實(shí)時(shí)流媒體p2p網(wǎng)絡(luò)中配置對(duì)等端的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種P2P網(wǎng)絡(luò)中配置對(duì)等端的方法和設(shè)備，在接到一個(gè)對(duì)等端進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)的請(qǐng)求后；然后確定延遲時(shí)間，以為進(jìn)入對(duì)等端對(duì)于流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)接收數(shù)據(jù)內(nèi)容。在延遲時(shí)間確認(rèn)后，為進(jìn)入的對(duì)等端提供多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端，從這些隨機(jī)選擇的對(duì)等端，所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容能按取決于延遲時(shí)間的期望概率被下載。這樣，進(jìn)入的對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端中的一個(gè)按期望概率下載所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容，該被選擇的對(duì)等端有比為進(jìn)入的對(duì)等端確定的延遲時(shí)間更短的延遲時(shí)間。這樣，通過為進(jìn)入的對(duì)等端選擇一個(gè)合適的延遲時(shí)間，可以增加進(jìn)入的對(duì)等端從它的一個(gè)相鄰對(duì)等端下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的可能性。類似地，也降低了進(jìn)入對(duì)等端從流源下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】實(shí)時(shí)流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)中配置對(duì)等端的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種P2P網(wǎng)絡(luò)中配置對(duì)等端的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于傳統(tǒng)客戶端-服務(wù)器架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)流媒體，流媒體視頻從流媒體服務(wù)器(即流源)下載到客戶端。視頻流由一組連續(xù)數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)子集組成，客戶端通過周期性請(qǐng)求以播放視頻。可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)需要高的流媒體服務(wù)器帶寬以滿足因特網(wǎng)上越來越多的客戶端。為了降低流媒體服務(wù)器的成本，對(duì)等(P2P)實(shí)時(shí)流媒體已經(jīng)被開發(fā)。P2P實(shí)時(shí)流媒體的基本概念是使客戶端，本文中被稱為對(duì)等端，與流媒體服務(wù)器共享負(fù)載。
[0003]P2P實(shí)時(shí)流媒體系統(tǒng)在近些年來被越來越被引起興趣，因其具有不必提供所有需求的帶寬就可以將流源(例如直播視頻)數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給大量對(duì)等端的優(yōu)點(diǎn)。這是通過利用對(duì)等端的上傳容量幫助流源將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給對(duì)等端來完成的。
[0004]P2P網(wǎng)絡(luò)包含了有實(shí)體組成的任何網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)對(duì)等端可以讓其它對(duì)等端訪問其一部分資源(例如處理容量、盤存儲(chǔ)、和/或帶寬)。P2P概念不同于傳統(tǒng)客戶端-服務(wù)器架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，其中一個(gè)或多個(gè)對(duì)等端(例如計(jì)算機(jī))可以在網(wǎng)絡(luò)中為其它對(duì)等端服務(wù)。通常，P2P網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等端運(yùn)行相似的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和軟件。P2P網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不計(jì)其數(shù)，例如，其可以在英特網(wǎng)上傳輸和/或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，比如為內(nèi)容所有者傳播視頻。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)研發(fā)出許多方法來高效地利用對(duì)等端的上傳容量，這些方法主要分為兩種:
[0006]基于樹的系統(tǒng)是以覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造樹為基礎(chǔ)構(gòu)建的，其中在每個(gè)樹上部的對(duì)等端供應(yīng)下方的對(duì)等端。該方法在對(duì)等端于高頻狀態(tài)時(shí)沒有連接系統(tǒng)或者離開系統(tǒng)時(shí)工作良好，因?yàn)閷?duì)等端之間不需要進(jìn)一步的信息就可以獲得數(shù)據(jù)流。然而，在高沖擊環(huán)境中，樹的維護(hù)是非常昂貴的，甚至有時(shí)候需要摧毀和重建樹。
[0007]基于網(wǎng)格系統(tǒng)不需要樹的構(gòu)建，換句話說對(duì)等連接不形成特定覆蓋，并且對(duì)等端之間是非結(jié)構(gòu)化相互連接。對(duì)等端通過所謂的流言通信或者通過彼此發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求消息來交換數(shù)據(jù)?；诰W(wǎng)格系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，由于各節(jié)點(diǎn)間需要相互協(xié)商來找到對(duì)等端，對(duì)等端的相互連接需要較長的建立時(shí)間。然而很多系統(tǒng)都使用這種基于網(wǎng)格系統(tǒng)，因?yàn)樗苣褪芨邲_擊環(huán)境。在該系統(tǒng)中每個(gè)對(duì)等端具有多個(gè)潛在地可用來下載數(shù)據(jù)的相鄰對(duì)等端，因此任何相鄰對(duì)等端出現(xiàn)故障不會(huì)像基于樹的系統(tǒng)那樣嚴(yán)重。
[0008]雖然基于網(wǎng)格系統(tǒng)中的單個(gè)對(duì)等端不需要考慮全局，但是考慮到節(jié)點(diǎn)活動(dòng)，其仍然可以達(dá)到與基于樹的系統(tǒng)相當(dāng)?shù)墓?jié)省，這主要是因?yàn)榛诰W(wǎng)格系統(tǒng)不需要維持全局連接結(jié)構(gòu)的日常開銷。
[0009]在分散的P2P實(shí)時(shí)流媒體網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)對(duì)等端有k個(gè)相鄰對(duì)等端，它可以試圖從這些相鄰對(duì)等端下載數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此，對(duì)等端會(huì)試圖找到它可以從其下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的相鄰對(duì)等端，而替代從流媒體服務(wù)器上下載數(shù)據(jù)內(nèi)容。在現(xiàn)有的覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，如果多個(gè)對(duì)等端準(zhǔn)時(shí)從同一時(shí)間點(diǎn)開始流動(dòng)數(shù)據(jù)，那么所有對(duì)等端都將找不到具有有用數(shù)據(jù)內(nèi)容的上傳對(duì)等端。這時(shí)幾乎所有對(duì)等端都將從流媒體服務(wù)器下載，其最終導(dǎo)致流媒體服務(wù)器帶寬利用率節(jié)省的最小化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題。
[0011]該目的通過采用與獨(dú)立權(quán)利要求所一致的實(shí)時(shí)流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)中配置對(duì)等端的方法和設(shè)備，優(yōu)選的實(shí)施例則被從屬權(quán)利要求所規(guī)定。
[0012]在接收到進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)以接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的對(duì)等端的請(qǐng)求后。此后，確定延遲時(shí)間，以為進(jìn)入對(duì)等端對(duì)于流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)接收數(shù)據(jù)內(nèi)容。在延遲時(shí)間確認(rèn)后，為進(jìn)入的對(duì)等端提供多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端，從這些隨機(jī)選擇的對(duì)等端，所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容能按取決于延遲時(shí)間的期望概率被下載。這樣，進(jìn)入的對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端中的一個(gè)按期望概率下載所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容，該被選擇的對(duì)等端有比為進(jìn)入的對(duì)等端確定的延遲時(shí)間更短的延遲時(shí)間。
[0013]這樣，通過為進(jìn)入的對(duì)等端選擇一個(gè)合適的延遲時(shí)間，可以增加進(jìn)入的對(duì)等端從它的一個(gè)相鄰對(duì)等端下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的可能性。類似地，也降低了進(jìn)入對(duì)等端從流源下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]請(qǐng)注意，本發(fā)明涉及權(quán)利要求中描述的特征的所有可能組合。通過從屬權(quán)利要求和下面的描述，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清晰。本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白，將本發(fā)明的不同特征組合還能得到除了以下描述之外的實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面通過附圖和實(shí)施例來描述本發(fā)明，其中:
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)時(shí)流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流示意圖；
[0017]圖2a和圖2b為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)時(shí)流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的追蹤器功能示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)施例對(duì)于流源實(shí)時(shí)回放點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端延遲時(shí)間的概率分布圖；
[0020]圖5為本發(fā)明實(shí)施例具有延遲時(shí)間Cli的對(duì)等端向在區(qū)域α中的相鄰對(duì)等端發(fā)送請(qǐng)求的示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明實(shí)施例網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端延遲時(shí)間的泊松分布圖；
[0022]圖7為本發(fā)明實(shí)施例的流源帶寬節(jié)省示意圖；
[0023]圖8為本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端延遲時(shí)間的直方圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過附圖和一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明可以以許多不同形式來實(shí)施并且不應(yīng)該解釋為被本文中的實(shí)施例所限制；相反，通過這些實(shí)施例的描述使本發(fā)明更全面和完整，并且可以將本發(fā)明范圍全面地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0025]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)，其中對(duì)等端P1-P15隨機(jī)地連接到流媒體服務(wù)器SS上。流媒體服務(wù)器分配被分成許多小塊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容流播給這些網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端。因此，數(shù)據(jù)內(nèi)容被劃分成在本申請(qǐng)中被稱為數(shù)據(jù)子集的連續(xù)數(shù)據(jù)塊。如圖1的下部所示，數(shù)據(jù)內(nèi)容被劃分成更小的數(shù)據(jù)子集DS1-DS3。一旦流媒體服務(wù)器SS已經(jīng)“充滿”數(shù)據(jù)子集DS，它就可以傳遞給對(duì)等端，在流源傳遞下一個(gè)數(shù)據(jù)子集時(shí)對(duì)等端可以回放數(shù)據(jù)子集。圖1中，流源服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)子集DSl給對(duì)等端Pp P2, P3、P6、P8、P10和P14，其中數(shù)據(jù)子集DSl可以在各對(duì)等端回放。同時(shí)，流源傳遞數(shù)據(jù)子集DS2，并且一旦對(duì)等端PpPyPyPf^PrP1c1和P14開始數(shù)據(jù)子集DSl的完整回放時(shí)，它將被存儲(chǔ)在相應(yīng)對(duì)等端的播放緩沖器中。流源因此上傳數(shù)據(jù)子集DS2給對(duì)等端Pp P2、P3> P6> P8、P10和P14,同時(shí)對(duì)等端P2上傳最新完整下載的數(shù)據(jù)子集DSl給？749和P13，對(duì)等端P3上傳DSl給P4，等等。
[0026]因此，在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)時(shí)流媒體P2P網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)對(duì)等端會(huì)向追蹤器(圖中未示出)請(qǐng)求最新的數(shù)據(jù)子集，以便從將會(huì)成為它的相鄰對(duì)等端的k個(gè)隨機(jī)對(duì)等端進(jìn)行數(shù)據(jù)流。然后，進(jìn)入對(duì)等端轉(zhuǎn)向其相鄰對(duì)等端請(qǐng)求最新的數(shù)據(jù)子集，如果發(fā)現(xiàn)相鄰對(duì)等端中的任意一個(gè)對(duì)等端上有它所需要的數(shù)據(jù)子集，那么它將從該相鄰對(duì)等端進(jìn)行數(shù)據(jù)流。如前面所述，由于網(wǎng)絡(luò)延遲和不同步，進(jìn)入對(duì)等端從它的上傳端獲取數(shù)據(jù)流要延遲至少一個(gè)數(shù)據(jù)子集全部持續(xù)時(shí)間，如果上傳端從流源獲得數(shù)據(jù)子集延遲至少一個(gè)數(shù)據(jù)子集全部持續(xù)時(shí)間，那么進(jìn)入對(duì)等端從流媒體服務(wù)器獲得數(shù)據(jù)子集至少會(huì)延遲兩個(gè)數(shù)據(jù)子集全部持續(xù)時(shí)間。換句話說，關(guān)于由流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)RT，進(jìn)入對(duì)等端將具有至少兩個(gè)數(shù)據(jù)子集全部持續(xù)時(shí)間的延遲，而其上傳端將具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)子集全部持續(xù)時(shí)間的延遲。如果進(jìn)入對(duì)等端不能在它的相鄰對(duì)等端上找到最新數(shù)據(jù)子集，那么它將從流媒體服務(wù)器下載。與傳統(tǒng)客戶端-服務(wù) 器架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)相比(其中服務(wù)器分配數(shù)據(jù)內(nèi)容給網(wǎng)絡(luò)中的所有客戶端)，圖1中P2P網(wǎng)絡(luò)的流媒體服務(wù)器負(fù)載節(jié)省為8/15=0.53。也就是說，流媒體服務(wù)器SS將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給7個(gè)對(duì)等端，而不是將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給所有15個(gè)對(duì)等端，這7個(gè)對(duì)等端可以將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給剩余的8個(gè)對(duì)等端。
[0027]現(xiàn)在，參考附圖2a所示的本發(fā)明實(shí)施例，新的對(duì)等端Pi正在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，并且向追蹤器發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求接收從流源SS原始傳播的數(shù)據(jù)內(nèi)容。關(guān)于由流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)RT，追蹤器確定準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間為Cli個(gè)時(shí)間單元，gp，進(jìn)入對(duì)等端接收和回放數(shù)據(jù)子集比流源實(shí)時(shí)傳播同樣的數(shù)據(jù)子集延遲Cli個(gè)時(shí)間單元。追蹤器然后提供給進(jìn)入對(duì)等端隨機(jī)選擇的并可以從其下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的對(duì)等端的清單。該對(duì)等端清單從對(duì)等端的延遲時(shí)間的概率密度函數(shù)得到或抽取。這樣，關(guān)于流源的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，進(jìn)入對(duì)等端可以從具有比被確定的延遲時(shí)間更短的延遲時(shí)間的列表對(duì)等端的被選擇子集，以被確定的延遲時(shí)間Cli下載數(shù)據(jù)內(nèi)容。
[0028]再參照?qǐng)D2a，將當(dāng)對(duì)等端進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)由流源實(shí)時(shí)補(bǔ)充的數(shù)據(jù)子集設(shè)定為DS5。假設(shè)例如確定的延遲時(shí)間di為3個(gè)單元，并且表達(dá)為數(shù)據(jù)子集持續(xù)時(shí)間的分辨率，即，確定的延遲時(shí)間為三個(gè)完整數(shù)據(jù)子集，并且由追蹤器提供給進(jìn)入對(duì)等端Pi的清單中包括對(duì)等端P2、P5、P6、P7和P8 (實(shí)際該數(shù)目基本上更高)，進(jìn)入對(duì)等端可以在對(duì)等端P2或P6找到需要的數(shù)據(jù)子集DS2，為相應(yīng)存儲(chǔ)在P2和P6的播放緩沖中的最新完整下載數(shù)據(jù)子集。因此，DS2是可以由對(duì)等端P2和P6上傳的最新數(shù)據(jù)子集。在該具體示例中，因?yàn)閷?duì)等端P2正在上傳給三個(gè)其他對(duì)等端，所以進(jìn)入對(duì)等端可以優(yōu)選地從P6下載。應(yīng)該注意，進(jìn)入對(duì)等端不能從P5、P7或P8中任意一個(gè)下載，因?yàn)樗鼈冊(cè)趯?duì)等端Pi正在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)刻都在補(bǔ)充數(shù)據(jù)子集DS2。因此，在P5、P7或P8的相應(yīng)播放緩沖中存儲(chǔ)的最新完整下載數(shù)據(jù)子集是數(shù)據(jù)子集DSl。
[0029]與傳統(tǒng)客戶端-服務(wù)器架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)相比，圖2a中P2P網(wǎng)絡(luò)的流媒體服務(wù)器負(fù)載節(jié)省為13/15=0.87。也就是，流源SS將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給2個(gè)對(duì)等端，這2個(gè)對(duì)等端可以將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給剩余的13個(gè)對(duì)等端來緩解流源的負(fù)載，而不是流媒體服務(wù)器將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳播給所有15個(gè)對(duì)等端。
[0030]在本發(fā)明實(shí)施例中，關(guān)于流源分配數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)RT，進(jìn)入對(duì)等端下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的被確定的延遲時(shí)間用時(shí)間單元來表示，一個(gè)時(shí)間單元等于一個(gè)數(shù)據(jù)子集的持續(xù)時(shí)間。例如，如果在P2P網(wǎng)絡(luò)中分配一個(gè)數(shù)據(jù)子集的持續(xù)時(shí)間為300ms，那么一個(gè)單元的延遲時(shí)間表示，對(duì)等端下載數(shù)據(jù)子集比流源傳播同樣的數(shù)據(jù)子集延遲300ms。
[0031]圖2b為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中追蹤器再次確定進(jìn)入對(duì)等端Pi的延遲時(shí)間Cli為3個(gè)時(shí)間單元。在該實(shí)施例中，由追蹤器提供給進(jìn)入對(duì)等端Pi的對(duì)等端清單中包括P3、P4> P7> P8和Pii。在這種情況下，通過3個(gè)單元的確定的延遲時(shí)間，進(jìn)入對(duì)等端不能在清單中的對(duì)等端中找到所需要的數(shù)據(jù)子集DS2。對(duì)于對(duì)等端P4和P11,存儲(chǔ)在相應(yīng)播放緩存器中的最新完整下載數(shù)據(jù)子集為DS0，對(duì)于對(duì)等端P3、P7和P8，其最新完整下載數(shù)據(jù)子集為DSl。因此，清單中的對(duì)等端中沒有一個(gè)對(duì)等端能夠上傳所需數(shù)據(jù)子集DS2給進(jìn)入對(duì)等端，進(jìn)入對(duì)等端必須從流源下載所需數(shù)據(jù)子集。
[0032]圖3為結(jié)合圖2a和圖2b的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)線表示請(qǐng)求/回答消息，虛線表示流播通道。新的對(duì)等端Pi進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)并且經(jīng)由它的通信接口 Cl向追蹤器T發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求接收從流源SS流播的數(shù)據(jù)內(nèi)容，見步驟SlOl。追蹤器確定進(jìn)入對(duì)等端關(guān)于實(shí)時(shí)回放點(diǎn)接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的延遲時(shí)間，并且給進(jìn)入對(duì)等端提供可以從其下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的k個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端清單，見步驟S102。因此，進(jìn)入對(duì)等端通過確定的延遲時(shí)間請(qǐng)求在該清單中對(duì)等端下載最新數(shù)據(jù)子集，見步驟S103。如果在k個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中存在至少一個(gè)對(duì)等端，其關(guān)于實(shí)時(shí)回放點(diǎn)延遲時(shí)間比進(jìn)入對(duì)等端確定的延遲時(shí)間小，那么這個(gè)對(duì)等端可以將被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容上傳給進(jìn)入對(duì)等端Pi,見步驟S104。圖3中，對(duì)等端P3上傳請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容給進(jìn)入對(duì)等端Pi0通過如何為進(jìn)入對(duì)等端選擇延遲時(shí)間，可以提高在步驟S104中一個(gè)對(duì)等端上傳被請(qǐng)求數(shù)據(jù)給進(jìn)入對(duì)等端的概率。如果關(guān)于實(shí)時(shí)回放點(diǎn)沒有其延時(shí)時(shí)間比進(jìn)入對(duì)等端確定的延遲時(shí)間小的隨機(jī)選擇對(duì)等端的存在，即所有隨機(jī)選擇對(duì)等端k的延時(shí)時(shí)間等于或大于進(jìn)入對(duì)等端確定的延遲時(shí)間，那么請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容不能在步驟S104中傳給進(jìn)入對(duì)等端。在這種情況下，進(jìn)入對(duì)等端將轉(zhuǎn)向流媒體服務(wù)器SS下載所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容，見步驟S105，流媒體服務(wù)器SS將請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容傳給進(jìn)入對(duì)等端，見步驟S106。類似地，通過如何為進(jìn)入對(duì)等端選擇延遲時(shí)間，可以降低在步驟S106中進(jìn)入對(duì)等端從流媒體服務(wù)器下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。這些概率將在后面更詳細(xì)地討論。
[0033]在本發(fā)明實(shí)施例中，關(guān)于被流源上傳的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，本發(fā)明的追蹤器在統(tǒng)計(jì)學(xué)信息基礎(chǔ)上來確定準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間φ。本發(fā)明中的P2P網(wǎng)絡(luò)的行為是隨機(jī)的，其基于當(dāng)前直播網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端。因此，在P2P實(shí)時(shí)流媒體網(wǎng)絡(luò)中對(duì)等端的概率分布應(yīng)該考慮統(tǒng)計(jì)學(xué)信息。給出來自流媒體服務(wù)器的直播數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)的延遲數(shù)據(jù)的概率分布P(d)，可以計(jì)算出期望的流媒體帶寬負(fù)載節(jié)省。因此，按照概率分布p(d)來設(shè)置每個(gè)進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間值，可以達(dá)到期望的流媒體服務(wù)器負(fù)載節(jié)省?；蛘呖梢粤硪环N方式敘述:通過確定準(zhǔn)備下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的進(jìn)入對(duì)等端的合適的延遲時(shí)間，可以提高找到能從其下載所請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端的概率。因此，流源服務(wù)器帶寬節(jié)省與網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端可以上傳請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容給進(jìn)入對(duì)等端的概率有直接關(guān)聯(lián)。[0034]參考圖3，本發(fā)明實(shí)施例的追蹤器T通常為裝備有微處理器的一個(gè)或多個(gè)CPU處理單元的設(shè)備，微處理器可以按照需要的功能執(zhí)行存儲(chǔ)在相關(guān)存儲(chǔ)器中的相關(guān)軟件。然而，也可以使用其他具有計(jì)算能力的合適設(shè)備，例如，專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)、復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(CPLD)，等等，以便根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例來控制P2P系統(tǒng)并且確定對(duì)等端的延遲時(shí)間，同時(shí)執(zhí)行合適的可下載軟件，這些軟件存儲(chǔ)在例如RAM、閃存或硬盤中。
[0035]參考圖4，其表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例關(guān)于實(shí)時(shí)回放點(diǎn)的延遲時(shí)間分布的假設(shè)形狀。由于延遲時(shí)間的分布可以由追蹤器控制，因此在期望的流源負(fù)載節(jié)省與延遲時(shí)間分布之間可以形成某種關(guān)系。在本發(fā)明的實(shí)施例中，任何進(jìn)入對(duì)等端i，其具有k個(gè)隨機(jī)選擇的相鄰對(duì)等端和由追蹤器確定的關(guān)于實(shí)時(shí)回放點(diǎn)的某個(gè)延遲時(shí)間(Ii,進(jìn)入對(duì)等端可以在它的相鄰對(duì)等端中搜索所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容，即較早時(shí)在流源d，實(shí)時(shí)補(bǔ)充的數(shù)據(jù)子集，參考圖2a和圖2b。如果進(jìn)入對(duì)等端找不到所需數(shù)據(jù)子集，那么它將向流媒體服務(wù)器請(qǐng)求下載所需數(shù)據(jù)子集，導(dǎo)致占用流媒體服務(wù)器帶寬。當(dāng)k個(gè)相鄰對(duì)等端中的每一個(gè)的最新完整下載數(shù)據(jù)子集具有等于或大于為進(jìn)入對(duì)等端確定的延遲時(shí)間時(shí)，即落入概率分布P (d)圖中β區(qū)域或Cl1-δ到屯區(qū)域時(shí)，發(fā)生了這種不被期望的情況。 [0036]另一方面，如果k個(gè)相鄰對(duì)等端中的其中一個(gè)對(duì)等端具有落在區(qū)域α中(并且具有足夠的帶寬)的延遲時(shí)間，那么該對(duì)等端可以將被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)子集上傳給進(jìn)入對(duì)等端。再次參考圖2a和圖2b，應(yīng)該注意，區(qū)域α由(I1-δ限定，其中δ通常合計(jì)為一個(gè)數(shù)據(jù)子集的持續(xù)時(shí)間。也就是，如果進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間被確定為三個(gè)數(shù)據(jù)子集的持續(xù)時(shí)間，那么它可以從一個(gè)對(duì)等端下載所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)子集，該對(duì)等端具有從實(shí)時(shí)回放點(diǎn)的兩個(gè)數(shù)據(jù)子集持續(xù)時(shí)間的延遲時(shí)間。因此，進(jìn)入對(duì)等端可以從至少小于它一個(gè)S時(shí)間的任何相鄰對(duì)等端下載。結(jié)果，為進(jìn)入對(duì)等端隨機(jī)選擇的相鄰對(duì)等端位于區(qū)域α中的概率Fdi可以簡化為隨機(jī)變量d在值Cl1- δ處的累計(jì)分布函數(shù)(cdf)值。
【權(quán)利要求】
1.一種P2P網(wǎng)絡(luò)中配置對(duì)等端的方法，所述P2P網(wǎng)絡(luò)包括流源和多個(gè)對(duì)等端，所述方法包括如下步驟: 接到對(duì)等端進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的請(qǐng)求； 關(guān)于流源分配數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，確定進(jìn)入對(duì)等端準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的延遲時(shí)間； 為進(jìn)入對(duì)等端提供多個(gè)能按期望概率下載所請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容的隨機(jī)選擇對(duì)等端，所述期望概率取決于所確定的延時(shí)時(shí)間， 其特征在于進(jìn)入對(duì)等端能按照期望的概率從這些延遲時(shí)間比進(jìn)入對(duì)等端的確定的延時(shí)時(shí)間短的多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于確定進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間的步驟包括: 從多個(gè)延遲時(shí)間值中隨機(jī)選定一個(gè)延遲時(shí)間值，所述多個(gè)延遲時(shí)間值小于關(guān)于流源的預(yù)定最大準(zhǔn)許延遲時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于確定進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間的步驟包括: 確定網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端接收流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的延遲時(shí)間的概率分布； 關(guān)于流源分配數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，確定多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)對(duì)等端具有小于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的概率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于確定進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間的步驟包括: 確定多個(gè)或隨機(jī)選擇的對(duì)等端中沒有一個(gè)對(duì)等端的延遲時(shí)間小于通過二項(xiàng)試驗(yàn)為進(jìn)入對(duì)等端確定的延遲時(shí)間的概率，其中在數(shù)次試驗(yàn)中獲得O次成功的次數(shù)被定義為等于隨機(jī)選擇對(duì)等端的數(shù)目；以及 關(guān)于流源分配數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，通過I減去多個(gè)或隨機(jī)選擇的對(duì)等端中沒有一個(gè)對(duì)等端具有短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的概率，來確定多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)的延遲時(shí)間具有小于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的概率。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于，還包括步驟: 考慮多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端的帶寬容量；以及 基于對(duì)等端被確定的帶寬容量，確定進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率由如下概率乘積確定: 進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端成功下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率，它通過成功響應(yīng)的期望次數(shù)與來自網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端的下載請(qǐng)求的總次數(shù)之間的比例計(jì)算得到；以及 多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)對(duì)等端具有比進(jìn)入對(duì)等端所確定的的延遲時(shí)間更短的延遲時(shí)間的概率，并且下載請(qǐng)求將去向其延遲時(shí)間短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的對(duì)等端中的任意一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一所述的方法，其特征在于所述考慮多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端的帶寬容量的步驟包括: 將延遲時(shí)間和多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端的帶寬容量建模為聯(lián)合概率變量，在延遲時(shí)間和帶寬容量聯(lián)合概率的基礎(chǔ)上確定進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率通過以下概率的乘積確定: 進(jìn)入對(duì)等端從上傳容量選擇自多個(gè)合適的上傳容量的多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端成功下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率；該概率通過成功響應(yīng)的期望次數(shù)與來自網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端的下載請(qǐng)求的總次數(shù)之間的比例計(jì)算得到；以及 多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)對(duì)等端具有比進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間更短的延遲時(shí)間的概率，并且下載請(qǐng)求將去向其延遲時(shí)間短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的對(duì)等端中的任意一個(gè)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于確定進(jìn)入對(duì)等端延遲時(shí)間的步驟包括: 確定網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端接收流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的延遲時(shí)間的概率分布； 對(duì)所有合適的延遲時(shí)間利用優(yōu)化算法優(yōu)化所述概率分布的參數(shù)，從而最大化進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)延遲 時(shí)間短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延時(shí)時(shí)間的隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于概率分布是泊松分布并且要優(yōu)化的參數(shù)是泊松分布參數(shù)入。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述確定進(jìn)入對(duì)等延遲時(shí)間的步驟包括: 確定網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端接收流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的延時(shí)時(shí)間的概率直方圖； 對(duì)所有合適的延遲時(shí)間利用優(yōu)化算法優(yōu)化所述概率直方圖，從而最大化進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)延遲時(shí)間短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延時(shí)時(shí)間的隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一所述的方法，其特征在于所述優(yōu)化算法是遺傳算法(GA)。
13.一種P2P網(wǎng)絡(luò)中配置對(duì)等端的設(shè)備，所述P2P網(wǎng)絡(luò)包括流源和多個(gè)對(duì)等端，所述設(shè)備包括: 處理單元， 和通訊接口，其特征在于: 所述通訊接口被設(shè)置為能接收進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的請(qǐng)求； 所述處理單元被設(shè)置為關(guān)于流源分配數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，能確定進(jìn)入對(duì)等端準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的延遲時(shí)間； 所述通訊接口被設(shè)置為能為進(jìn)入對(duì)等端提供多個(gè)可以以期望概率下載所請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容的隨機(jī)選擇對(duì)等端，期望概率取決于確定的延時(shí)時(shí)間，以使進(jìn)入對(duì)等端能按照期望的概率從這些延遲時(shí)間比進(jìn)入對(duì)等端的確定的延時(shí)時(shí)間短的多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元進(jìn)一步被設(shè)置為能將進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間確定為:從多個(gè)延遲時(shí)間值中隨機(jī)選定一個(gè)延遲時(shí)間值，所述多個(gè)延遲時(shí)間值小于關(guān)于流源的預(yù)定最大準(zhǔn)許延遲時(shí)間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元進(jìn)一步被設(shè)置為能對(duì)進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間確定為: 確定網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端從流源接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的延遲時(shí)間的概率分布；以及 關(guān)于流源分配數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，確定多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)對(duì)等端具有小于進(jìn)入對(duì)等端確定的延遲時(shí)間的概率。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15任一所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元進(jìn)一步被設(shè)置為能對(duì)進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間確定為: 確定多個(gè)或隨機(jī)選擇的對(duì)等端中沒有一個(gè)對(duì)等端的延遲時(shí)間小于通過二項(xiàng)試驗(yàn)為進(jìn)入對(duì)等端確定的延遲時(shí)間的概率，其中在數(shù)次試驗(yàn)中獲得O次成功的次數(shù)被定義為等于隨機(jī)選擇對(duì)等端的數(shù)目；以及 關(guān)于流源分配數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放點(diǎn)，通過I減去多個(gè)或隨機(jī)選擇的對(duì)等端中沒有一個(gè)對(duì)等端具有短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的概率，來確定多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)的延遲時(shí)間具有小于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的概率。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元進(jìn)一步被設(shè)置為: 考慮多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端的帶寬容量；以及 基于對(duì)等端被確定的帶寬容量，確定進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元被設(shè)置為能夠?qū)M(jìn)入對(duì)等端從多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率采用如下概率乘積確定: 進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端成功下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率，它通過成功響應(yīng)的期望次數(shù)與來自網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端的下載請(qǐng)求的總次數(shù)之間的比例計(jì)算得到；以及 多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)對(duì)等端具有比進(jìn)入對(duì)等端所確定的的延遲時(shí)間更短的延遲時(shí)間的概率，并且下載請(qǐng)求將去向其延遲時(shí)間短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的對(duì)等端中的任意一個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元被設(shè)置為對(duì)考慮多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端的帶寬容量采用: 將延遲時(shí)間和多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端的帶寬容量建模為聯(lián)合概率變量，在延遲時(shí)間和帶寬容量聯(lián)合概率的基礎(chǔ)上確定進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)隨機(jī)選擇的對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元被設(shè)置為能夠?qū)M(jìn)入對(duì)等端從多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率采用如下概率乘積確定: 進(jìn)入對(duì)等端從上傳容量選擇自多個(gè)合適的上傳容量的多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端成功下載數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率；該概率通過成功響應(yīng)的期望次數(shù)與來自網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端的下載請(qǐng)求的總次數(shù)之間的比例計(jì)算得到；以及 多個(gè)隨機(jī)選擇對(duì)等端中至少有一個(gè)對(duì)等端具有比進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間更短的延遲時(shí)間的概率，并且下載請(qǐng)求將去向其延遲時(shí)間短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延遲時(shí)間的對(duì)等端中的任意一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求13-20中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述處理單元進(jìn)一步被設(shè)置為能對(duì)進(jìn)入對(duì)等端的延遲時(shí)間確定為: 確定網(wǎng)絡(luò)對(duì)等端接收流源分配的數(shù)據(jù)內(nèi)容的延遲時(shí)間的概率分布；以及 對(duì)所有合適的延遲時(shí)間利用優(yōu)化算法優(yōu)化所述概率分布的參數(shù)，從而最大化進(jìn)入對(duì)等端能夠從多個(gè)延遲時(shí)間短于進(jìn)入對(duì)等端的確定的延時(shí)時(shí)間的隨機(jī)選擇對(duì)等端中選中一個(gè)對(duì)等端下載請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容的概率。
22.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括可被計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的組件，以使當(dāng)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行組件在一個(gè)裝置的處理單元上運(yùn)行時(shí)，這個(gè)裝置能執(zhí)行權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)方法的步驟。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103931159SQ201280049290
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月5日
【發(fā)明者】穆罕默德·艾爾-貝爾塔基, 阿姆加德·納依姆, 福阿德·埃瑟亞迪 申請(qǐng)人:皮里亞埃利斯姆有限公司