[发明专利]一种点对点环境下实时数据传输路径生成方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机网络、实时数据传输、流媒体应用领域。特别涉及一种点对点环境下实时数据传输路径生成方法。本发明可广泛应用于在现有点对点网络中实时数据传输、流媒体传输等对网络资源要求高、实时性强的应用领域。

背景技术

近年来，网络流媒体技术广泛流行，越来越多的人通过网络来观看现场直播、电影及教程等等。然而，多媒体本身需要占用有很大的网络带宽，当大量用户同时请求同一媒体资源时，会给服务器造成很大的压力，也往往在网络上造成阻塞。点对点技术的出现，降低了媒体提供者的分发成本，但是，单纯的点对点技术并不足以解决上述问题。为了使得网络上的媒体分发更为容易、代价更低，学术界及工业界现用的方法是采用镜像服务器、内容分发网络、多路径传输、点对点等技术。申请人在点对点环境下的实时数据传输领域进行查新，主要查到了以下密切相关的文献：

[1]V.N.Padmanabhan，H.J.Wang，and P.A.Chou.Resilient peer-to-peer streaming.In Network Protocols，2003.Proceedings.11thIEEE International Conference on，volume 1，pages 16-27，2003.

提到两种点对点路径生成方法：其中一种是随机路径生成方式，另外一种是确定性的路径生成方式，对节点的度及节点的层次进行管理。这两种路径均可降低传输路径的相关性，另外，采用确定性路径生成方式还可以降低节点的层次，在一定程度上提高了系统的可靠性并降低了系统的延迟。

[2]罗建光，张萌，赵黎，杨士强.基于P2P网络的大规模视频直播系统.软件学报，18：391-399，22007.

主要对参与节点列表的加入及退出进行管理，并对节点的缓存进行优化，在传输时采用推拉结合的方式进行传输，使得上层应用大规模视频直播的性能得以提升。

[3]A.De Mauro，D.Schonfeld，and C.Casetti.A peer-to-peeroverlay network for real time video communication using multiplepaths.In Multimedia and Expo，2006IEEE International Conference on，pages 921-924，2006.

根据在点对点网络中节点之间存在多条路径这一事实，本文采用测试包延迟及延迟序列来评估不同路径之间相关性；在进行传输路径构建时，尽可能选择不相关的路径进行传输。通过上述技术，以提高系统的可靠性及系统性能。

综上所述，现有技术的采用，使得网络流量的得以分散，有效地缓解了服务器的压力。现有的点对点技术关于实时媒体数据传输方面，主要有以下几方面：节点中缓存的数据进行管理，以减少不必要的网络传输；对节点的加入和离开进行优化，减少其对其它节点的影响；对每个节点连接的子节点数目及节点树的层次进行优化，提高可靠性并降低延迟；采用拓扑感知技术，在网络中尽可能采用不相关的路径进行传输，以增加可用带宽并提高可靠性。然而现有技术都没有解决数据在网络中的实际传输路径与网络物理拓扑结构相去甚远的问题，并且不能避免同样在数据在网络中多次传输的缺点，在实际应用中，造成网络资源开销过大。

因此，有必要研究一种点对点环境中的实时数据传输路径生成方法，在其中充分考虑网络设备的实际拓扑结构，在构造传输路径时以尽可能的减少实际传输过程对网络设备的占用，以减少传输延迟、提高系统可靠性，并在很大程度上提高网络资源的利用效率。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提出一种点对点环境下的实时数据传输路径生成方法，充分考虑网络设备的实际物理拓扑结构且尽可能地减少对网络资源的占用，以提高上层应用的可靠性及网络资源的利用率。

本发明主要解决实时数据传输过程中对网络资源占用过多，造成网络资源浪费的问题。在构建实时数据传输路径时，首先检测节点之间的传输延迟，然后按照传输延迟尽可能小的方式构建实时数据传输路径。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明的方法按如下步骤进行：

1)对于一个正在进行实时数据传输的包含n个节点的点对点网络，其所有节点组成的集合记为S_total，其中的各节点分别记为p₁，p₂，p₃…p_n；