[發明專利]一種P2P流媒體系統中的數據調度方法及其裝置

有效

• 申請號: 201210564006.2
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103124292A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 羅笑南;鐘浩清;孟思明;薛凱軍
• 申請（專利權）人: 東莞中山大學研究院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及流媒體傳輸技術領域，尤其涉及一種P2P流媒體系統中的數據調度方法及其裝置。?

背景技術

隨著通訊技術的飛速發展，人們對計算機的處理能力及網絡帶寬資源的要求越來越高，與此同時，文字信息、音視頻信息在網絡中的應用也得到了迅猛的發展。流媒體技術主要應用在視頻直播、點播系統、電視會議和遠程教育中，因此流媒體數據的傳輸對播放延遲、帶寬利用率以及丟包率都有較高要求。?

流媒體系統中的數據具有實時性、連續性和時序性等特性。實時性即網絡拓撲中尤其是流媒體直播系統中傳輸的流媒體數據要能實時傳輸；連續性即數據能夠按照產生的先后順序連續到達播放端；時序性即流媒體數據經過解碼能得到及時播放，音視頻的實時傳輸已成為網絡業務的主要形式。為了讓用戶體驗到更高質量、更好效果的媒體服務，覆蓋網的拓撲結構對研究流媒體技術至關重要，同時，選擇好合理的網絡拓撲后，如何對網絡中傳輸的數據進行合理的調度成為提高媒體資源播放質量的關鍵問題。?

數據調度作為P2P流媒體直播系統中的一個關鍵部分，是采取一種有效的機制實現從不同的節點調度所需要的數據，然后傳輸給子節點的過程，以便改善整個網絡的性能。調度的目的是在保證有效完成數據傳輸的情況下，能夠利用最少的網絡帶寬資源和系統控制開銷，獲得最低的播放延遲。通過合理的數據調度算法，Internet上的主機可以充分利用各個節點中空閑的網絡帶寬和存儲資源，在從網絡中其他節點得到服務的同時，也要把自己擁有的資源提供給其他主機，通過節點之間的交互，使得網絡中帶寬資源得到高效利用，同時能夠避免數據傳輸中的擁塞問題。?

在P2P流媒體系統中，首先要解決數據的調度問題，即拓撲中的每個節點應該從哪些鄰居節點中獲取媒體數據，又應該為哪些節點提供資源。目前，P2P流媒體直播系統有兩種關鍵技術：網絡拓撲結構和數據調度算法，其中網絡拓撲結?構主要是單播樹或多組播樹以及網狀拓撲結構，數據調度算法則主要基于推、拉或推拉結合的方法。?

流媒體中的網絡拓撲以及調度算法在提高流媒體性能方面發揮著重要作用，目前，基于單播或多播樹拓撲結構的系統一般采用推的調度方案，數據分發方法實現簡單，只是由根節點簡單的向下推送數據，分發策略中沒有復雜算法且容易實現，但是也存在嚴重的缺陷。根節點為整個網絡中的節點提供服務，承載了極大的負荷且拓撲的可擴展性較差，一旦父節點崩潰，則影響整個網絡中信息的傳輸。同時，媒體數據從父節點推送下去，也會出現大量的數據冗余，極大增加了播放延遲，浪費了網絡中的帶寬資源；且樹中的葉子節點不參與上傳數據，節點之間負載不均衡。?

傳統的調度算法一般是基于拉的調度策略，這種拉的調度算法中父節點首先向子節點發送一個緩沖區映射表（Buffer?Map，BM）文件，告知子節點自己的緩存中擁有哪些數據，然后子節點根據這個文件決定應該向哪些父節點拉取自己所需要的數據。比如經典模型DONet中，為了滿足數據包在最后播放期限之前到達目的端，采取最少塊優先調度策略即優先傳輸稀有的數據包，這種最少塊優先調度算法不能保證數據包的有序到達，因此也不能保證子節點媒體數據的連續播放。另外，為了降低交換BM等控制消息的開銷，父節點通常等到自己的BM達到相當大值的時候，才向子節點發送自己所持有的數據對應的BM，這無疑增加了數據調度的啟動時延。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，本發明提供了一種P2P流媒體系統中的數據調度及其裝置，可提高帶寬的利用率，降低媒體播放延遲，并降低了丟包率，使得流媒體可得到高質量的播放。?

為了解決上述問題，本發明提出了一種P2P流媒體系統中的數據調度方法，所述方法包括：?

子節點檢查自己的播放緩存，判斷本地播放緩存中是否存在丟包現象；?

若存在丟包現象，子節點根據記錄的一個字節的信息和記錄的帶寬向帶寬累積最大且擁有丟包的父節點發送丟包請求；?

父節點根據丟包請求向子節點發送數據包；?

子節點根據該數據包對本地播放緩存進行修復。?

優選地，所述父節點根據丟包請求向子節點發送數據包的步驟包括：?

父節點在每個數據包后面添加一個字節的附加信息；?

將添加附加信息的數據包發送給子節點。?

優選地，所述字節由8位二進制序列組成，表示所發送的數據包的前4個和后4個數據包是否存在于父節點中。?

優選地，所述字節的前4位表示所發送的數據包的前4個數據表是否存在于父節點中；所述字節的后4位表示所發送的數據包的后4個數據表是否存在于父節點中。?