列，將已超時的數據片段加入到備選調度數據片段隊列 中；

3)本地節點根據本地緩沖區的狀態統計本次要調度的數據片段，并將這些數據 片段加入到備選調度數據片段隊列中；

4)計算備選調度數據片段隊列中的每個數據片段的優先級，并將這些備選調度 數據片段按照優先級的大小排序，

這里，計算備選調度數據片段隊列中的每個數據片段的優先級時可根據下述公 式(1)進行計算，即數據調度優先級的定義如下：