一种IP组播融合于网状覆盖网的应用层组播实现方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种IP组播融合于网状覆盖网的应用层组播的实现方法及系统，以P2P流媒体直播系统中网状拓扑应用层组播覆盖网为主体，所述方法包括：将节点加入到覆盖网中，完成IP组播融合的节点初始化；协调者控制IP组播的启用时机、停用时机，完成IP组播群内各节点组播任务的分配；所述节点接收IP组播任务分配表和协调者候选序列，进行IP组播传输；所述节点利用来自协调者的IP组播域邻居信息，优化IP单播传输。本方案能够降低P2P传输对上传带宽的消耗，降低节点动态性的不利影响，提高了数据交换聚簇性，降低P2P系统对骨干网的消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及计算机多媒体
，尤其设及一种IP组播融合于网状覆盖网的 应用层组播实现方法及系统。
技术介绍
组播在需要一对多实时数据分发的应用中有非常独特的优势，如流媒体直播。根 据组播实现的网络协议层次，组播可W分为IP组播与应用层组播。IP组播的优点是效率 高。但因为诸多因素的影响，IP组播设备在互联网全局范围的部署还不够广泛。但随着技 术更新，局域网范围的IP组播设备已经越来越普及，形成很多局部的IP组播群，被称为孤 岛（Island)。另外监测数据显示互联网环境中NAT后的节点数量众多，说明节点分布呈现 局部聚簇性。随着IPV6的推广，支持IP组播设备也得到逐渐地增多。聚簇的节点转变为 局部IP组播群的可行性在提高。 由于全局IP组播存在困难，利用现有IP单播模拟实现组播的应用层组播，已经成 为更能适应互联网环境的常见技术。但应用层组播也有不少缺陷，包括；时延长、额外通信 开支大、流量重复多与上传带宽消耗高，导致该些缺陷的原因包括节点的高度动态性、应用 层与IP层拓扑的失配等，但更重要的原因是应用层组播所需要的上传带宽总量大于等于 所有接收者下载带宽的总量。对于节点动态性或拓扑失配造成的影响，可W在应用层优化。 但上传带宽的要求是应用层组播的基本原理所决定的，应用层能做的只是减少应用层组播 的负载。监测数据说明节点上传带宽的利用已经接近极限状态，如何节约节点的上传带宽 逐渐成为研究克服的主要难题之一。 现有技术中，公开号为CN101795234A的专利文献公开了一种基于应用层组播算 法的流媒体传输方案，其利用IP组播和覆盖网技术，使用应用层组播算法建立覆盖网络， 为流媒体数据提供高效的传输平台，支持各个组网节点对音视频流的订阅，并且支持多种 组网算法的切换W及算法扩展。方案主要内容包括：探测IP组播孤岛，所有位于一个IP 组播域的用户对外表现为一个用户，对内使用IP组播方式相互传输数据；运行应用层组播 算法建立覆盖网；在覆盖网上进行流媒体数据的传输，支持节点的对音视频数据进行订阅； 能运行不同的组播协议，支持不同协议的切换，提供新算法加入的接口。其在一定程度上节 省网络资源，减小传输延时，然而在IP组播群内部没有进行细分的分工协作，没有降低节 点动态性带来的不良后果。
技术实现思路
针对
技术介绍
中出现的问题，本专利技术提出一种IP组播融合于网状覆盖网的应用 层组播实现方法，WP2P流媒体直播系统中网状拓扑应用层组播覆盖网为主体，所述方法 包括W下步骤： 将节点Pi加入到覆盖网0中，完成IP组播融合的节点初始化； 协调者控制IP组播的启用时机、停用时机，完成IP组播群内各节点组播任务的分 配； 所述节点Pi接收IP组播任务分配表TS-和协调者候选序列CC，清空上次协调的 所有信息并处理本次信息； 所述节点Pi利用来自协调者的IP组播域邻居信息，优化IP单播传输。 优选的是，所述节点初始化步骤包括： 判断节点Pi是否处于一个物理IP组播群中，如果不是则Pi按照传统网状覆盖网 节点对待；[001引若所述节点Pi处于一个物理IP组播群中，则Pi侦听同一IP组播群gk内是否存 在覆盖网0的其它节点，若有则Pi设置的私有IP组播地址a成与所述其它节点的IP保持 一致，否则a《取一个目前空闲的候选地址； 若所述节点Pi加入现有adk组播群，则所述节点Pi通过adk接收覆盖网0的数据 和/或指令，W判断同一IP组播群gk内覆盖网0是否启用了IP组播传输； 若所述组播群gk内已经启用了IP组播，则节点Pi将自己作为最后的备选cr。，同 时作为普通节点接收数据和协调者cr。的指令，若所述组播群gk内尚未启用IP组播，则节 点Pi作为cr。为覆盖网0在gk内启用IP组播。 在上述任一方案中优选的是，所述协调者的工作过程包括： 步骤a.向IP组播地址adk发出信息收集指令，并设置反馈定时器Tf; 步骤b.通过单播收集gk内其他节点的状态信息； 步骤C.Tf触发反馈信息统计，所述统计的信息包括：节点数量PC、节点状态序列 PS= {pSj}，1《j《pc、pSj含节点Pj的数据地图血j中至少一种； 步骤d.if(pc<a) { if(pc>a)通过adk发出IP组播停用指令；[002。转到（i); } 其中，所述a是启动IP组播的节点数量阔值； 步骤e.根据{血,.}，过滤得到适用IP组播的数据单元序号集合DS= {ds,};[00幼步骤f.根据DS和PS生成IP组播任务分配表TS-=Kdsj.，Pj.，td〉}，其中Pj是pSjGPS所对应的节点，td是默认为0的任务延时值；[002引步骤g.根据PS生成下轮协调者候选序列CC= {<Py，ty〉}，其中1《y《min(pc， 5)，Py是PSyGPS所对应的节点，ty是Py的定时值，5是最大协调者候选序列尺寸参数； 步骤h.向IP组播地址adk发送IP组播任务分配表TS-和协调者候选序列CC; 步骤i.结束协调工作过程。 在上述任一方案中优选的是，所述步骤e中ds,满足產少有a> 3个节点没有且 需要ds,对应的数据单元。 在上述任一方案中优选的是，所述步骤f进一步包括任务分配原则，所述原则包 括： dSy被分配两遍，即存在第一和第二两个任务承担者；已经有ds,的数据单元的节点Pj.优先被选为ds,的任务承担者； IP组播群内所承担IP组播任务均衡分布； 若所述第一和第二承担者都已经有ds,数据单元，则第二承担者存在任务延时td =丫，其中丫〉〇。 在上述任一方案中优选的是，所述节点P浪收IP组播任务分配表TS m和协调者 候选序列CC，清空上次协调的所有信息并处理本次信息的步骤进一步包括：[003引步骤（1)遍历Tsm={<dsX，Pj，td〉}并逐项处理； 步骤似遍历CC=KPy，ty〉}，若Pi=PJ，则由ty设置协调候选定时器Te%由r。 触发Pi作为协调者工作。[003引在上述任一方案中优选的是，所述步骤（1)中的逐项处理包括Pi=PJ和Pi声PJ两种情况。在上述任一方案中优选的是，当Pi=Pj咐分为W下S种情况： 若td>0,用td设置组播任务定时器Tmt，由T-t触发Pi通过IP组播发送ds,所对 应的已有的数据单元化,； 若td=0且Pi没有ds,所对应的数据单元化，，则Pi在通过单播获取到后立即通 过IP组播发送化y; 若td=0且Pi有ds,所对应的数据单元化，，则Pi立即通过IP组播发送化 [004引在上述任一方案中优选的是，当Pi声P J时包括W下两种情况： ds立Pi的单播获取任务列表TS u={<ds X，rkx，rbx〉}中；忽略。 在上述斤一方案中优选的是，所述优化IP单播传输的步骤包括： 若g也）=g(Pj)，即Pi和PJ在同一IP组播群，贝IJ + /<，抑!二抑! + 抑f;[004引右dSx已列入IP组播任务列表TS={〈dsX，Pk，td〉}且Pi二Pk，则rK=rK+rk;xp(g(p,)),r、=r、+rb;xp(g(p,)),pd,=pd,+pd;;若dsx已列入IP组播任务列表TSm={<dsx，Pk，td〉}且Pi声Pk，则rkx本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IP组播融合于网状覆盖网的应用层组播实现方法，以P2P流媒体直播系统中网状拓扑应用层组播覆盖网为主体，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将节点pi加入到覆盖网o中，完成IP组播融合的节点初始化；协调者控制IP组播的启用时机、停用时机，完成IP组播群内各节点组播任务的分配；所述节点pi接收IP组播任务分配表TSm和协调者候选序列cc，清空上次协调的所有信息并处理本次信息；所述节点pi利用来自协调者的IP组播域邻居信息，优化IP单播传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁建广，贾晓雯，潘瑞芳，
申请(专利权)人：浙江传媒学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33