專利名稱：一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)，尤其涉及在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，具體涉及一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于用戶數(shù)量的不斷增大，傳統(tǒng)的服務(wù)器/客戶端形式的流媒體系統(tǒng)已無(wú)法滿足大規(guī)模用戶的并發(fā)需求，給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了大量的部署和維護(hù)開銷。在這樣的背景下，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在流媒體系統(tǒng)中得到了大量應(yīng)用。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本思想即通過(guò)用戶間的相互協(xié)作，從而降低服務(wù)器的壓力，避免單點(diǎn)瓶頸的問(wèn)題。在基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的流媒體系統(tǒng)中，一般來(lái)說(shuō)，用戶越多，所可能可以協(xié)作的節(jié)點(diǎn)越多。然而，在許多系統(tǒng)中，尤其是點(diǎn)播系統(tǒng)，由于內(nèi)容龐大，許多節(jié)目在同一個(gè)時(shí)間可能只被很少的人觀看，因此，可相互協(xié)作的節(jié)點(diǎn)數(shù)量也很少，從而導(dǎo)致了較高的服務(wù)器壓力。 而在一些熱門節(jié)目頻道，觀看用戶較多，并不需要所有節(jié)點(diǎn)都要為他人提供服務(wù)，導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)?；谏鲜鰡?wèn)題，本發(fā)明基于傳統(tǒng)的服務(wù)器/客戶端形式以及現(xiàn)有的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的流媒體系統(tǒng)提出一種基于虛擬節(jié)點(diǎn)的服務(wù)協(xié)作方法，使有空閑資源的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)生成虛擬節(jié)點(diǎn)，為對(duì)服務(wù)器資源消耗形成較大壓力的節(jié)點(diǎn)起到臨時(shí)服務(wù)器的作用，從而降低系統(tǒng)的服務(wù)器上行壓力，減少網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服上述問(wèn)題，從而提供一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法和系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，該方法基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，用于降低網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器的總壓力，所述方法包含如下步驟步驟1，用于將對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的若干節(jié)點(diǎn)生成虛擬節(jié)點(diǎn)的步驟。步驟2，用于基于生成的虛擬節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，如果節(jié)點(diǎn)所需的數(shù)據(jù)包無(wú)法從其鄰居節(jié)點(diǎn)返回，則向其虛擬節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，如果虛擬節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有，才向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)。其中，所述虛擬節(jié)點(diǎn)是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在滿足自身工作需求的情況下，具有額外服務(wù)能力，同時(shí)，將這部分額外服務(wù)能力虛擬為一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)作，而這個(gè)所生成的新的節(jié)點(diǎn)，稱為虛擬節(jié)點(diǎn)。上述技術(shù)方案中，所述步驟1具體步驟為節(jié)點(diǎn)周期性檢查自己的剩余服務(wù)能力， 如果在一段時(shí)間內(nèi)，剩余服務(wù)能力大于一定閾值，則由該點(diǎn)將剩余服務(wù)能力或者剩余服務(wù)能力中的一部分與其已使用部分進(jìn)行劃分，生成虛擬節(jié)點(diǎn)。 所述步驟2進(jìn)一步包含如下子步驟
步驟2-1，選取對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)。步驟2-2，虛擬節(jié)點(diǎn)為對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)從其它節(jié)點(diǎn)或服務(wù)器預(yù)取其當(dāng)前播放點(diǎn)較近點(diǎn)開始的數(shù)據(jù)，承擔(dān)臨時(shí)服務(wù)器的作用。步驟2-3，當(dāng)節(jié)點(diǎn)在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，首先從鄰居節(jié)點(diǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)；當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)，如果存在為該點(diǎn)服務(wù)的虛擬節(jié)點(diǎn)，則向虛擬節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求；如果沒(méi)有虛擬節(jié)點(diǎn)或者虛擬節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有所需數(shù)據(jù)，才向服務(wù)器請(qǐng)求?？蛇x的，所述步驟2-1進(jìn)一步包含如下子步驟服務(wù)器周期性的檢查日志文件，獲得在最近一段時(shí)間內(nèi)訪問(wèn)過(guò)該服務(wù)器的所有節(jié)點(diǎn)，并計(jì)算每個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)對(duì)服務(wù)器帶來(lái)的帶寬消耗；服務(wù)器將基于帶寬消耗的消耗代價(jià)從大到小進(jìn)行排序，得到節(jié)點(diǎn)列表SOP= Isop1, SOP2,…SOPi…，SOPsnJ以及節(jié)點(diǎn)序列表對(duì)應(yīng)的消耗代價(jià)集合SN = Isn1, sn2,…Sni, Snw…，snSNJ，基于以上排序，選出服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)Sop1。其中，所述消耗代價(jià)是網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)Pi對(duì)服務(wù)器的上行帶寬消耗占用量除以Y 得到的值，Y為假設(shè)的所有視頻的碼率，且SNC彡NC，，并且1彡i彡SNC-1，其中NC為全網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目。所述虛擬節(jié)點(diǎn)采用基于推的方法預(yù)取對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)所需的數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案中步驟2-2所述其它節(jié)點(diǎn)采用如下策略確定步驟2-2-1，從SOP中順序選擇節(jié)點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)點(diǎn)soPi，其當(dāng)前播放點(diǎn)為Pbi ；當(dāng)一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)VPj被使用，則該虛擬節(jié)點(diǎn)需要為節(jié)點(diǎn)Sopi預(yù)取播放點(diǎn)在Ph+Δ之后的數(shù)據(jù)， 通過(guò)服務(wù)器S得到播放點(diǎn)在Pbi+Δ或者接近Pbi+Δ的節(jié)點(diǎn)集合為
權(quán)利要求
1.一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，該方法基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，用于降低網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器的總壓力，所述方法包含如下步驟步驟1，用于將對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的若干節(jié)點(diǎn)生成虛擬節(jié)點(diǎn)的步驟；步驟2，用于基于生成的虛擬節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)服務(wù)，進(jìn)行調(diào)度數(shù)據(jù)，其調(diào)度方法為， 在數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，如果節(jié)點(diǎn)所需的數(shù)據(jù)包無(wú)法從其鄰居節(jié)點(diǎn)返回，則向其虛擬節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，如果虛擬節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有，才向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)；其中，所述虛擬節(jié)點(diǎn)是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在滿足自身工作需求的情況下，具有額外服務(wù)能力，同時(shí)，將這部分額外服務(wù)能力虛擬為一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)作，而這個(gè)所生成的新的節(jié)點(diǎn)，稱為虛擬節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，其特征在于，所述步驟1具體步驟為節(jié)點(diǎn)周期性檢查自己的剩余服務(wù)能力，如果在一段時(shí)間內(nèi)，剩余服務(wù)能力大于一定閾值，則由該點(diǎn)將剩余服務(wù)能力或者剩余服務(wù)能力中的一部分與其已使用部分進(jìn)行劃分，生成虛擬節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，其特征在于，所述步驟2進(jìn)一步包含如下子步驟步驟2-1，選取對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)；步驟2-2，虛擬節(jié)點(diǎn)為對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)從其它節(jié)點(diǎn)或服務(wù)器預(yù)取其當(dāng)前播放點(diǎn)較近點(diǎn)開始的數(shù)據(jù)，承擔(dān)臨時(shí)服務(wù)器的作用；步驟2-3，當(dāng)節(jié)點(diǎn)在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，首先從鄰居節(jié)點(diǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)；當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)，如果存在為該點(diǎn)服務(wù)的虛擬節(jié)點(diǎn)，則向虛擬節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求；如果沒(méi)有虛擬節(jié)點(diǎn)或者虛擬節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有所需數(shù)據(jù)，才向服務(wù)器請(qǐng)求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，其特征在于，所述步驟2-1進(jìn)一步包含如下子步驟服務(wù)器周期性的檢查日志文件，獲得在最近一段時(shí)間內(nèi)訪問(wèn)過(guò)該服務(wù)器的所有節(jié)點(diǎn)， 并計(jì)算每個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)對(duì)服務(wù)器帶來(lái)的帶寬消耗；服務(wù)器將基于帶寬消耗的消耗代價(jià)從大到小進(jìn)行排序，得到節(jié)點(diǎn)列表SOP = Isop1, sop2，…Sopi…，SOPsnJ以及節(jié)點(diǎn)序列表對(duì)應(yīng)的消耗代價(jià)集合SN = Isn1, sn2, -Sni, sni+1…，imSNJ，從以上排序中選取若干排序靠前的節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)；其中，所述消耗代價(jià)是網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)Pji服務(wù)器的上行帶寬消耗占用量除以Y得到的值，Y為假設(shè)的所有視頻的碼率，且SNC ( NC, Sni彡sni+1，并且1彡i彡SNC-1，其中 NC為全網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，其特征在于，步驟 2-2所述其它節(jié)點(diǎn)采用如下策略確定步驟2-2-1，從SOP中順序選擇節(jié)點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)點(diǎn)soPi，其當(dāng)前播放點(diǎn)為Pbi ；當(dāng)一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)VPj被使用，則該虛擬節(jié)點(diǎn)需要為節(jié)點(diǎn)Sopi預(yù)取播放點(diǎn)在Pbi+Δ之后的數(shù)據(jù)，通過(guò)服務(wù)器S得到播放點(diǎn)在Pbi+Δ或者接近Pbi+Δ的節(jié)點(diǎn)集合為={風(fēng),風(fēng),...JrjJ，該集合稱為可為提供所需數(shù)據(jù)的候選數(shù)據(jù)提供集；步驟2-2-2，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)pri;定義一個(gè)內(nèi)容提供優(yōu)先級(jí)pCi，表征該節(jié)點(diǎn)和其鄰居節(jié)點(diǎn)的平均數(shù)據(jù)提供能力，依據(jù)提供優(yōu)先級(jí)的值選取若干節(jié)點(diǎn)作為能為虛擬節(jié)點(diǎn)提供其所需數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，也稱為虛擬節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)協(xié)作節(jié)點(diǎn)；步驟2-2-3，對(duì)于選擇出的為節(jié)點(diǎn)Sopi承擔(dān)臨時(shí)服務(wù)器的虛擬節(jié)點(diǎn)νρ」，將其插在Sopi 和上步確定的數(shù)據(jù)協(xié)作節(jié)點(diǎn)之間，從而分流服務(wù)器負(fù)載；其中，所述虛擬節(jié)點(diǎn)采用基于推的方法預(yù)取數(shù)據(jù)；所述Δ是一個(gè)較小的數(shù)，可預(yù)設(shè)值，也可根據(jù)性能進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；所述平均數(shù)據(jù)提供能力的計(jì)算方法如下式
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，其特征在于，基于提供優(yōu)先級(jí)采用下式為虛擬節(jié)點(diǎn)選擇其數(shù)據(jù)協(xié)作節(jié)點(diǎn)
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法，其特征在于，如果連續(xù)若干個(gè)周期內(nèi)，所生成虛擬節(jié)點(diǎn)的原始節(jié)點(diǎn)所帶來(lái)的服務(wù)器壓力大于之前幾個(gè)周期， 則將其生成的虛擬節(jié)點(diǎn)退出；其中，所述的原始節(jié)點(diǎn)為有虛擬節(jié)點(diǎn)為其提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)。
8.一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，用于降低網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器的總壓力，所述系統(tǒng)包含如下步驟位于各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的虛擬節(jié)點(diǎn)生成模塊，該模塊用于將對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的擁有剩余服務(wù)能力的若干節(jié)點(diǎn)生成虛擬節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)調(diào)度策略生成模塊，該模塊基于生成的虛擬節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，如果節(jié)點(diǎn)所需的數(shù)據(jù)包無(wú)法從其鄰居節(jié)點(diǎn)返回，則向其虛擬節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，如果虛擬節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有，才向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)；其中，所述虛擬節(jié)點(diǎn)是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在滿足自身工作需求的情況下，具有額外服務(wù)能力，同時(shí)，將這部分額外服務(wù)能力虛擬為一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)作，而這個(gè)所生成的新的節(jié)點(diǎn)，稱為虛擬節(jié)點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬節(jié)點(diǎn)生成模塊周期性檢查自己的剩余服務(wù)能力，如果在一段時(shí)間內(nèi)，剩余服務(wù)能力大于一定閾值，則由該點(diǎn)將剩余服務(wù)能力或者剩余服務(wù)能力中的一部分與其已使用部分進(jìn)行劃分，生成虛擬節(jié)點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)調(diào)度策略生成模塊進(jìn)一步包含如下子模塊位于服務(wù)器上各節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)記錄子模塊，該模塊用于記錄各節(jié)點(diǎn)對(duì)服務(wù)器的訪問(wèn)記錄，基于訪問(wèn)記錄選取對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)；預(yù)取子模塊，用于對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)從其它節(jié)點(diǎn)或服務(wù)器預(yù)取其當(dāng)前播放點(diǎn)較近點(diǎn)開始的數(shù)據(jù)；策略生成子模塊，用于當(dāng)某節(jié)點(diǎn)在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，首先從鄰居節(jié)點(diǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)；當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)，如果存在為該點(diǎn)服務(wù)的虛擬節(jié)點(diǎn)，則向虛擬節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求；如果沒(méi)有虛擬節(jié)點(diǎn)或者虛擬節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有所需數(shù)據(jù)，才向服務(wù)器請(qǐng)求；其中，所述虛擬節(jié)點(diǎn)采用基于推的方法預(yù)取對(duì)服務(wù)器資源消耗高的節(jié)點(diǎn)所需的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方法及系統(tǒng)，該方法基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，用于降低網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器的總壓力，所述方法包含如下步驟步驟1，用于將對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)生成虛擬節(jié)點(diǎn)的步驟；步驟2，用于基于生成的虛擬節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)服務(wù)，進(jìn)行調(diào)度數(shù)據(jù)，其調(diào)度方法為，在數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，如果節(jié)點(diǎn)所需的數(shù)據(jù)包無(wú)法從其鄰居節(jié)點(diǎn)返回，則向其虛擬節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，如果虛擬節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有，才向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)；其中，所述虛擬節(jié)點(diǎn)是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在滿足自身工作需求的情況下，具有額外服務(wù)能力，同時(shí)，將這部分額外服務(wù)能力虛擬為一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)作，而這個(gè)所生成的新的節(jié)點(diǎn)，稱為虛擬節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102546593SQ20111040136
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者尤佳莉, 李曉林, 王勁林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所