一種p2p點播系統和業務方法
2023-10-05 20:51:49
專利名稱：一種p2p點播系統和業務方法
技術領域：
本發明涉及流媒體技術領域，尤其涉及一種P2P點播系統和業務方法。
背景技術：
隨著視音頻編碼技術和IP網絡傳輸技術的發展完善，數字媒體業務得 到了迅速發展，業已成為寬帶的核心應用。現階段中國電信數字媒體業務 採用集中服務的模式，通過基於C/S或C/S+CDN架構為用戶提供服務。 伴隨著日益增長的業務需求，該架構的系統投資劇增、產出效益不明顯的 問題日益顯現。雖然該系統不斷擴充，但是服務能力始終有限，尤其在一 些特殊情況下，如球賽實況轉播時，仍然難以滿足用戶密集突發的流媒體 業務需求。相比之下，P2P業務平臺具有低成本、高擴展性、高服務質量、 高安全性等先天優勢，可解決現有數字媒體業務發展中所面臨的平臺高投 入、低回報、熱點效應。為此，有必要建設P2P業務平臺，以優化寬帶網 絡流量，提高現有資源利用率，節省投資，為數字媒體產業的發展構建新 型的業務支撐平臺，創造良好的發展環境，促進其持續、健康、良性發展。
目前在P2P的流媒體中，P2P直播的推廣比較廣泛，因為其最能體現 P2P的價值，大家看同一個頻道，內容趨同，可以充分利用客戶端之間的 傳遞能力，理論上在上/下行對等的基礎上，在線用戶數可以無限擴展。但 是在點播模式下，由於點播的節目源比較多，用戶的選擇比較多，從而會 導致單個片源上的用戶比較分散。另外，用戶觀看電影時，因為看的影片 進度不同，某個用戶能從其他用戶電腦上讀取的資源有限，上述問題導致 P2P點播所能節省的伺服器帶寬資源有限，因此如何提高P2P點播客戶端 之間的共享率成為P2P點播需要解決的核心問題。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種可以 提高P2P點播客戶端共享率的P2P點播系統和業務方法。
本發明的目的是通過以下技術方案加以實現的
一種P2P點播系統，包括管理平臺，用於管理媒體資源的發布；中 心片庫，用於存儲媒體資源；區域管理伺服器，用於管理轄區內媒體資源 的發布和檢索；媒體伺服器，用於提供媒體內容；點播終端，用於發出點 播請求、接收和存儲媒體內容以及進行媒體播放。所述管理平臺還包括分 段模塊，用於對媒體文件分割成多個分段媒體文件並存儲在所述中心片庫 中；以及發布模塊，用於將所有分段媒體文件發布到指定的媒體伺服器上。 所述點播終端還包括分段內容存儲模塊，用於存儲從媒體伺服器或其他點 播終端傳來的分段媒體文件。
上述區域管理伺服器還包括分發模塊，用於將指定媒體伺服器上的所 有分段媒體文件分發到其他媒體伺服器上，使得其他伺服器上分別具有部 分分段媒體文件。
上述點播終端還包括存儲控制模塊，用於控制所述分段內容存儲模塊 將從媒體伺服器或其他點播終端傳來的分段媒體文件數據先寫入內存緩衝 區，在接收到一個完整分段媒體文件後，再將內存緩衝區內的分段媒體文 件寫入磁碟緩衝區。
上述分段內容存儲模塊還包括索弓I模塊，用於存儲分段媒體文件在整 個媒體文件中的位置和該分段媒體文件的寫入時間和使用頻度，所述存儲 控制模塊根據所述索引模塊的存儲內容確定分段媒體文件寫入磁碟緩衝區 的覆蓋策略。
一種P2P點播業務方法，包括以下步驟
A) 、管理平臺將媒體文件分割成多個分段媒體文件並存儲在中心片庫
中；
B) 、管理平臺向媒體伺服器發布所有分段媒體文件；
C) 、點播終端請求分段媒體文件並存儲、播放。
上述步驟B是通過管理平臺指定媒體伺服器到中心片庫中下載所有的 分段媒體文件來發布的。
上述步驟B和C之間還包括以下步驟區域管理伺服器將指定媒體服 務器上的所有分段媒體文件分發到其他媒體伺服器上，使得其他媒體服務 器上分別具有部分分段媒體文件。
上述步驟C包括以下步驟
Cl)、點播終端向區域管理伺服器發出分段媒體文件點播請求； C2)、區域管理伺服器根據點播請求檢索具有分段媒體文件的源節點， 並將源節點的信息返回給點播終端；
C3)、點播終端連接源節點獲得分段媒體文件並存儲和播放。 上述步驟C3存儲分段媒體文件的過程包括以下步驟 Sl)、將獲得的分段媒體文件數據存儲在內存緩衝區中； S2 )、將內存緩衝區中的完整分段媒體文件寫入磁碟緩衝區。 上述步驟S2是依據區域管理伺服器對分段媒體文件熱度和分發情況 確定的概率將內存緩衝區中的完整分段媒體文件寫入磁碟緩衝區。
上述步驟S2中存儲分段媒體文件的過程還包括建立並存儲分段媒體 文件索引的步驟，所述索弓I包括分段媒體文件在整個媒體文件中的位置、 寫入時間和使用頻度，點播終端根據所述索引記載的寫入時間和使用頻度， 採用寫入時間最近和使用頻度最高的分段媒體文件作為最低優先級被覆蓋 的策略，完成存儲過程並更新分段媒體文件索引。
上述步驟S2中的使用頻度包括最近1小時的使用頻度、最近1天的 使用頻度和最近1周的使用頻度。
上述步驟Cl中還包括點播終端向區域管理伺服器上報存儲媒體內容 的過程；上述步驟C3還包括點播終端向區域管理伺服器上報存儲媒體內 容變化的過程。
本發明與現有技術相比較的有益效果是
(1) 把媒體文件分割成分段文件進行存儲和發布，終端用戶針對分段文 件進行點播和存儲，使得媒體文件在客戶端之間得到更好的共享，提高了 網絡資源的利用率；
(2) 區域管理伺服器對分段文件的分發，有利於負載均衡；
(3) 點播終端對分段文件的存儲策略進一步提高了客戶端之間的共享 率，優化了寬帶流量。
圖1是本發明P2P點播系統具體實施方式
結構示意圖； 圖2是本發明具體實施方式
點播終端框架圖3是本發明具體實施方式
應用環境部署圖； 圖4是本發明具體實施方式
點播交互流程圖。
具體實施例方式
下面用具體實施方式
結合附圖對本發明作進一步詳細說明。 如圖l所示，本發明的一種P2P點播系統，包括管理平臺、中心片庫、 區域管理伺服器RM、媒體伺服器、點播終端。
管理平臺包括分段模塊和發布模塊。分段模塊對點播的媒體文件，如 視頻文件，採用分段處理，即對一個視頻文件進行切片分割，使其分割成 為多個分段文件，優選的實施方式，該分段文件採用固定大小，對於最後 一個文件不足的部分可以使用0進行填充。 一個點播內容將由多個分段文 件組成，點播系統的源請求會話、內容上報會話、對外服務會話都是基於 分段媒體文件進行的，分割後的分段媒體文件存儲在中心片庫中。發布模 塊首先將所有分段媒體文件全部上線到一個指定的媒體伺服器上，例如媒 體伺服器n，該媒體伺服器會主動到中心片庫裡將所有的分段媒體文件通 過FTP的方式下載下來，這樣該媒體文件分段後在該媒體伺服器上有一個 完整的備份。
RM負責管理轄區內媒體資源的發布和檢索，媒體資源信息包括源內 容標識、資源標識、資源拷貝數，同時還負責處理用戶的資源檢索請求， 不同區域的RM之間是平等的、分治的，彼此不存在直接的交互。RM包 括分發模塊，分發模塊對媒體文件的分發是基於分段媒體文件來進行的， 即從指定發布的媒體伺服器n上向其他媒體伺服器分發分段媒體文件，其 他的媒體伺服器上只有該文件的某幾個分段，而不是所有分段，這樣有利 於靜態節點的負載均衡。
媒體伺服器，用於提供媒體內容， 一般為靜態節點，正常情況下它始 終在線。在點播過程中，特別是直播時，由於網絡上下行不對稱(如ADSL 接入)引起的P2P流量供給不足進行補償，或在會話啟動、節點變化頻繁 以及發生快進、快退等操作時，提供必要的資源補充和快速的資源補給， 媒體伺服器採用可靠的電信級設備。
點播終端，用於發出點播請求、接收和存儲媒體內容以及進行媒體播 放。它的架構如圖2所示，分成總體控制和管理(簡稱總控)模塊層、中 間應用功能模塊層和支撐平臺層三個層次。支撐平臺提供作業系統、驅動、 基礎協議及瀏覽器等支撐功能，這一層軟體是終端，如PC機本身所具備 的；總控模塊控制和管理各應用模塊協調工作，同時完成設置、初始化等 工作；中間應用功能模塊層包括升級控制、業務控制、內容控制、和媒體 子系統，其中媒體子系統包括媒體控制以及媒體控制下的媒體傳輸、媒 體存儲、媒體播放等模塊。媒體存儲模塊中包括分段內容存儲模塊和存儲 控制模塊，分段內容存儲模塊進一步包括索引模塊。分段內容存儲模塊用 於存儲從媒體伺服器或其他終端傳來的分段媒體文件。存儲控制模塊控制 分段內容存儲模塊將從媒體伺服器或其他點播終端傳來的分段媒體文件數 據先寫入內存緩衝區，在接收到一個完整分段文件後，再將內存緩衝區內 的分段媒體文件寫入磁碟緩衝區。索引模塊則用於存儲分段媒體文件在整 個媒體文件中的位置和該分段媒體文件的寫入時間和使用頻度，存儲控制 模塊根據其索引模塊的存儲內容確定分段文件寫入磁碟緩衝區的覆蓋策 略。
如圖3、圖4所示，P2P點播業務方法的一種具體實施方式
包括以下 步驟
步驟400)、片源的準備。首先，管理平臺對視頻文件進行分割，分割 後的分段文件通過內容源管理伺服器存儲到中心片庫中，然後發布到區域 中心的媒體伺服器，該媒體伺服器到中心片庫中使用FTP將分段媒體文件 全部下載到本地；RM對分段媒體文件在其管理的媒體伺服器中進行分發；
步驟401)、終端節點首先進行版本檢查及升級會話，然後登錄管理平 臺進行認證會話，得到業務授權以及EPG伺服器、歸屬地RM地址等；
步驟402)、終端節點連接RM，並上報自己的資源信息以及節點能 力信息，包括接入網類型、可用磁碟空間、內存等；
步驟403)、終端節點與EPG伺服器建立連接，進行內容選擇會話， 得到需要播放的內容標識和元數據等信息，進行源請求會話，根據播放內 容向RM申請源節點；
步驟404)、源節點的請求是以內容分段為單位的，即終端節點向RM 申請具有某分段媒體內容的節點，RM會根據申請的分段內容來確定返回 具有該分段內容的源節點，即媒體伺服器或其他終端節點，也就是服務 Peers地址；
步驟405)、終端節點媒體傳輸模塊向服務peers發出連接請求；
步驟406)、服務Peers響應請求與終端節點的媒體傳輸模塊建立連接； 步驟407)、媒體存儲模塊根據緩衝區中的數據情況向媒體傳輸模塊發 出數據請求；
步驟408)、媒體傳輸模塊向服務Peers發起數據請求；
步驟409)、服務Peers從自身的緩衝區裡讀取數據回復給媒體傳輸模
塊；
步驟410)、媒體傳輸模塊獲得數據後，傳給媒體存儲模塊； 步驟4U)、媒體存儲模塊先將數據存儲在內存緩衝區中，當內存緩
衝區中出現一個完整的分段文件數據時，則觸發相應的磁碟存儲策略，該
策略包括
551) 、生成兩個文件， 一個文件放置實際的分段文件數據，還有一 個文件作為索引文件，用於索引各個分段文件在整個文件中的位置以及存 儲段的相關信息，包括寫入時間、最近l小時使用頻度、最近l天使用頻 度、最近1周使用頻度等；
552) 、內存中的分段文件數據是以一定概率隨機寫入磁碟，該概率 由RM根據影片的熱度和影片當前的分發情況來確定，然後由RM通知終 端節點；
553) 、在進行磁碟存儲時，由於佔用用戶的磁碟空間有限，因此先 檢查所佔用的磁碟緩存，如有空閒空間，則先用空閒空間，否則，需要選 擇某個段的存儲空間被覆蓋，具體覆蓋策略主要是在將最近寫入的分段文 件、最近1小時使用頻度、最近1天使用頻度、最近1周使用頻度高的分 段文件作為最低覆蓋優先級，在其餘的空間中隨機選擇一個分段文件進行 覆蓋，同時對索引文件做相應更新；
步驟412—413)、媒體存儲模塊啟動對內容狀態的監控，根據監控事 件的發生通過媒體傳輸模塊向RM上報節點內容變化。為了減少RM的負 荷，本發明的一種具體實施方式
採用事件驅動的資源上報機制輔以長周期 的心跳監測，在心跳消息中上報節點內容的動態變化。由於內存中的內容 是在不斷更新的，當一個分段媒體文件播放完後就會將該分段媒體文件所 在的緩衝區清空用來接收新的分段媒體文件數據，因此內存中段內容的變 化是比較頻繁的，對於檢測出內存中分段媒體文件減少的事件，則需要再 檢查一下磁碟中有沒有該分段文件，如果磁碟中也沒有，則觸發事件上報 機制，如果磁碟中存儲有該分段文件，則不進行上—報；
步驟414一416)、終端節點選擇下線退出，上告RM下線，退出系統。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種P2P點播系統，包括管理平臺，用於管理媒體資源的發布；中心片庫，用於存儲媒體資源；區域管理伺服器，用於管理轄區內媒體資源的發布和檢索；媒體伺服器，用於提供媒體內容；點播終端，用於發出點播請求、接收和存儲媒體內容以及進行媒體播放；其特徵在於所述管理平臺還包括分段模塊，用於將媒體文件分割成多個分段媒體文件並存儲在所述中心片庫中；以及發布模塊，用於將所有分段媒體文件發布到指定的媒體伺服器上；所述點播終端還包括分段內容存儲模塊，用於存儲從媒體伺服器或其他點播終端傳來的分段媒體文件。
2. 根據權利要求1所述的P2P點播系統，其特徵在於所述區域管理 伺服器還包括分發模塊，用於將指定媒體伺服器上的所有分段媒體文件分 發到其他媒體伺服器上，使得其他伺服器上分別具有部分分段媒體文件。
3. 根據權利要求1所述的P2P點播系統，其特徵在於所述點播終端 還包括存儲控制模塊，用於控制所述分段內容存儲模塊將從媒體伺服器或 其他點播終端傳來的分段媒體文件數據先寫入內存緩衝區，在接收到一個 完整分段媒體文件後，再將內存緩衝區內的分段媒體文件寫入磁碟緩衝區。
4. 根據權利要求3所述的P2P點播系統，其特徵在於所述分段內容 存儲模塊還包括索引模塊，用於存儲分段媒體文件在整個媒體文件中的位 置和該分段媒體文件的寫入時間和使用頻度，所述存儲控制模塊根據所述 索引模塊的存儲內容確定分段媒體文件寫入磁碟緩衝區的覆蓋策略。
5. —種P2P點播業務方法，其特徵在於 包括以下步驟A)、管理平臺將媒體文件分割成多個分段媒體文件並存儲在中心片庫中；B) 、管理平臺向媒體伺服器發布所有分段媒體文件；C) 、點播終端請求分段媒體文件並存儲、播放。
6. 根據權利要求5所述P2P點播業務方法，其特徵在於所述步驟B 是通過管理平臺指定媒體伺服器到中心片庫中下載所有的分段媒體文件來 發布的。
7. 根據權利要求5所述P2P點播業務方法，其特徵在於所述步驟B和C之間還包括以下步驟區域管理伺服器將指定媒體伺服器上的所有分段媒體文件分發到其他媒體伺服器上，使得其他媒體伺服器上分別具有部 分分段媒體文件。
8. 根據權利要求5所述P2P點播業務方法，其特徵在於所述步驟C包括以下步驟Cl)、點播終端向區域管理伺服器發出分段媒體文件點播請求； C2)、區域管理伺服器根據點播請求檢索具有分段媒體文件的源節點， 並將源節點的信息返回給點播終端；C3)、點播終端連接源節點獲得分段媒體文件並存儲和播放。
9. 根據權利要求8所述的P2P點播業務方法，其特徵在於所述步驟 C3存儲分段媒體文件的過程包括以下步驟51) 、將獲得的分段媒體文件數據存儲在內存緩衝區中；52) 、將內存緩衝區中的完整分段媒體文件寫入磁碟緩衝區。
10. 根據權利要求9所述P2P點播業務方法，其特徵在於所述步 驟S2是依據區域管理伺服器對分段媒體文件熱度和分發情況確定的概率 將內存緩衝區中的完整分段媒體文件寫入磁碟緩衝區。
11. 根據權利要求9或10所述P2P點播業務方法，其特徵在於所 述步驟S2中存儲分段媒體文件的過程還包括建立並存儲分段媒體文件索 引的步驟，所述索引包括分段媒體文件在整個媒體文件中的位置、寫入時 間和使用頻度，點播終端根據所述索引記載的寫入時間和使用頻度，採用 寫入時間最近和使用頻度最高的分段媒體文件作為最低優先級被覆蓋的策 略，完成存儲過程並更新分段媒體文件索引。
12. 根據權利要求11所述P2P點播業務方法，其特徵在於所述步驟S2中的使用頻度包括最近1小時的使用頻度、最近1天的使用頻度和 最近1周的使用頻度。
13.根據權利要求8所述P2P點播業務方法，其特徵在於所述步 驟Cl中還包括點播終端向區域管理伺服器上報存儲媒體內容的過程；所 述步驟C3還包括點播終端向區域管理伺服器上報存儲媒體內容變化的過程。
全文摘要
本發明公開了一種P2P點播系統和業務方法，系統包括管理平臺、中心片庫、區域管理伺服器、媒體伺服器和點播終端，管理平臺包括將媒體文件分割成多個分段文件並存儲於中心片庫中的分段模塊，以及將所有分段文件發布到指定媒體伺服器上的分發模塊；點播終端包括分段內容存儲模塊。業務方法包括步驟管理平臺將媒體文件終端分割成多個分段媒體文件並存儲在中心片庫中；管理平臺向媒體伺服器發布所有分段媒體文件；點播終端請求分段媒體文件並存儲、播放。本發明把媒體文件分割成分段文件進行存儲和發布，終端用戶針對分段文件進行點播和存儲，提高了媒體文件在客戶端之間的共享率，優化了寬帶流量，節省了成本。
文檔編號H04L29/08GK101388909SQ200810216739
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月14日 優先權日2008年10月14日
發明者健 季 申請人:中興通訊股份有限公司