P2p系統節點選擇方法
2023-10-04 02:52:59 8
P2p系統節點選擇方法
【專利摘要】本發明公開了一種P2P系統節點選擇方法，涉及用於與廣播信息或廣播時空直接相關的廣播應用裝置或方法【技術領域】。該方法如下：尋找與本節點最近的鄰居節點，向所有最近的鄰居節點發送UDP報文來請求位圖信息，根據往返傳輸時間、是否擁有緊急窗口裡面數據塊、是否擁有稀有數據塊和位圖信息來選擇最優的夥伴節點。所述方法提出了自治域的概念用於發現鄰居節點，優先選擇那些跟節點的地理位置和運營商相同的節點作為自己的服務節點，並根據往返傳輸時間、是否擁有緊急窗口裡面數據塊、是否擁有稀有數據塊和位圖信息來選擇最優的夥伴節點，定時地更新鄰居節點和夥伴節點來優化覆蓋網，提高了網絡下載速度，點播系統延遲小，保證流媒體的傳輸質量。
【專利說明】P2P系統節點選擇方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於與廣播信息或廣播時空直接相關的廣播應用裝置或方法技術領 域，尤其涉及一種P2P系統節點選擇方法。
【背景技術】
[0002] 將P2P技術和流媒體應用相結合是當前研宄的熱點之一，P2P系統最大的優點是 使得用戶能夠有效的利用網絡中的資源，這些資源包括數據資源、帶寬資源和計算機資源。 所以這使得P2P系統中幾乎沒有原來CS模式的瓶頸，有著很好的可擴展性。在P2P模型中， 每一個節點（peer)同時扮演了兩種角色，既是客戶端又是伺服器，作為客戶端能夠像其他 節點查詢和請求所需要的服務，作為伺服器能夠提供服務給其他節點。
[0003] P2P網絡的拓撲結構對P2P流媒體系統的性能影響很大，而構建P2P網絡拓撲的關 鍵就是節點選擇問題。高質量的P2P網絡拓撲有三個重要的度量參數：（1)延遲：從點播流 媒體時刻開始到用戶的客戶端出現畫面時刻之間的啟動延遲，從拖動進度條時刻到用戶的 客戶端出現播放畫面之間的跳播延遲；（2)伺服器花費：流媒體伺服器的CPU，內存以及帶 寬的消耗；（3)可擴展性：在流暢播放的前提下可以支持的最大節點數。一個良好的P2P拓 撲應該保證啟動延遲和跳播延遲小，播放流暢、伺服器負載壓力小，支持大量的節點。我們 的目標是構建一個延遲小，擴展性高的P2P流媒體覆蓋網。
[0004] 在P2P流媒體網絡拓撲中，由於節點使用的運營商不同，來自的地域不相同，再加 上節點之間的資源也不相同，導致節點具有很大的異構性。節點可以不斷地加入或者離開 網絡，無論節點是有意或者無意離開網絡，都會導致節點的組成員經常變化。如何在這樣復 雜的P2P網絡拓撲中發現節點、選擇節點來構建良好的P2P網絡來保證流媒體的傳輸質量， 是P2P流媒體系統需要解決的關鍵問題。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種P2P系統節點選擇方法，所述節點選擇方 法用來尋找最優的夥伴節點，提高下載速度，保證流媒體的傳輸質量。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：一種P2P系統節點選擇方法， 其特徵在於所述方法如下：尋找與本節點最近的鄰居節點，向所有最近的鄰居節點發送 UDP報文來請求位圖信息，根據節點間的往返傳輸時間、節點內是否擁有緊急窗口裡面數據 塊、節點內是否擁有稀有數據塊和位圖信息來選擇最優的夥伴節點。
[0007] 進一步的技術方案在於：尋找與本節點最近的鄰居節點方法如下：用戶首次加入 網絡時，通過本域的域名解析獲得內容路由伺服器列表，內容路由伺服器根據部署域的映 射規則將用戶所屬域的域名發送給用戶，然後內容路由伺服器根據映射規則將用戶所屬域 或相鄰域的Tracker伺服器地址列表返回給用戶，當用戶訪問Tracker伺服器時，Tracker 伺服器首先根據用戶的域名搜索自己的緩衝區，查找與用戶處於同一個自治域或與用戶相 鄰的自治域，然後從查找到的自治域中選擇出一定數量的節點組成鄰居節點返回給用戶。
[0008] 進一步的技術方案在於：所述方法優先選擇和用戶節點處於同一個自治域中的節 點，如果不夠再從查找到的相鄰域中隨機選取剩餘的節點組成鄰居節點返回給用戶。
[0009] 進一步的技術方案在於：所述自治域中域名的內容包括運營商、省份和城市。
[0010] 進一步的技術方案在於：同一個自治域中的片源伺服器和節點的域名是相同的。
[0011] 進一步的技術方案在於：所述位圖用來表示數據塊信息，用一個bit位來記錄對 應的數據塊是否被下載，1表示已下載，〇表示未下載。
[0012] 進一步的技術方案在於：選擇往返時間小的鄰居節點作為最優夥伴節點。
[0013] 進一步的技術方案在於：選擇那些擁有緊急窗口裡面數據塊的節點作為最優夥伴 節點。
[0014] 進一步的技術方案在於：將所述P2P點播系統中所需的數據窗口劃分為播放窗 口、緊急窗口和普通窗口，播放指針之前的窗口為播放窗口，播放窗口內為當前節點正在播 放的數據塊，所述播放窗口與普通窗口之間的數據塊為緊急窗口，所述緊急窗口內的數據 塊為馬上需要播放的數據塊。
[0015] 進一步的技術方案在於：選擇那些有稀有數據塊的節點作為最優夥伴節點。
[0016] 採用上述技術方案所產生的有益效果在於：所述方法提出了自治域的概念用於發 現鄰居節點，優先選擇那些跟節點的地理位置和運營商相同的節點作為自己的服務節點， 並根據往返傳輸時間、是否擁有緊急窗口裡面數據塊、是否擁有稀有數據塊和位圖信息來 選擇最優的夥伴節點，定時地更新鄰居節點和夥伴節點來優化覆蓋網，提高了網絡下載速 度，點播系統延遲小，保證流媒體的傳輸質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0018] 圖1是本發明中P2P點播系統中所需的數據窗口原理圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0020] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以 採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的 情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0021] 在下載文件的過程中，即使有很多的種子節點，但是下載速度仍然很慢，可能是因 為這些種子節點和當前節點的地域不同，運營商不同。所述方法提出了 "自治域"的概念， 自治域是PPCDN系統的片源伺服器和從這些片源伺服器獲取服務的用戶組成的集合。自治 域是PPCDN系統進行管理和部署的基本單位。按照片源伺服器的部署來對自治域進行劃分 和定義。每個域都有一個域名，域名來源部署的片源伺服器的地域和運營商，可以唯一標識 自治域。用戶連接PPCDN系統，系統會為他們生成一個域名，並且將他們接入到對應的自治 域，這樣用戶可以就近訪問服務。同一個自治域中的片源伺服器和用戶的域名是相同的。
[0022] 域名的具體格式如下：運營商（ISP).省份（Province).城市（City)
[0023]例如：
[0024] 北京電信部署，域名為：電信.北京.北京
[0025] 四川德陽移動部署，域名為：移動.四川.德陽
[0026] 武漢聯通部署，域名為：聯通.湖北.武漢
[0027] 用戶接入系統時，系統根據以上域名規則獲取他們所域的域名，然後將域名發送 給用戶。
[0028] 節點連接系統獲取片源伺服器和其他節點地址後，從中選取一定數量和自己域名 相同的片源伺服器和用戶節點，不夠的話就選取鄰近域的節點。優先考慮運營商和省份都 相同的，如果還不夠的話，就選擇運營商相同的。表1，表2和表3分別列出了部分運營商列 表，部分省份列表和部分城市列表。
[0029] 表1部分運營商列表
【權利要求】
1. 一種P2P系統節點選擇方法，其特徵在於所述方法如下：尋找與本節點最近的鄰居 節點，向所有最近的鄰居節點發送UDP報文來請求位圖信息，根據節點間的往返傳輸時間、 節點內是否擁有緊急窗口裡面數據塊、節點內是否擁有稀有數據塊和位圖信息來選擇最優 的夥伴節點。
2. 根據權利要求1所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於尋找與本節點最近的鄰 居節點方法如下：用戶首次加入網絡時，通過本域的域名解析獲得內容路由伺服器列表，內 容路由伺服器根據部署域的映射規則將用戶所屬域的域名發送給用戶，然後內容路由服務 器根據映射規則將用戶所屬域或相鄰域的Tracker伺服器地址列表返回給用戶，當用戶訪 問Tracker伺服器時，Tracker伺服器首先根據用戶的域名搜索自己的緩衝區，查找與用戶 處於同一個自治域或與用戶相鄰的自治域，然後從查找到的自治域中選擇出一定數量的節 點組成鄰居節點返回給用戶。
3. 根據權利要求2所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：所述方法優先選擇和 用戶節點處於同一個自治域中的節點，如果不夠再從查找到的相鄰域中隨機選取剩餘的節 點組成鄰居節點返回給用戶。
4. 根據權利要求2所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：所述自治域中域名的 內容包括運營商、省份和城市。
5. 根據權利要求2所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：同一個自治域中的片 源伺服器和節點的域名是相同的。
6. 根據權利要求1所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：所述位圖用來表示數 據塊信息，用一個bit位來記錄對應的數據塊是否被下載，1表示已下載，0表示未下載。
7. 根據權利要求1所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：選擇往返時間小的鄰 居節點作為最優夥伴節點。
8. 根據權利要求1所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：選擇那些擁有緊急窗 口裡面數據塊的節點作為最優夥伴節點。
9. 根據權利要求8所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：將所述P2P點播系統中 所需的數據窗口劃分為播放窗口、緊急窗口和普通窗口，播放指針之前的窗口為播放窗口， 播放窗口內為當前節點正在播放的數據塊，所述播放窗口與普通窗口之間的數據塊為緊急 窗口，所述緊急窗口內的數據塊為馬上需要播放的數據塊。
10. 根據權利要求1所述的P2P系統節點選擇方法，其特徵在於：選擇那些有稀有數據 塊的節點作為最優夥伴節點。
【文檔編號】H04L29/06GK104506537SQ201410828981
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】邢建川, 段翰聰, 張奎, 董科廷, 王帥飛, 王翔 申請人:電子科技大學