一种基于Ｐ２Ｐ网络的ＦＢＳｔｒｅａｍ流媒体直播系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Ｐ２Ｐ网络的ＦＢＳｔｒｅａｍ流媒体直播模型，它涉及了Ｐ２Ｐ流媒体直播的技术领域。本发明专利技术采用网状的拓扑结构，包括了依靠节点管理模块１１来协调节点间的控制信息的服务器１和由数据缓冲区２１、缓存映射２２、数据调度模块２３、伙伴管理和优化模块２４以及网络接口２５组成的客户端２，在ＤＯＮｅｔ模型的基础上通过节点管理、数据调度策略以及伙伴的管理三个方面的优化来实现一个低时延、高网络带宽利用率的Ｐ２Ｐ流媒体数据的传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种P2P流媒体直播
，特别涉及一种基于 P2P网络的FBStream流媒体直播模型。
技术介绍
近几年来，对等网络(Peer-to-Peer Network,简称P2P)逐渐成 为计算机界研究的热门话题之一，P2P技术将许多用户结合成为一个 网络，共享其中的带宽，共同处理其中的信息。P2P网络中的每个节 点即是资源或服务的请求者，同时又是资源或服务的提供者。P2P网 络中每一个节点所拥有的权利和义务都是对等的，包括通信、服务和 资源消耗等。将P2P引入流媒体服务中，可以解决传统C/S模式所带 来的较大的i/o负载压力、可扩展性差和系统部署成本高等问题，从 而减轻服务器负载并支持更大范围流媒体发布。在对等网络下，如何能实现高效、低延迟的流媒体传输一直是 P2P流媒体的研究核心。P2P流媒体系统按照其播送方式可分为直播系统和点播系统。在 P2P流媒体直播服务中，用户只能按照节目列表收看当前正在播放的 节目，交互性少，实现相对简单，因为用户观看同一个节目，内容趋 同，因而能够充分利用P2P的传递能力，P2P直播是最能体现P2P 价值，因而P2P直播模型发展很快。在P2P流媒体点播服务中，用 户可以选择节目列表中的任意节目观看，在点播领域，P2P技术的发 展速度相对缓慢， 一方面是由于点播中的高度交互性的实现复杂度高，另一方面是节目源版权因素对P2P点播技术的阻碍。对于P2P流媒体直播模型的研究虽然已经取得了一定的成果，但 是由于网络的复杂性和动态性，使得P2P流媒体直播系统的流媒体分 发效果没有达到令人满意的程度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于 P2P网络的FBStream流媒体直播模型，在DONet模型的基础上通过 节点管理、数据调度策略以及伙伴的管理三个方面的优化来实现一 个低时延、高网络带宽利用率的P2P流媒体的传输。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现一种基于P2P网络的FBStream流媒体直播模型，采用网状的拓 扑结构，模型分为服务器端和客户端。所述的FBStream模型的服务器用来协调节点间的控制信息，职 责为(1)维护和更新所有节点的列表，其中列表由三部分组成标记 节点唯一的节点ID，节点的信息，包括节点IP以及节点加入 时间；所述的维护节点列表信息又包括A. 新节点加入，收到新节点的加入请求后，服务器把新节点信 息加入节点列表；B. 节点的正常退出，服务器收到节点的退出请求时，简单的从 节点列表删除该节点信息；C.节点的非正常退出，每个节点需要周期性的向服务器发送消 息说明自己工作正常，如果服务器在几个周期内都没有收到 某节点的消息，则认为该节点已经从节点列表删除该节点。(2) 从节点列表中选取一定数量的节点作为新节点的初始伙伴； 针对现有的两种选取初始伙伴节点策略一一面向系统健壮性与网络负载均衡性的初始伙伴节点选取策略和面向流服务质量的初始 伙伴节点选取策略的优缺点，本专利技术在伙伴节点选取时做了优化处理假设伙伴节点个数为n，则服务器首先检索处n/2个与加入节点 IP最近的节点，剩下的n/2个节点则是随机检索出来。(3) 根据节点请求从节点列表中选取新的伙伴节点，节点在数据 传输过程中，会根据伙伴节点的反馈信息，删除那些低贡 献的节点，然后向服务器请求新的伙伴节点，服务器根据 节点的请求发送新的伙伴节点信息给请求节点。所述的FBStream模型的客户端包括以下部分(1) 数据缓冲区在本专利技术所述的FBStream模型中，视频数据被分割成为相同大 小的片断，并通过序列号来标志每个片断，同时使用时间来标志该片 断的播放时间。网络中每个节点都有自己的一个缓冲区，用来存放接收到的视频 片断。(2) 缓存映射缓存映射是用来表示节点中是否拥有某个片断数据，通过浏览数据缓冲区的存储情况可以很快生成节点的缓存映射。(3) 数据调度模块本专利技术所述的数据调度模块运用了在传统的pulled-based基础上 提出的改进的Future-based流媒体协议。本专利技术所述的Future-based流媒体协议，发送节点主动发送数据 请求，然后伙伴节点根据节点的请求，如果有则发送相应数据包，以 及Buffer Map,如果没有，则发送Buffer Map。而伙伴节点也不是全 部都周期性发送Buffer Map，而是根据伙伴节点的贡献度发送Buffer Map。本专利技术所述的Future-based数据调度算法，把节点分为新加入节 点以及一般状态下的普通节点两个状态进行不同的数据调度A. 新加入节点新节点加入时，首先向服务器发送请求，服务器根据请求发送伙 伴节点信息给新加入节点。新节点根据接收到的伙伴节点信息，向伙 伴节点发送数据请求，伙伴节点如果有相应数据，则发送相应数据和 BufferMap给新节点，如果没有，则发送BufferMap作为响应。B. 普通节点普通节点根据接收到的伙伴节点BufferMap信息以及伙伴节点 的传输延时，把伙伴节点分成两份亲密伙伴节点以及后备伙伴节点。 亲密伙伴节点会周期性发送BufferMap信息给该节点，而后备伙伴则 是以几倍于亲密伙伴节点的周期发送BufferMap信息给该节点。(4) 伙伴管理和优化模块所述的伙伴管理和优化模块中，节点加入网络后，首先服务器获 取初始伙伴列表，记为伙伴节点列表，在程序运行中，伙伴节点列表 会被动动态的更新，节点会不断从服务器中选择新的节点作为新的伙 伴。所述的伙伴管理和优化模块定期监测所有伙伴节点的连接状况。在这段时间内，如果没有收到伙伴节点的任何数据(包括BM)，则 删除该伙伴节点信息，从服务器端重新获取新的伙伴节点。为了对伙 伴节点进行优化，需要定期更新不好连接的伙伴节点。 (5)网络接口25，负责与底层P2P网络的连接。 本专利技术具有以下技术特点(1) 低播放延时本专利技术针对现有的pull-based流媒体协议存 在的延迟问题，提出了改进Future-based流媒体协议，能 够很好的减低时延；(2) 网络带宽利用率高本专利技术通过降低网络中的控制包数量， 对节点间的伙伴管理优化，充分利用网络带宽资源进行传 输；(3) 扩展性好本专利技术中，加入视频流媒体网络的用户越多性 能越好。(4) 容易实现:本专利技术的FBStream模型是在典型的P2P流媒体 模型上进行改进，因而不需要维护复杂的数据结构。附图说明图1是本专利技术实施例所支持的FBStream模型架构图；图2是新节点加入流程图3是本专利技术实施例所支持的Future-based数据具体调度算法流 程图。具体实施例方式图1 图3是本专利技术的实施例。下面结合附图对本专利技术提出的技 术方案作进一步的说明。如图1所示， 一种基于P2P网络的FBStream流媒体直播模型， 采用网状的拓扑结构，所述的FBStream模型分为服务器端1和客户 端2。本专利技术实施例所述的一种基于P2P网络的FBStream模型的服务 器端1由节点管理模块11来协调节点间的控制信息，主要完成以下 功能(1)维护和更新所有节点的列表PeerList，其中节点列表PeerList (Node—ID， Info， time)主要由三部分组成Node—ID标记 节点唯一，节点的信息Inf本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Ｐ２Ｐ网络的ＦＢＳｔｒｅａｍ流媒体直播模型，其特征在于：采用网状的拓扑结构，包括以下两部分：（１）依靠节点管理模块１１来协调节点间的控制信息，负责维护和更新所有节点的列表、从节点列表中选取一定数量的节点作为新节点的初始伙伴以及根据节点请求从节点列表中选取新的伙伴节点的服务器１；（２）由５个模块构成的客户端２，其中，所述的５个模块分别为：Ａ、用来存放接收到的视频片断的数据缓冲区２１；Ｂ、用来表示节点中是否拥有某个片断数据，并通过浏览数据缓冲区的存储情况可以很快生成的缓存映射２２；Ｃ、运用了在传统的ｐｕｌｌｅｄ－ｂａｓｅｄ基础上提出的改进的Ｆｕｔｕｒｅ－ｂａｓｅｄ流媒体协议进行流媒体数据调度的数据调度模块２３；Ｄ、定期监测所有伙伴节点的连接状况，管理及优化伙伴节点列表的伙伴管理和优化模块２４；Ｅ、负责与底层Ｐ２Ｐ网络连接的网络接口２５。

【技术特征摘要】
1. 一种基于P2P网络的FBStream流媒体直播模型，其特征在于采用网状的拓扑结构，包括以下两部分(1)依靠节点管理模块11来协调节点间的控制信息，负责维护和更新所有节点的列表、从节点列表中选取一定数量的节点作为新节点的初始伙伴以及根据节点请求从节点列表中选取新的伙伴节点的服务器1；(2)由5个模块构成的客户端2，其中，所述的5个模块分别为A、用来存放接收到的视频片断的数据缓冲区21；B、用来表示节点中是否拥有某个片断数据，并通过浏览数据缓冲区的存储情况可以很快生成的缓存映射22；C、运用了在传统的pulled-based基础上提出的改进的Future-based流媒体协议进行流媒体数据调度的数据调度模块23；D、定期监测所有伙伴节点的连接状况，管理及优化伙伴节点列表的伙伴管理和优化模块24；E、负责与底层P2P网络连接的网络接口25。2、 根据权利要求1所述的一种基于P2P网络的FBStream流媒体 直播模型，其特征在于所述的维护和更新所有节点的列表， 其中列表由三部分组成——标记节点唯一的节点ID，节点的信 息，包括节点IP以及节点加入时间。3、 根据权利要求1所述的一种基于P2P网络的FBStream流媒体 直播模型，其特征在于所述的维护节点列表信息又包括新节点加入、节点的正常退出和非正常退出。4、 根据权利要求1所述的一种基于P2P网络的FBStream流媒体 直播模型，其特征在于所述的从节点列表中选取一定数量的 节点作为新节点的初始伙伴中，在伙伴节点选取时做了优化处 理假设伙伴节点个数为n，则服务器首先检索处n/2个与加入 节点IP最近的节点，剩下的n/2个节点则是随机检索出来。5、 根据权利要求1所述的一种基于P2P网络的FBStream...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗笑南，杨志伟，陈巧珍，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]