[发明专利]性能感知的对等内容点播

说明书

本申请是申请日为2006年06月27日、申请号为200680055164.8、发明名称为“性能感知的对等内容点播”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对等联网(peer-to-peer networking)，并且具体地涉及利用对等网络提供视频点播服务，该对等网络在考虑系统性能的情况下提供对等点(peer)视频下载(由对等网络中的各对等点下载数据/视频)。

背景技术

传统地，已经使用客户端-服务器服务模型来提供流传输服务(streaming service)。客户端向服务器发送请求，然后如果服务器有足够的资源来为客户端的请求服务并且在沿服务器和客户端之间的路径上有足够的带宽，则服务器将内容流传输到客户端。

由于服务器处有限的计算和存储资源以及连接服务器和客户端的网络中有限的带宽，在客户端-服务器流传输服务中可扩展性是一个问题。近来，已经将对等技术(peer-to-peer technique)引入流传输服务。各对等点被实现为具有客户端和服务器的能力，并且通过主动地将内容高速缓存并且为其他各对等点服务，有助于减轻在服务器上施加的工作负荷并在网络上分布带宽需求。研究已经表明，对等技术极大地改进了系统可扩展性，使得系统能够为多得多的用户服务。

为解决在利用对等联网的流传输媒体服务中存在的可扩展性问题已经做出了显著的努力。这些努力可以被分类为两类：特别地，对等实况流传输和对等存储的视频流传输或视频点播。虽然两种服务努力利用对等技术支持大量用户，同时为用户提供良好的观看质量，但是它们还面临着不同的技术挑战。在对等实况流传输中，挑战在于：使起始延迟最小化而不牺牲系统的可扩展性。在对等视频点播服务中，挑战在于允许异步用户共享。

各对等流传输方案还通过不同的数据分发技术(dissemination)来区分它们自身。已经开发了两种数据分发方法-特别地，基于覆盖(overlay)的方法和数据驱动的方法。在基于覆盖的方法中，各对等点形成网格或树结构，其中在各对等点之间形成父子关系。子对等点从其父对等点接收数据。相反，数据驱动的方法中的各对等点没有固定的父子关系。各对等点寻找缺失的数据，并且无论在什么地方可用就取回缺失的数据。虽然在早期的对等尝试中广泛使用基于覆盖的方法，但是数据驱动的方法正在变得日益流行，因为它有效地解决了波动(churn)和不对称带宽问题。

尽管大多数现有技术的努力展现了良好的可扩展性并且与传统的客户端-服务器服务模型相比支持更大数量的用户，但是现有技术方案在本质上是尽了最大努力(best effort)的，并且尚未充分地研究对系统性能需求的支持。

发明内容

本发明针对性能感知的对等视频点播服务(performance aware peer-to-peer video-on-demand service)。本发明将对等下载合并入传统的客户端-服务器视频点播服务模型中。对等下载携带主要的数据传输负荷，因而显著地减少了在服务器上施加的工作负荷。因此，服务器将其大多数资源致力于提供紧急数据以满足性能需求。改进了在客户端处感测到的性能。考虑性能需求，来设计对等下载算法。

视频点播服务允许用户在他们期望的任何时候在网络上选择和观看视频内容。本发明包括在视频点播设置中允许共享内容的分段对等视频共享模型。通过合并性能感知的对等数据下载算法以及服务器辅助的补充流传输来解决性能问题，性能感知的对等数据下载算法以及服务器辅助的补充流传输共同实现与传统的客户端-服务器服务模型提供的性能相似的性能，但支持更多用户/请求。

本发明的方法和系统针对使用数据驱动的方法的、并将实时调度算法合并入对等数据分发过程以改进用户观看感受的对等视频点播服务。应注意：系统性能(具体地，用户即时接收所请求的视频)意味着提高了用户的整体观看感受且提高了整体视频质量。本发明的系统性能感知数据共享以及补充的服务器流传输提高了客户端/用户侧的观看质量。

描述了一种用于提供视频点播服务的方法，包括：接收流传输的前面的视频子剪辑；确定一组所需要的视频子剪辑；定位该组所需要的视频子剪辑中的一个视频子剪辑；以及下载所定位的视频子剪辑。描述了一种用于提供视频点播的系统，包括对等点、服务器和跟踪器。跟踪器可以与服务器共处一个位置。对等点包括用于接收流传输的前面的视频子剪辑的装置；用于确定一组所需要的视频子剪辑的装置；用于定位该组所需要的视频子剪辑中的一个视频子剪辑的装置；以及用于下载所定位的视频子剪辑的装置。