專利名稱：一種自適應(yīng)的p2p流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法及節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法及節(jié)點。
背景技術(shù)：
近年來，隨著寬帶通信和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，在線直播，視頻點播，文件下載等各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也應(yīng)運而生，對傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器(C/S)模式的服務(wù)系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)，隨著用戶規(guī)模的增大，傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器(C/S)模式的服務(wù)系統(tǒng)需要消耗更多 的軟硬件資源，已經(jīng)不能滿足大規(guī)模用戶的需求，因此基于P2P的服務(wù)系統(tǒng)迅速發(fā)展并逐漸成為相對成熟的應(yīng)用。 從功能上看,P2P系統(tǒng)一般主要有2類邏輯層構(gòu)成1)覆蓋網(wǎng)層(Overlay Layer),該層主要是描述P2P服務(wù)系統(tǒng)中節(jié)點之間如何組織，為進一步選擇合作節(jié)點和數(shù)據(jù)交互打下基礎(chǔ)；2)數(shù)據(jù)調(diào)度層(Data Schedule Layer)，該層主要負(fù)責(zé)合作節(jié)點之間如何進行數(shù)據(jù)調(diào)度，滿足節(jié)點正常服務(wù)需求的同時最大化節(jié)點服務(wù)能力，從而提高系統(tǒng)整體性能。目前，大多數(shù)傳統(tǒng)的P2P流媒體系統(tǒng)在調(diào)度中選取數(shù)據(jù)片時，僅考慮自身狀態(tài)或者鄰居節(jié)點在節(jié)點請求時的狀態(tài)，未考慮節(jié)點請求數(shù)據(jù)時鄰居節(jié)點的狀態(tài)變化，這使得節(jié)點的數(shù)據(jù)請求并不能達(dá)到預(yù)期的效果；節(jié)點的數(shù)據(jù)請求未考慮節(jié)點獲取數(shù)據(jù)的能力，這使得節(jié)點將過多的請求用于滿足自身播放的需要，不利于整體播放質(zhì)量的提高；請求數(shù)據(jù)時未考慮節(jié)點自身的上行帶寬，節(jié)點上行帶寬越高，則節(jié)點為其它節(jié)點提供數(shù)據(jù)的能力越強，擁有其他節(jié)點所缺少的數(shù)據(jù)越有利于提高節(jié)點上行帶寬的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服現(xiàn)有技術(shù)的P2P流媒體系統(tǒng)中的合作節(jié)點在調(diào)度中選取數(shù)據(jù)片時，各個請求節(jié)點僅考慮自身狀態(tài)或者其鄰居節(jié)點在節(jié)點請求時的狀態(tài)等缺陷，導(dǎo)致的節(jié)點的數(shù)據(jù)請求不能達(dá)到預(yù)期的效果且不利于整體播放質(zhì)量的提高等問題，從而提供一種自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法及節(jié)點。為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明提供一種自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法，該方法基于P2P網(wǎng)絡(luò)中的合作節(jié)點，所述合作節(jié)點中擁有本節(jié)點當(dāng)前調(diào)度周期需要請求的數(shù)據(jù)片，所述方法包含步驟1，第一節(jié)點依據(jù)其運行的狀態(tài)信息計算該節(jié)點緩沖區(qū)存放的待請求的各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的步驟；步驟2，依據(jù)各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的比例關(guān)系得到待請求的各數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點緩沖區(qū)中的總優(yōu)先級排序的步驟；步驟3，第一節(jié)點在當(dāng)前調(diào)度周期中依據(jù)總優(yōu)先級排序選出前若干連續(xù)的待請求的數(shù)據(jù)片進行數(shù)據(jù)片請求，并向合作節(jié)點或媒體提供服務(wù)器請求所選出的數(shù)據(jù)片的步驟；其中，所述狀態(tài)信息包含待請求的數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點及所有第二節(jié)點中的位置，第一節(jié)點上輪調(diào)度中獲取該數(shù)據(jù)片的能力和第一節(jié)點的總上行帶寬；所述第一節(jié)點為下輪調(diào)度周期發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)片請求的節(jié)點，所述第二節(jié)點為第一節(jié)點的合作節(jié)點。上述技術(shù)方案中，所述步驟I進一步包含如下步驟計算順序調(diào)度優(yōu)先級的步驟；計算稀有調(diào)度優(yōu)先級的步驟；基于稀有調(diào)度最小優(yōu)先級間隔計算隨機調(diào)度優(yōu)先級的步驟?？蛇x的，所述順序調(diào)度優(yōu)先級采用如下計算公式Ps (i) = (l_DiM/DM)*Fi其中，Ps(i)為數(shù)據(jù)片i的順序調(diào)度優(yōu)先級；DiM為第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片i在播放之前能被請求的次數(shù)；DKMS第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片在被播放之請求次數(shù)的最大值；F,為依據(jù)第一節(jié)點的數(shù)據(jù)接收能力所計算得到的請求因子；所述第一節(jié)點為發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)塊請求的節(jié)點，第二節(jié)點為第一節(jié)點的鄰居節(jié)
。O可選的，所述稀有調(diào)度優(yōu)先級采用下式計算Pr (O = Prs (Oyf-;
Up其中，PE(i)為數(shù)據(jù)片稀有優(yōu)先的優(yōu)先級；PKS(i)為依據(jù)第二節(jié)點向第一節(jié)點請求數(shù)據(jù)片的概率計算得到的數(shù)據(jù)片的優(yōu)先級；um為第一節(jié)點的上行帶寬；UP為第一節(jié)點播放流媒體數(shù)據(jù)的碼率；所述第一節(jié)點為發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)塊請求的節(jié)點，第二節(jié)點為第一節(jié)點的鄰居節(jié)點。可選的，所述隨機調(diào)度優(yōu)先級的計算公式為PM(i) = P1 (i)*Rand(0,1)其中，Pem⑴為隨機調(diào)度計算的數(shù)據(jù)片的優(yōu)先級七⑴為第一節(jié)點請求數(shù)據(jù)片的概率；Rand(0，I)為區(qū)間
上的隨機數(shù)?？蛇x的，所述總優(yōu)先級采用第一節(jié)點和所有第二節(jié)點的緩沖區(qū)重合度計算第一節(jié)點各種優(yōu)先級之間的比例關(guān)系，總優(yōu)先級計算公式如下P(i) = e~Dec ·Ρ3 (i) + (I - e~Dec )·ΡΤ (i)；其中，Db。為第一節(jié)點與所有第二節(jié)點緩沖區(qū)重合度；Ps(i)為計算得到的數(shù)據(jù)片i的順序調(diào)度優(yōu)先級；Ρτα)為數(shù)據(jù)片i為第二節(jié)點服務(wù)的優(yōu)先級；所述Pt (i)計算公式如下Pt (i) = PE(i)+PEM(i)其中，PJi)為第一節(jié)點為第二節(jié)點提供媒體數(shù)據(jù)片服務(wù)的價值；PK(i)為數(shù)據(jù)片i的稀有優(yōu)先優(yōu)先級；ρΚΜα)為數(shù)據(jù)片i隨機調(diào)度的優(yōu)先級?；谏鲜龇椒ū景l(fā)明還提供一種自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇節(jié)點，該節(jié)點為P2P網(wǎng)絡(luò)中的合作節(jié)點，所述合作節(jié)點存儲在當(dāng)前調(diào)度中待請求的數(shù)據(jù)塊，其特征在于，所述節(jié)點包含用于依據(jù)其運行的狀態(tài)信息計算該節(jié)點緩沖區(qū)存放的待請求的各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的模塊；和用于依據(jù)各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的比例關(guān)系得到待請求的各數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點緩沖區(qū)中的總優(yōu)先級排序的模塊；
其中，所述狀態(tài)信息包含待請求的數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點及所有第二節(jié)點中的位置，第一節(jié)點上輪調(diào)度中獲取該數(shù)據(jù)片的能力和第一節(jié)點的總上行帶寬；所述第一節(jié)點為當(dāng)前調(diào)度周期發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)片請求的節(jié)點，所述第二節(jié)點為第一節(jié)點的合作節(jié)點。其中，所述用于估算節(jié)點待請求的各數(shù)據(jù)片價值的模塊進一步包含計算順序調(diào)度優(yōu)先級的模塊；計算稀有調(diào)度優(yōu)先級的模塊；基于稀有調(diào)度最小優(yōu)先級間隔計算隨機調(diào)度優(yōu)先級的模塊。可選的，所述計算順序調(diào)度優(yōu)先級的模塊采用下式計算調(diào)度優(yōu)先級Ps (i) = (I-OmZOm)W1 ；其中，Ps⑴為數(shù)據(jù)片i的順序調(diào)度優(yōu)先級；DiM為第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片i在播放之前能被請求的次數(shù)；DKMS第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片在被播放之請求次數(shù)的最大值；F,為依據(jù)第一節(jié)點的數(shù)據(jù)接收能力所計算得到的請求因子；所述第一節(jié)點為發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)塊請求的節(jié)點，第二節(jié)點為第一節(jié)點的鄰居節(jié)點。可選的，所述稀有調(diào)度優(yōu)先級采用下式計算
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法，該方法基于P2P網(wǎng)絡(luò)中的合作節(jié)點，所述合作節(jié)點中擁有本節(jié)點當(dāng)前調(diào)度周期需要請求的數(shù)據(jù)片，所述方法包含 步驟1，第一節(jié)點依據(jù)其運行的狀態(tài)信息計算該節(jié)點緩沖區(qū)存放的待請求的各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的步驟； 步驟2，依據(jù)各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的比例關(guān)系得到待請求的各數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點緩沖區(qū)中的總優(yōu)先級排序的步驟； 步驟3，第一節(jié)點在當(dāng)前調(diào)度周期中依據(jù)總優(yōu)先級排序選出前若干連續(xù)的待請求的數(shù)據(jù)片進行數(shù)據(jù)片請求，并向合作節(jié)點或媒體提供服務(wù)器請求所選出的數(shù)據(jù)片的步驟； 其中，所述狀態(tài)信息包含待請求的數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點及所有第二節(jié)點中的位置，第一節(jié)點上輪調(diào)度中獲取該數(shù)據(jù)片的能力和第一節(jié)點的總上行帶寬；所述第一節(jié)點為當(dāng)前調(diào)度周期發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)片請求的節(jié)點，所述第二節(jié)點為第一節(jié)點的合作節(jié)點。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法，其特征在于，所述步驟I進一步包含如下步驟 計算順序調(diào)度優(yōu)先級的步驟； 計算稀有調(diào)度優(yōu)先級的步驟； 基于稀有調(diào)度最小優(yōu)先級間隔計算隨機調(diào)度優(yōu)先級的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法，其特征在于，所述順序調(diào)度優(yōu)先級采用如下計算公式 Ps ⑴=(l-DiM/D腿)％ 其中，Ps (i)為數(shù)據(jù)片i的順序調(diào)度優(yōu)先級；DiM為第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片i在播放之前能被請求的次數(shù)；DKMS第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片在被播放之請求次數(shù)的最大值P1為依據(jù)第一節(jié)點的數(shù)據(jù)接收能力所計算得到的請求因子。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法，其特征在于，所述稀有調(diào)度優(yōu)先級采用下式計算
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法，其特征在于，所述隨機調(diào)度優(yōu)先級的計算公式為 Prm⑴=Pi (i)*Rand(0,1) 其中，Ρκ α)為隨機調(diào)度計算的數(shù)據(jù)片的優(yōu)先級T1Q)為第一節(jié)點請求數(shù)據(jù)片的概率；Rand(O，I)為區(qū)間[O，I]上的隨機數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法，其特征在于，所述總優(yōu)先級采用第一節(jié)點和所有第二節(jié)點的緩沖區(qū)重合度計算第一節(jié)點各種優(yōu)先級之間的比例關(guān)系，總優(yōu)先級計算公式如下
7.一種自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇節(jié)點，該節(jié)點為P2P網(wǎng)絡(luò)中的合作節(jié)點，所述合作節(jié)點存儲在當(dāng)前調(diào)度中待請求的數(shù)據(jù)塊，其特征在于，所述節(jié)點包含 用于依據(jù)其運行的狀態(tài)信息計算該節(jié)點緩沖區(qū)存放的待請求的各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的模塊；和 用于依據(jù)各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的比例關(guān)系得到待請求的各數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點緩沖區(qū)中的總優(yōu)先級排序的模塊； 其中，所述狀態(tài)信息包含待請求的數(shù)據(jù)片在第一節(jié)點及所有第二節(jié)點中的位置，第一節(jié)點上輪調(diào)度中獲取該數(shù)據(jù)片的能力和第一節(jié)點的總上行帶寬；所述第一節(jié)點為當(dāng)前調(diào)度周期發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)片請求的節(jié)點，所述第二節(jié)點為第一節(jié)點的合作節(jié)點。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇節(jié)點，其特征在于，所述用于依據(jù)其運行的狀態(tài)信息計算該節(jié)點緩沖區(qū)存放的待請求的各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的模塊進一步包含如下模塊采用如下步驟得到 計算順序調(diào)度優(yōu)先級的模塊； 計算稀有調(diào)度優(yōu)先級的模塊； 基于稀有調(diào)度最小優(yōu)先級間隔計算隨機調(diào)度優(yōu)先級的模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇節(jié)點，其特征在于，所述計算順序調(diào)度優(yōu)先級的模塊采用下式計算調(diào)度優(yōu)先級Ps ⑴=(I-DimZDem)^Fi ； 其中，Ps (i)為數(shù)據(jù)片i的順序調(diào)度優(yōu)先級；DiM為第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片i在播放之前能被請求的次數(shù)；DKMS第一節(jié)點待請求的數(shù)據(jù)片在被播放之請求次數(shù)的最大值P1為依據(jù)第一節(jié)點的數(shù)據(jù)接收能力所計算得到的請求因子； 所述第一節(jié)點為發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)塊請求的節(jié)點，第二節(jié)點為第一節(jié)點的鄰居節(jié)點。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇節(jié)點，其特征在于，所述稀有調(diào)度優(yōu)先級采用下式計算 其中，PE(i)為數(shù)據(jù)片稀有優(yōu)先的優(yōu)先級；pKS(i)為依據(jù)第二節(jié)點向第一節(jié)點請求數(shù)據(jù)片的概率計算得到的數(shù)據(jù)片的優(yōu)先級；um為第一節(jié)點的上行帶寬；UP為第一節(jié)點播放流媒體數(shù)據(jù)的碼率； 所述第一節(jié)點為發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)塊請求的節(jié)點，第二節(jié)點為第一節(jié)點的合作節(jié)點。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇節(jié)點，其特征在于，所述隨機調(diào)度優(yōu)先級采用計算公式如下 Prm⑴=Pi (i)*Rand(0,1)其中，Ρκ α)為隨機調(diào)度計算的數(shù)據(jù)片的優(yōu)先級T1Q)為第一節(jié)點請求數(shù)據(jù)片的概率；Rand(O，I)為區(qū)間[O，I]上的隨機數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇節(jié)點，其特征在于，所述總優(yōu)先級采用第一節(jié)點和所有第二節(jié)點的緩沖區(qū)重合度計算第一節(jié)點各種優(yōu)先級之間的比例關(guān)系，總優(yōu)先級計算公式如下
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)的P2P流媒體數(shù)據(jù)片選擇方法及節(jié)點，該方法基于P2P網(wǎng)絡(luò)中的合作節(jié)點，所述合作節(jié)點中擁有本節(jié)點當(dāng)前調(diào)度需要請求的數(shù)據(jù)片，所述方法包含用于估算第一節(jié)點待請求的各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的步驟；依據(jù)各數(shù)據(jù)片優(yōu)先級的比例關(guān)系得到第一節(jié)點待請求的各數(shù)據(jù)片的總優(yōu)先級并依據(jù)總優(yōu)先級對所有數(shù)據(jù)片進行排序的步驟；第一節(jié)點在當(dāng)前調(diào)度周期中依據(jù)總優(yōu)先級排序選出前若干連續(xù)的待請求的數(shù)據(jù)片進行請求，并向鄰居節(jié)點或媒體提供服務(wù)器請求所選出的數(shù)據(jù)片的步驟；其中，所述第一節(jié)點為向合作鄰居節(jié)點發(fā)出流媒體數(shù)據(jù)片請求的節(jié)點。所述數(shù)據(jù)片優(yōu)先級包含依據(jù)計算數(shù)據(jù)片的順序調(diào)度優(yōu)先級、稀有調(diào)度優(yōu)先級和隨機調(diào)度優(yōu)先級得到最終數(shù)據(jù)片的優(yōu)先級。
文檔編號H04L12/865GK102904833SQ20111021259
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者王勁林, 李曉林, 尤佳莉, 蘇杭, 鄭鵬飛 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所