[发明专利]一种基于P2PSIP的虚拟覆盖树、订阅树和媒体播送树的方法

说明书

技术领域

本发明涉及了互联网视频网络拓扑优化和视频播送优化技术，具体涉及一种基于P2PSIP的虚拟覆盖树、订阅树和媒体播送树的方法。

背景技术

网络视频的研究已经发展了很多年，现在商业上所应用的技术是IP组播，但它有一些局限性，主要是IP组播只能应用于同一运营商的网络而且所有路由器必须支持IP组播。其他视频播送技术主要有单纯的P2P，和P2P加CDN，然而，这些技术仍然面临许多难以逾越的瓶颈和障碍，如终端用户在接收视频时的延迟，不同用户之间在接收视频的延迟差(因而不能同步)，在转换频道时的延迟，越来越让运营商关注的是现有技术所引起的对互联网带宽的浪费，此外，每次一个新技术的启用，运营商需要预先在基础设施上投入很大。

本发明主要解决和改善以下问题：

1、视频播送所需要的大量不必要的骨干网超级节点；

2、运营商在提供服务前所需要在基础设施上的巨大投资；

3、视频播送对骨干网带宽的浪费；

4、视频转发和复制中的延时。

发明内容

有鉴于此，本发明致力于提供一种基于P2PSIP的虚拟覆盖树、订阅树和媒体播送树的方法。

本发明的上述目的是通过如下的技术方案予以实现的：

P2P覆盖是一组运行同一P2P算法的IP节点的集合；P2P资源分布于P2P覆盖以便共享，每一P2P资源通过一个哈希算法得到唯一的资源识别号；P2P节点号是用于标识P2P节点并用于P2P算法的标号，资源识别号和P2P节点号通过P2P算法组成P2P路由表；在任意P2P节点上使用一个资源识别号作为关键字去查询P2P路由表，将得到一致的结果：某个特定的P2P节点保持这个资源。

P2PSIP是基于P2P的分布式SIP协议，P2PSIP对等是超级P2P节点，P2PSIP客户端没有路由表，但P2PSIP客户端可通过一个哈希算法得到一个资源的识别号，然后向P2PSIP对等发出路由请求。

一种基于P2PS IP的虚拟覆盖树、订阅树和媒体播送树的方法，包括：

a1)根据视频用户在互联网的分布情况，建立视频覆盖树，树的每一节点是一个P2PSIP覆盖，父节点覆盖负责向其子节点覆盖复制媒体，根节点覆盖称为控制覆盖，负责群组会话控制，叶节点覆盖称为接入覆盖，负责向终端用户复制媒体，其他枝节点覆盖称为分配覆盖；

b1)对每一接入覆盖就近安装与用户数量成比例的P2PSIP媒体站点，P2PSIP媒体站点是一个支持P2PSIP对等的媒体网关，分配覆盖是其所有子节点覆盖的合并，并不需要另外的媒体站点，因而是虚拟覆盖；

c1)在同一父节点下，一般子节点覆盖对应于一定用户密度的区域，但往往需要设定一个子节点为省缺覆盖，省缺覆盖向在同一父节点下所有其他疏松区域的用户直接提供服务，因而省缺覆盖是一个接入覆盖；

d1)覆盖树最初可以是单一的P2PSIP覆盖，覆盖树根据用户数目的增长和区域性用户密度而逐渐分化成多层次覆盖树，视频运营商可以会员制形式保证稳定的用户基础；

e1)每一视频节目经过控制覆盖认证批准后，通过SIP消息PUBLISH向覆盖树广播，接入覆盖将视频节目作为P2P资源安装在某个P2PSIP媒体站点(称为节目载体)，结果视频节目在每个接入覆盖中均匀分载在各个媒体站点上；

f1)媒体订阅树以最优方式连接共同观看同一视频节目的用户，用户订阅启动订阅树建树进程，建树从树叶终端用户到接入覆盖，再到上层虚拟分配覆盖，最后到顶层控制覆盖，订阅树的根称为控制站点；

g1)节目准备播放时，控制覆盖通知订阅树，用户收到通知后呼叫请求观看节目，用户呼叫连接形成媒体播送树，媒体流将从媒体播送树树根一步一步转发或复制到接入覆盖再到终端用户；

h1)由于上层覆盖是虚拟覆盖，从媒体播送树树根到树叶的有些中间节点可能属于同一媒体站点，因而逻辑上这些虚拟节点之间的系列复制和转发，在实现上可优化为一次性复制和转发。

所述步骤d1之后进一步包括：

a2)覆盖水平分化：当一个省缺覆盖所含的用户太多以致于开始浪费骨干网带宽时，这个省缺覆盖被认为超载，应该被分化，这时计算出用户密度最大的区域，建立一个并列的接入覆盖去服务这个区域，这个新的接入覆盖是原来的省缺覆盖的兄弟节点，原有省缺覆盖继续作为省缺覆盖，但服务的范围小了；