基於分級結構的提供網際網路廣播數據的系統和方法
2023-05-04 14:08:41
專利名稱：基於分級結構的提供網際網路廣播數據的系統和方法
技術領域：
本發明涉及基於分級結構的提供網際網路廣播數據的系統和方法，並且更具體地說，涉及一種能夠減少數據擁塞造成的瓶頸問題的網際網路廣播系統。
背景技術：
一般地，在網際網路廣播中，提供網際網路廣播數據的主伺服器將多媒體數據發送到連接到伺服器自身的所有終端。許多網際網路用戶通過連接到網際網路廣播伺服器接收諸如動畫和音頻數據等的廣播數據。即，根據當前的網際網路廣播系統，所有用戶都可以連接到主伺服器而不管用戶的數量。
隨著高速多媒體技術的發展，發送數據量增加，因此會發生瓶頸問題以及伺服器宕機問題。
尤其是，在網際網路廣播的情況下，因為視頻和音頻數據的質量影響競爭力，所以數據容量的增加是必須的。為上述情況中的網際網路廣播提供優良質量，應該增加伺服器的效率和容量。
即使伺服器具有優良的效率和巨大的容量，當許多用戶連接到該伺服器時，其它想連接到該伺服器的用戶可能無法連接到該伺服器。即使用戶可以連接到該伺服器，數據傳輸率會下降，使得無法提供廣播的優良質量。
並且，如果上述情況再三發生，或超過閾值數量的許多用戶都在同一時間試圖連接到該伺服器，則該伺服器會宕機，並且不能提供網際網路廣播直到伺服器修復為止。
一般地，在網際網路中，通過使用傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)或用戶數據報協議(UDP)來實現數據傳輸。
為通過使用TCP/IP或UDP來執行網際網路廣播，發送到終端的相同的數據必須發送與終端數目一樣多的次數。
IP多點廣播(multicasting)用於解決上述問題。IP多點廣播是網際網路標準，是為廣播諸如動畫數據和音頻數據之類的多媒體數據而制定的，並且因此建立了一特殊的網際網路地址域，即所謂的「D類」。並且，在域地址中，如果終端接收了數據，則數據被發送到具有相同地址的所有終端。
但是，如果終端所連接的網際網路路由器不支持IP多點廣播，則它只能被用於終端所連接的區域網(LAN)中。具體地，網際網路中的伺服器和終端必須經過多個網際網路路由器而彼此相連，因此在路由器中，如果一個路由器不支持IP多點廣播，則終端不能接收來自伺服器的廣播數據。
更進一步，支持IP多點廣播的路由器沒有被充分提供，使用IP多點廣播的網際網路就不可能實施。基於這一原因，使用IP多點廣播的網際網路廣播直到現在仍被指責，並且它當前僅被用於企業內部的內部網系統中。
目前，大多數網際網路廣播伺服器使用TCP/IP或UDP取代IP多點廣播，從而通過直接連接到伺服器和終端來接收廣播數據。
上述網際網路廣播方法給伺服器極大的通信負載，並且存在不能增加連接到伺服器的用戶數目的困難。並且由於伺服器的過載而拒絕訪問、數據丟失、通信速度降低和伺服器宕機可能發生，因此必須使用具有高容量的昂貴的伺服器設備。
發明公開因此，本發明的一個目的在於提供一種能夠降低數據擁塞造成的瓶頸問題的網際網路廣播系統和方法。
因此，本發明的另一個目的在於通過限制終端數目，提供一種能夠提供網際網路廣播而沒有伺服器宕機的網際網路廣播系統和方法，而不管在同一時間連接到伺服器的用戶的數目。
根據本發明的一個方面，提供一種提供網際網路廣播數據的方法，包括步驟a)如果接收到來自第一終端的連接請求信號，則確定連接到伺服器的終端的數目是否小於閾值；b)如果連接到伺服器的終端數目小於閾值，則將廣播數據發送到第一終端；以及c)如果連接到伺服器的終端數目不小於閾值，則引導第一終端嘗試連接到第二終端，其中第二終端是連接到伺服器的終端之一。
根據本發明的另一個方面，提供一種提供網際網路廣播數據的方法，包括步驟a)發送連接請求信號到網際網路廣播伺服器；b)確定來自網際網路廣播伺服器的接收信號是廣播信號還是再連接引導信號；以及c)如果來自網際網路伺服器的接收信號是廣播信號，則顯示所接收的廣播數據。
仍根據本發明的另一個方面，提供一種網際網路廣播系統，包括確定裝置，當接收到來自第一終端的連接請求信號時，用於確定連接到伺服器的終端數目是否大於閾值；發送裝置，用於當連接到伺服器的終端數目小於閾值時，將廣播數據發送到第一終端；以及控制單元，用於當連接的終端數目超過閾值時，引導第一終端連接到已經連接到伺服器的第二終端。
仍根據本發明的另一個方面，提供一種網際網路廣播系統，包括連接請求裝置，用於請求連接到網際網路廣播伺服器；接收裝置，用於當從網際網路廣播伺服器接收到再連接引導信號時，發送再發送引導信號到連接請求裝置，以及用於當從網際網路廣播伺服器接收到廣播數據時，發送將被顯示的廣播數據；顯示裝置，用於顯示從接收裝置接收的廣播數據；以及中繼裝置，用於根據第一終端的中繼請求信號，通過接收來自廣播接收裝置的廣播數據將廣播數據發送到第一終端。
附圖簡要說明通過下面結合附圖對優選實施例進行的描述，本發明的上述和其它目的和特點將會變得更加清楚，其中
圖1是根據本發明的基於分級傳輸的網際網路廣播系統的說明圖；圖2是表示適用於根據本發明的網際網路廣播系統的終端的圖；圖3是表示使用根據本發明的分級傳輸的網際網路廣播方法的圖；和圖4是說明使用根據本發明的分布IP多點廣播方法的網際網路廣播系統的網絡圖。
實施本發明的最佳方式以下，將參照附圖來詳細說明本發明的實施例。
在第一實施例中，將描述一基於分級結構的網際網路廣播系統和方法，而忽略其中的協議。在第二實施例中，將描述一使用IP多點廣播來發送廣播數據的網際網路廣播系統和方法。
(實施例1)圖1是根據本發明的基於分級傳輸的網際網路廣播系統的說明圖。如圖1所示，該系統包括網際網路廣播伺服器100，以及連接到伺服器100或連接到伺服器100的終端110的終端110、120、130，以接收數據。
為描述清楚，直接連接到伺服器的終端被稱為初級連接終端，連接到初級連接終端的終端被稱為二級連接終端，並且連接到第N-1級連接終端的終端被稱為第N級連接終端。此時，N是等於或大於二(2)的任選整數。
參照圖2，終端110、120或130包括廣播接收單元114，用於接收從網際網路廣播伺服器100或終端110和120發送的數據。數據處理和顯示單元116輸出並處理通過廣播接收單元114接收的數據。廣播中繼單元112通過使用TCP/IP或UDP協議連接到網際網路廣播伺服器100來中繼廣播數據，以接收廣播數據，並發送所接收的數據到相鄰的終端。
為實現上述網絡中的網際網路廣播，在終端110中安裝軟體以形成廣播中繼單元112、廣播接收單元114和廣播數據處理和顯示單元116。
廣播中繼單元112通過使用TCP/IP或UDP連接到網際網路廣播伺服器100，接收來自網際網路廣播伺服器100的廣播數據，接著發送廣播數據到其它的請求連接到終端110的終端120。
廣播接收單元114接收從網際網路廣播伺服器100或終端發送的廣播數據，接著將其發送到廣播數據處理和顯示單元116。
廣播數據處理和顯示單元116在終端的監視器上顯示動畫或執行音頻處理。它接收來自廣播接收單元114的廣播數據並處理所接收的數據，並且接著顯示所接收的數據到監視器或其它設備上。
參照使用次級連接終端120的網際網路廣播接收或中繼處理，當開始接收廣播時，廣播接收單元114接收廣播數據並將其發送到數據處理和顯示單元116。
圖3是表示根據本發明的分級傳輸的網際網路廣播方法的圖。
首先，網際網路廣播伺服器提供多媒體數據，並限制初級連接終端的數目為該伺服器能夠提供最佳廣播服務的最多的數目。即，考慮系統效率和數據容量，網際網路廣播伺服器保持廣播質量，並建立一指示到伺服器的可連接用戶的最大數目的閾值。
當伺服器接收到來自終端的連接請求信號時，在步驟S305，確定連接到伺服器的終端數目是否小於閾值，在步驟S311，如果是小於，則接受連接，並發送廣播數據。
在步驟S319，確定發送是否完成，並且如果完成，則處理結束；否則，返回步驟S311。
在步驟S305，如果連接的終端數目大於閾值，則網際網路伺服器禁止終端連接到自身，並引導終端連接到初級終端110之一。即，在步驟S305，將已經連接到伺服器的初級連接終端之一選擇作為子一級伺服器並記錄到資料庫。網際網路廣播伺服器存儲與直接或間接連接到自身的終端有關的信息，諸如初級連接終端的地址，以及連接到初級連接終端的次級終端的數目和地址。
在步驟S309，具有子一級伺服器地址的再連接引導信號被發送到連接請求終端，以引導再連接到子一級伺服器。
在步驟S305，當試圖連接到伺服器的終端接收到來自伺服器的信號時，該終端確定所接收的信號是廣播信號還是再連接引導信號。
在步驟S317，如果所接收的信號是廣播信號，則該終端在顯示單元上顯示廣播數據，否則在步驟S315，該終端根據在再連接引導信號中包含的所接收到的地址，發送連接請求信號到初級連接終端。
當試圖連接到伺服器的終端的數目大於閾值時，伺服器引導試圖連接到伺服器的終端分布地連接到初級連接終端。
連接到伺服器的初級連接終端接收來自伺服器的廣播數據並將其顯示給用戶，並且施加終端的連接。當終端連接是不可能的情況下，初級連接終端引導該終端連接到已經連接到初級連接終端的次級終端之一。
此時，初級、次級和下面的終端具有通過連接到伺服器或高一級終端進行接收數據的功能，並中繼所接收的數據到下一級終端。而且，在數據接收和中繼發送中不降低廣播質量的前提下，每一終端限制連接到自身的終端數目。
連接到初級連接終端的次級連接終端接收來自伺服器的廣播數據並將其顯示給用戶，接著允許由初級連接終端引導再連接的連接請求終端被連接到自身。
通過中繼上述處理，第N-2級連接終端的連接被引導，並且連接到第N-1級連接終端的第N級連接終端接收來自伺服器的廣播數據並將其顯示給用戶，並施加第N-1級連接終端引導的終端的連接請求。另外，當到第N-1級連接終端的連接是不可能的情況下，引導該連接至已經連接的第N-2級終端之一。
如果在接收廣播數據之後或之中的一段時間不能接收廣播數據，則產生中繼請求信號，並將其發送到終端內的廣播中繼單元112。當廣播中繼單元112接收到中繼請求信號時，它直接連接到網際網路廣播伺服器100而不是初級連接終端110，並通過接收基於TCP/IP或UDP的廣播數據，廣播該廣播數據給其它終端。
不僅將從中繼單元112發送的廣播數據發送到終端內配備的接收單元114，而且發送到連接到相同區域網(LAN)的其它終端的接收單元。同樣，廣播數據可以被發送到通過使用路由器m連接的其它區域的終端。
如上所述，根據本發明的網際網路廣播系統和方法使連接預定數目的終端成為可能，並當預定數目的終端已經連接到伺服器的時候，引導試圖連接到伺服器的終端連接到子一級的終端。因此，低級終端能夠以相同速度接收廣播數據，因此能夠提供一種大容量廣播而不增加伺服器的容量並沒有過載。
在本發明中，伺服器被設置成根級，並限制了連接到其自身的終端的數目。在超過預定數目的許多終端請求連接到伺服器的情況下，伺服器引導請求連接的終端連接到已經連接的終端之一，使得已經連接的終端起到中繼器並發送廣播數據的作用。因此，不增加伺服器容量，可以提供給網際網路廣播用戶良好的廣播質量。
並且，連接到伺服器或終端的終端的數目限制防止了數據傳輸中的瓶頸或伺服器宕機問題。
(實施例2)圖4是用於說明使用根據本發明的分布IP多點廣播方法的網際網路廣播網絡的圖。
首先，參照圖4，根據本發明的網際網路廣播系統中的分布IP多點廣播方法包括網際網路廣播伺服器10，用於廣播諸如視頻和音頻之類的多媒體數據；以及終端50和40至70，用於通過接收廣播數據和通過TCP/IP或UDP協議連接到網際網路廣播伺服器10來中繼所接收的數據給相鄰的終端，以由此顯示該數據給用戶；以及多個IP多點廣播路由器(路由器m)20至30，具有將網際網路廣播伺服器10和終端40至47連接到網際網路的IP多點廣播功能。
在此，沒有IP多點廣播功能的一般路由器(路由器n)34和36不同於路由器m，並且在路由器n連接的兩個網絡之間的IP多點廣播數據沒有被傳送。
結合本發明的另一實施例和使用分布IP多點廣播的網際網路廣播方法，將描述根據本發明的用於網際網路廣播系統的分布IP多點廣播方法的操作。
如圖4所描述的，能夠通過IP多點廣播路由器20至30連接的網際網路通信地區被分為區域A、B和C，並且不同於區域A中的終端40、41，區域B和C中的終端不能直接接收網際網路廣播伺服器10的IP多點廣播數據。因此，區域B和C中的終端能夠使用TCP/IP或UDP協議接收廣播數據。此時，區域B和C中的每一個終端43和47連接到伺服器，以接收數據並將數據轉換成IP多點廣播數據，並將該數據發送給同一區域中的其它終端，接著區域B和C中其它終端接收IP多點廣播數據。
在上述網絡中，用於使用本發明執行網際網路廣播的終端與圖2所示的以前提到的終端110相似。
每一功能塊中執行的功能與圖2所示的功能塊相似。該終端包括廣播中繼單元112，廣播接收單元114和廣播數據處理和顯示單元116，並使用IP多點廣播協議。功能塊可以以軟體形式實現，並且可以通過從網際網路廣播伺服器使用廣播數據或者在接收廣播數據之前安裝該功能塊。
將廣播發送裝置52編程使其具有廣播發送功能。它通過使用TCP/IP或UDP連接到網際網路廣播伺服器10，並且接收廣播數據以將其轉換成IP多點廣播數據，接著將其發送到其它的相鄰終端。
數據處理(treatment)和顯示裝置56接收來自廣播接收裝置54的廣播數據並處理該數據以將其顯示到監視器和其它設備。
下面描述使用終端50的網際網路廣播接收和發送過程。
當終端50接收廣播數據時，廣播接收裝置54使用IP多點廣播接收數據並將該數據發送到數據處理和顯示裝置56。
如果一預定時間段內沒有接收到IP多點廣播數據，則廣播發送裝置52被直接連接到網際網路廣播伺服器10，以通過使用TCP/IP或UDP接收數據，並在將數據轉換成IP多點廣播數據之後將該數據發送到相鄰的終端。
從廣播發送裝置52中接收到的數據能夠到達連接到區域網(LAN)的終端的其它廣播接收單元。並且可以使用路由器m將數據發送到其它區域中的其它終端。
參照圖4，在區域A、B、C中的分割區域A能夠接收來自網際網路廣播伺服器10的IP多點廣播數據，但是區域B和C需要可選的廣播發送功能。
區域B中的終端43和區域C中的終端47實現廣播發送功能。它們直接從網際網路廣播伺服器10使用TCP/IP或UDP接收廣播數據，並使用IP多點廣播將該數據發送到相鄰的終端。
因此，在圖4中，在終端40至47的八個終端中，如果兩個終端43和47被連接到網際網路廣播伺服器10，則所有終端40至47在同一時間都能接收同樣的廣播。
使用上述方法，難於執行IP多點廣播的區域能夠使用TCP/IP或UDP直接連接到網際網路廣播伺服器10，並且終端43和47將該數據轉換成IP多點廣播數據以再發送該數據到相鄰的終端。
網際網路廣播系統的分布IP多點廣播方法能夠通過直接將數據發送到較少數目的終端來降低伺服器中的傳輸負載，並增加能夠使用IP多點廣播接收廣播的終端數目。
特別地，由於該方法能夠減少網絡和伺服器的負載，所以對於使用企業內部網的企業來說，該方法是優越的。
儘管通過相關的具體實施例已經描述了本發明，但是對於本領域的普通技術人員來說，在不超出所附的本發明的權利要求中所定義的範圍的前提下，可以進行多種改變和修改。
權利要求
1.一種提供網際網路廣播數據的方法，包括步驟a)如果接收到來自第一終端的連接請求信號，則確定連接到伺服器的終端的數目是否小於閾值；b)如果連接到伺服器的終端的數目小於閾值，則將廣播數據發送到第一終端；以及c)如果連接到伺服器的終端的數目不小於閾值，則引導第一終端嘗試連接到第二終端，其中第二終端是連接到伺服器的終端之一。
2.如權利要求1的方法，其中步驟c)包括c1)在連接到伺服器的終端中，選擇第二終端作為子一級伺服器；以及c2)將具有子一級伺服器地址的再連接引導消息發送到第一終端。
3.如權利要求2的方法，還包括步驟d)當從第一終端接收到連接請求信號時，在子一級伺服器中執行步驟a)至c)。
4.一種提供網際網路廣播數據的方法，包括步驟a)發送連接請求信號到網際網路廣播伺服器；b)確定來自網際網路廣播伺服器的接收信號是廣播數據還是再連接引導信號；以及c)如果來自網際網路伺服器的接收信號是廣播數據，則顯示所接收的廣播數據。
5.如權利要求4所述的方法，還包括步驟如果從網際網路廣播伺服器接收的信號是再連接引導信號，則將連接請求信號發送到子一級伺服器，接著重複從步驟b)開始的步驟。
6.如權利要求4所述的方法，還包括步驟d)在伺服器中，當從第一終端接收到連接請求信號時，確定連接到伺服器的終端的數目是否大於閾值；e)在伺服器中，如果連接到伺服器的終端的數目小於閾值，則將廣播數據發送到第一終端；以及f)如果連接到伺服器的終端的數目大於閾值，則引導終端連接到已經連接到伺服器的第二終端。
7.如權利要求6的方法，其中步驟f)包括步驟f1)在連接到伺服器的終端中，選擇第二終端作為子一級伺服器；以及f2)將具有子一級伺服器的地址的再連接引導消息發送到第一終端。
8.一種網際網路廣播系統，包括確定裝置，用於當接收到來自第一終端的連接請求信號時，確定連接到伺服器的終端的數目是否大於閾值；發送裝置，用於當連接到伺服器的終端的數目小於閾值時，將廣播數據發送到第一終端；以及控制單元，用於當連接的終端的數目超過閾值時，引導第一終端連接到已經連接到伺服器的第二終端。
9.如權利要求8的系統，其中控制單元包括選擇裝置，用於選擇第二終端作為子一級伺服器，其中第二終端是已經連接到伺服器的終端之一；以及產生裝置，用於產生具有所選擇的子一級伺服器的地址的再連接引導消息，並將其發送到第一終端。
10.如權利要求8的系統，其中發送裝置使用傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)發送廣播數據。
11.如權利要求8的系統，其中發送裝置使用用戶數據報協議(UDP)發送廣播數據。
12.如權利要求8的系統，其中發送裝置使用網際協議(IP)多點廣播協議發送廣播數據。
13.一種網際網路廣播系統，包括連接請求裝置，用於請求連接到網際網路廣播伺服器；接收裝置，用於當從網際網路廣播伺服器接收到再連接引導信號時，發送再發送引導信號到連接請求裝置，以及用於當從網際網路廣播伺服器接收到廣播數據時，發送將被顯示的廣播數據；顯示裝置，用於顯示從接收裝置接收的廣播數據；以及中繼裝置，用於根據第一終端的中繼請求信號，通過接收來自廣播接收裝置的廣播數據將廣播數據發送到第一終端。
14.如權利要求13的系統，其中中繼裝置包括確定裝置，用於確定連接的終端數目是否超出閾值；發送裝置，用於如果連接的終端數目小於閾值時，將廣播數據發送到第一終端；以及連接引導裝置，用於如果連接的終端數目超過閾值時，引導第一終端連接到第二終端。
15.如權利要求14的系統，其中，連接引導裝置包括選擇單元，用於選擇已經連接的終端之一的第二終端作為子一級伺服器；以及發送單元，用於產生具有子一級伺服器地址的再連接引導消息，並將其發送到第一終端。
16.如權利要求13的系統，其中發送裝置使用傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)發送廣播數據。
17.如權利要求13的系統，其中發送裝置使用用戶數據報協議(UDP)發送廣播數據。
18.如權利要求13的系統，其中發送裝置使用網際協議(IP)多點廣播協議發送廣播數據。
全文摘要
一種基於分級結構提供網際網路廣播數據的系統和方法,能夠降低數據擁塞的瓶頸問題。用於提供網際網路廣播數據的方法包括步驟:a)如果接收到來自第一終端的連接請求信號,則確定連接到伺服器的終端的數目是否小於閾值;b)如果連接到伺服器的終端數目小於該閾值,則將廣播數據發送到第一終端;以及c)如果連接到伺服器的終端數目不小於該閾值,則引導第一終端嘗試連接到第二終端,其中第二終端是連接到伺服器的終端之一。
文檔編號H04L29/08GK1363066SQ01800361
公開日2002年8月7日 申請日期2001年1月17日 優先權日2000年1月17日
發明者黃晙, 池大勳, 金容和 申請人:Egc&C株式會社, 米齊研究株式會社, 黃晙