[發明專利]一種基于對等計算核心算法改進的視頻點播傳輸方法

無效

• 申請號: 201210147990.2
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102821316A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 王汝傳;裴雙迎;李致遠;孫力娟;韓志杰;邵星;林巧民;肖甫;黃海平
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04N21/258
• 分類號: H04N21/258;H04N21/262;H04N21/437;H04N21/438;H04L29/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種基于對等計算核心算法改進的視頻點播系統傳輸方法，使用的對等計算協議為BitTorrent協議，它對BitTorrent中的片段選擇算法和節點選擇算法進行改進，引進自適應滑動窗口機制對分片選擇請求進行限制，以滿足視頻點播對實時性的要求，屬于對等網絡應用領域。

背景技術

視頻點播技術是分布式流媒體的一種重要的應用技術。視頻點播也被稱為VOD，全稱是Video?on?Demand，即按需要的視頻流播放。視頻點播技術是當前流媒體通信應用的一項前沿技術，是面向未來的信息、通信等相關技術相結合的新技術。同時，視頻點播又是一項業務，它泛指利用交互式網絡將聲音圖像進行實時傳輸，以實現影視點播、信息查詢、電視購物、遠程教育等服務的一項交互式多媒體應用業務。

因特網上的傳統流媒體系統一般是基于C/S模式的，通常包括一臺或多臺服務器和若干客戶端。在C/S模式下，流媒體系統容量（同時服務的客戶端數量）主要由服務器端的網絡輸出帶寬決定，有時服務器的處理能力、內存大小、I/O速率也影響到系統的容量。在C/S模式下，由于傳輸流媒體占用的帶寬大，持續時間長，而服務器端可利用的網絡帶寬有限，所以即使是使用高檔服務器，其系統容量也不過幾百個客戶，不具有經濟規模性。另外，由于互聯網的不確定性，如果客戶端距離服務器較遠，則流媒體傳輸過程中的延遲、抖動、帶寬、丟包率等指標也將更加不確定。服務器為每個客戶單獨發送一次流媒體內容，故網絡資源的消耗也十分巨大。所以在當前資源有限的條件下，如何滿足不斷增長的用戶需求，并在確保服務質量的同時，降低流媒體的服務成本，稱為流媒體技術研究中的重要課題。近幾年興起的P2P技術，能利用互聯網中的各個節點進行對等計算，充分利用互聯網上的空閑資源，允許兩個客戶端直接交換信息，因此受到了廣泛關注。將P2P技術應用于流媒體業務，為解決服務器端網絡帶寬和服務器能力限制問題提供了一種新的思路。在此背景下，基于P2P的視頻點播技術產生了。

BitTorrent是一種高效的P2P文件共享下載工具，通過一個中心的Tracker服務器，BitTorrent客戶端獲取當前下載任務的節點列表，然后各節點之間完全對等的協同完成各文件分片的下載。文件分片共享提高了下載效率，同時無需任何其他服務器的參與。

BitTorrent協議中采用的片段選擇算法為：局部最少分片優先，即每個對等節點都優先選擇鄰居節點中最少的那些片斷去下載，而那些在系統中相對較多的片斷，放在后面下載。

BitTorrent協議中采用的節點選擇算法為：在保持種子所占比例接近全局的種子的比例的情況下，隨機選取節點信息返回給請求節點。

發明內容

技術問題：本發明的目的是通過對BitTorrent協議中的片段選擇算法和節點選擇算法進行改進，同時引進一種自適應滑動窗口機制滿足視頻點播對實時性的要求。較之傳統視頻點播系統，它不僅能夠高效的進行數據傳送，確保視頻點播的流暢性，并能夠降低系統負載，降低運營成本。

技術方案：本發明的一種基于對等計算核心算法改進的視頻點播傳輸方法采用改進的BitTorrent客戶端和改進的索引服務器Tracker提升流媒體資源文件傳輸速度，算法涉及種子文件制作服務器、電子節目單服務器EPG、改進的索引服務器Tracker、流媒體服務器和改進的BitTorrent客戶端模塊；整個視頻點播的傳輸過程如下：

步驟.11：種子文件制作服務器將要發布的流媒體文件制作成種子文件，然

后將種子文件發送到電子節目單服務器EPG；

步驟12：電子節目單服務器EPG下載種子文件，同時根據種子信息制作電

子節目單；

步驟13：視頻點播客戶端在啟動后會自動向電子節目單服務器EPG請求電

子節目單，電子節目單服務器EPG根據該用戶的信息驗證是否屬于注冊用戶，如果用戶通過驗證電子節目單服務器EPG就會向該用戶發送電子節目單，然后用戶的客戶端上就會出現點播節目菜單；

步驟14：根據點播菜單用戶點播想看的節目，之后向電子節目單服務器EPG

請求種子文件，接著電子節目單服務器EPG向用戶發送種子文件；

步驟15：當用戶收到種子文件后馬上進入下載過程，首先通過改進的

BitTorrent客戶端與改進的索引服務器Tracker建立連接，得到鄰居節點信息；

步驟16：改進的BitTorrent客戶端通過這些鄰居節點的信息，采用滑動窗口