[發明專利]一種對視頻信息進行分段下載均衡的方法

有效

• 申請號: 201110386745.2
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102368833A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 李茗;邵長松
• 申請（專利權）人: 樂視網信息技術（北京）股份有限公司
• 主分類號: H04N21/63
• 分類號: H04N21/63;H04N21/643
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;馬耀揚

技術領域

本發明涉及網絡通信領域，具體涉及一種對視頻信息進行分段下載均衡的方法。

背景技術

近年來，隨著計算機網絡的普及，互聯網視頻業務得到了高速的發展。各個視頻網站的后端服務器中都存儲了海量的視頻或音頻信息，并推出相應的網絡電視供應客戶端在線觀看信息內容。為了保證及時播放信息，需要充分利用網絡帶寬進行快速下載，以提高客戶端在線觀看的流暢性。

傳統的信息下載技術是單鏈接類型的，將要下載的信息在一個線程內與服務器建立一條TCP鏈接，利用所述TCP鏈接從頭到尾遍歷下載的信息對象，將其存入本地客戶端。其客戶端主機網絡輸入/輸出端口吞吐量和時間的關系如圖1所示，其中，橫向坐標軸代表下載的時間，縱向坐標軸代表主機網絡輸入/輸出端口吞吐量。

單鏈接類型下載的缺陷在于，由于操作系統內核的TCP緩沖區的存儲容量有限，TCP滑動窗口會控制輸入/輸出流量，因此，雖然信息傳輸的過程較為穩定，但是網絡輸入/輸出吞吐量遠低于客戶端輸出口的網絡帶寬的大小，且如圖1所示，無法繼續提高，即當下載時間到t1時，吞吐量達到最大值max,然后吞吐量不在隨著時間的增長繼續線性增長，而是保持不變。

以網絡視頻業務為例，由于客戶端播放網絡視頻時需要高碼率（碼率就是數據傳輸時單位時間傳送的數據位數，一般我們用的單位是kbps，即千位每秒），例如720p、1080p的高清視頻，傳統的單鏈接下載容易導致視頻無法保證播放的連續性。

因此，需要對傳統的單鏈接類型進行改進，將服務器端要下載的文件從邏輯上切分為若干段，客戶端與服務端同時建立多條鏈接，每條鏈接分別對應不同的文件段下載，總計使用的帶寬為每條鏈接占用的帶寬的累加，

在實現文件分段下載時，首先想到的是多線程方式，即每個線程負責一個文件塊的下載。在單個CPU的情況下，多線程的“并發”只是邏輯上的“并發”，而不是物理上的“并發”。操作系統以輪換方式為每個線程分配時間片，并負責線程的調度。這些都是要耗費資源的。而且多線程技術涉及到競爭、互斥等問題，若處理不當非常容易導致邏輯上的錯誤。

發明內容

本發明的目的是提供一種對視頻信息進行分段下載均衡的方法，有效地占用主機帶寬，而且必須同時滿足保證視頻流暢播放并且保證多鏈路負載相對均衡。

現代的操作系統都在內核層級中提供了對I/O多路復用，即同一工作線程內多鏈路的支持。每條鏈路是獨立的，都在做數據包的I/O處理，數據塊在各自鏈路所屬的用戶空間緩沖區、內核空間緩沖區、網絡協議棧發送緩沖區/接收緩沖區、網卡發送緩沖區/接收緩沖區之間來回拷貝。I/O多路復用在內核中基本都是以事件驅動、Reactor等技術實現，并向應用層提供了簡單的接口，如linux中的epoll、select，windows中的IO完成端口等。因此從應用層編程的角度來說，單線程多鏈路是非常容易實現的，且簡單易用，因為很多重要的工作都是由操作系統內核來處理。因此可以使用單線程多鏈路或多線程多鏈路的方式來替代多線程。

所述方法包括：

a）在客戶端建立全局調度表，所述全局調度表包括已調度區和未調度區；

b）在所述客戶端啟動對服務器端視頻信息的下載任務，獲取所述服務器端視頻信息的文件大小N’和視頻碼率，已經為文件分段大小指定一個最高的閾值U；

c）在所述客戶端建立M條與所述服務器端的鏈接，M為正整數，且大于等于2；

d）在所述客戶端為每條鏈接分配對應的第一個下載任務，將所述第一個下載任務指定下載的文件大小記為firstlen，此時，所述已調度區為：

[0，firstLen)負責對第一條鏈接上的第一個下載任務下載，

[firstLen，firstLen*2)?負責對第二條鏈接上的第一個下載任務下載，

[firstLen*2，firstLen*3)?負責對第三條鏈接上的第一個下載任務下載,以此類推，一直到，

[firstLen*(M-2)，firstLen*(M-1))?負責對第M-1條鏈接上的第一個下載任務下載，

[firstLen*(M-1)，firstLen*M)?負責對鏈接M上的第一個下載任務下載，

未調度區為：

[firstLen*M，N’]；

e）在所述客戶端對每條鏈接上的數據進行下載，當第N（N大于等于1，且小于等于M）條鏈接上的所述第一個下載任務下載完畢后，計算所述第N條鏈接上的帶寬；