[发明专利]一种P2P流媒体系统中的数据调度方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及流媒体传输技术领域，尤其涉及一种P2P流媒体系统中的数据调度方法及其装置。 

背景技术

随着通讯技术的飞速发展，人们对计算机的处理能力及网络带宽资源的要求越来越高，与此同时，文字信息、音视频信息在网络中的应用也得到了迅猛的发展。流媒体技术主要应用在视频直播、点播系统、电视会议和远程教育中，因此流媒体数据的传输对播放延迟、带宽利用率以及丢包率都有较高要求。 

流媒体系统中的数据具有实时性、连续性和时序性等特性。实时性即网络拓扑中尤其是流媒体直播系统中传输的流媒体数据要能实时传输；连续性即数据能够按照产生的先后顺序连续到达播放端；时序性即流媒体数据经过解码能得到及时播放，音视频的实时传输已成为网络业务的主要形式。为了让用户体验到更高质量、更好效果的媒体服务，覆盖网的拓扑结构对研究流媒体技术至关重要，同时，选择好合理的网络拓扑后，如何对网络中传输的数据进行合理的调度成为提高媒体资源播放质量的关键问题。 

数据调度作为P2P流媒体直播系统中的一个关键部分，是采取一种有效的机制实现从不同的节点调度所需要的数据，然后传输给子节点的过程，以便改善整个网络的性能。调度的目的是在保证有效完成数据传输的情况下，能够利用最少的网络带宽资源和系统控制开销，获得最低的播放延迟。通过合理的数据调度算法，Internet上的主机可以充分利用各个节点中空闲的网络带宽和存储资源，在从网络中其他节点得到服务的同时，也要把自己拥有的资源提供给其他主机，通过节点之间的交互，使得网络中带宽资源得到高效利用，同时能够避免数据传输中的拥塞问题。 

在P2P流媒体系统中，首先要解决数据的调度问题，即拓扑中的每个节点应该从哪些邻居节点中获取媒体数据，又应该为哪些节点提供资源。目前，P2P流媒体直播系统有两种关键技术：网络拓扑结构和数据调度算法，其中网络拓扑结 构主要是单播树或多组播树以及网状拓扑结构，数据调度算法则主要基于推、拉或推拉结合的方法。 

流媒体中的网络拓扑以及调度算法在提高流媒体性能方面发挥着重要作用，目前，基于单播或多播树拓扑结构的系统一般采用推的调度方案，数据分发方法实现简单，只是由根节点简单的向下推送数据，分发策略中没有复杂算法且容易实现，但是也存在严重的缺陷。根节点为整个网络中的节点提供服务，承载了极大的负荷且拓扑的可扩展性较差，一旦父节点崩溃，则影响整个网络中信息的传输。同时，媒体数据从父节点推送下去，也会出现大量的数据冗余，极大增加了播放延迟，浪费了网络中的带宽资源；且树中的叶子节点不参与上传数据，节点之间负载不均衡。 

传统的调度算法一般是基于拉的调度策略，这种拉的调度算法中父节点首先向子节点发送一个缓冲区映射表（Buffer Map，BM）文件，告知子节点自己的缓存中拥有哪些数据，然后子节点根据这个文件决定应该向哪些父节点拉取自己所需要的数据。比如经典模型DONet中，为了满足数据包在最后播放期限之前到达目的端，采取最少块优先调度策略即优先传输稀有的数据包，这种最少块优先调度算法不能保证数据包的有序到达，因此也不能保证子节点媒体数据的连续播放。另外，为了降低交换BM等控制消息的开销，父节点通常等到自己的BM达到相当大值的时候，才向子节点发送自己所持有的数据对应的BM，这无疑增加了数据调度的启动时延。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种P2P流媒体系统中的数据调度及其装置，可提高带宽的利用率，降低媒体播放延迟，并降低了丢包率，使得流媒体可得到高质量的播放。 

为了解决上述问题，本发明提出了一种P2P流媒体系统中的数据调度方法，所述方法包括： 

子节点检查自己的播放缓存，判断本地播放缓存中是否存在丢包现象； 

若存在丢包现象，子节点根据记录的一个字节的信息和记录的带宽向带宽累积最大且拥有丢包的父节点发送丢包请求； 

父节点根据丢包请求向子节点发送数据包； 

子节点根据该数据包对本地播放缓存进行修复。 

优选地，所述父节点根据丢包请求向子节点发送数据包的步骤包括： 

父节点在每个数据包后面添加一个字节的附加信息； 

将添加附加信息的数据包发送给子节点。 

优选地，所述字节由8位二进制序列组成，表示所发送的数据包的前4个和后4个数据包是否存在于父节点中。 

优选地，所述字节的前4位表示所发送的数据包的前4个数据表是否存在于父节点中；所述字节的后4位表示所发送的数据包的后4个数据表是否存在于父节点中。