基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法技術

本發明專利技術公開了一種基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，基于CDN、SDS及P2P域組成的網絡環境，SDS服務器根據終端的請求，查找數據連接通道，若沒有創建數據連接通道，或創建的單播數據通道小于門限值，則為該請求創建單播數據通道；若創建的單播數據通道到達門限值，則為該請求創建組播數據通道；若該請求已經存在組播數據通道，則使用該組播數據通道；然后，SDS服務器將單播數據通道或是組播數據通道的相關信息以決策信息發送給終端，終端通過決策信息中的單播數據通道或是組播數據通道與CDN源服務器連接以獲取流媒體數據。本發明專利技術將單播、IP組播及P2P相結合，能夠合理利用網絡資源，并保證流媒體數據傳輸的可靠性和完整性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種網絡中流媒體數據傳輸方法，特別是涉及一種基于IP組播，并可從組播內其他終端通過P2P獲取補償數據的流媒體傳輸方法。
技術介紹
隨著通信和網絡技術的發展，無線局域網以其短距離、組網靈活、開放頻段、高性價比等特點，得到了廣泛的應用和部署，與此同時，網絡音視頻點/直播、視頻會議、遠程教學等流媒體業務的用戶需求量激增。與一般數據業務相比，流媒體業務具有數據量大、持續時間長、時延敏感等特點，其對帶寬、時延、丟包率等性能有極高的要求?，F有流媒體數據傳輸方法主要有以下幾種：單播傳輸方法，流媒體服務器需要針對每個用戶請求分別創建點到點的數據連接通道，該方法能夠滿足用戶的個性化需求，但并不適用于海量用戶群和大量的數據傳輸需求，尤其是在Wi-Fi等無線帶寬資源有限且環境多變的傳輸條件下，大量的單播數據連接易造成傳輸沖突機率增漲、帶寬資源緊張、時延大、丟包率增加等問題，嚴重影響數據傳輸質量。IP組播傳輸方法是通過使用特定的組播地址，按照最大投遞的原則，將IP數據報傳輸到一個組播群組的終端集合。該方法充分利用了用戶群的共性，可優化帶寬、減輕網絡和服務器的負擔，特別是在無線網絡環境中，當請求相同資源的用戶較多時，服務器只需發送一次數據，組內用戶均可獲得請求的數據，大大提高了無線網絡資源的利用率，但是，由于服務器向組內用戶發送的數據相同，也會影響部分用戶接收數據的完整性。P2P傳輸方法是通過節點間直接交互實現的資源和服務共享，具有分布性、低成本、高擴展性、高服務質量、高安全性、強健壯性等優勢，可有效緩解服務器和主干網絡的壓力，但由于P2P是依靠若干客戶端之間的點到點連接實現的完整媒體數據傳輸，又存在交互復雜、緩沖延時較大、客戶端負擔大、無線網絡資源帶寬緊張、網絡流量冗余等問題。隨著流媒體業務用戶規模的不斷擴大，用戶對流媒體業務質量要求的不斷提高，僅靠單一的數據傳輸方法，難以在網絡資源合理利用的條件下，保證高質量流媒體數據傳輸的可靠性和完整性。
技術實現思路
鑒于上述原因，本專利技術的目的在于提供一種網絡環境中的基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，該方法將單播傳輸、IP組播傳輸及P2P傳輸方法相結合，能夠合理利用網絡資源，在此基礎上可保證高質量流媒體數據傳輸的可靠性和完整性。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，基于CDN、SDS及P2P域組成的網絡環境，P2P域包括若干由各種終端組成的P2P網絡，其特征在于：SDS服務器根據終端的請求，查找該請求對應的數據連接通道，若該請求沒有創建數據連接通道，或是所創建的單播數據通道小于一門限值，則決策為該請求創建單播數據通道；若所創建的單播數據通道到達該門限值，則決策為該請求創建組播數據通道；若該請求已經存在組播數據通道，則決策使用該組播數據通道；作出決策后，SDS服務器將單播數據通道或是組播數據通道的相關信息以決策信息發送給該終端，該終端收到該決策信息后，通過該決策信息中的單播數據通道或是組播數據通道與CDN源服務器通信，從CDN源服務器獲取請求的數據。進一步地：若所述終端的請求已經存在對應的組播數據通道，所述SDS服務器還需要從該組播內所有其它終端中優選出備選終端，并將該些備選終端的相關信息以補償終端信息發送給所述終端，以使所述終端可從該些備選終端中獲取補償數據。所述終端收到所述決策信息后，先申請一片用于存放流媒體數據的內存空間，然后通過所述決策信息中的單播數據通道或是組播數據通道與所述CDN源服務器建立數據連接，接收CDN源服務器發送的流媒體數據。所述終端收到所述決策信息后，如果是通過單播數據通道進行單播傳輸，那么申請一片內存空間，然后通過該單播數據通道與所述CDN源服務器建立數據連接，將收到的流媒體數據存放入該內存空間中；如果是通過組播數據通道進行組播傳輸，所述終端創建補償區段和組播區段兩部分數據存儲空間，該補償區段用于存放從所述備選終端或是所述CDN源服務器獲取的補償數據；該組播區段用于存放從該組播數據通道接收的組播數據。所述終端判斷是否收到所述補償終端信息，若收到了所述補償終端信息，則根據所述補償終端信息中的備選終端的相關信息，發起與所述備選終端的數據連接請求，以從所述備選終端中獲取補償數據，若所述終端沒有收到所述補償終端信息，則將所述補償區段發送給所述SDS服務器，由所述SDS服務器建立所述終端與所述CDN源服務器之間的單播數據通道，所述終端通過該單播數據通道獲取相應補償區段的補償數據。單播傳輸向組播傳輸切換時，所述SDS服務器開啟組播數據通道的同時，即中斷所有或是部分同意進行切換的終端的單播數據通道的數據連接；終端在收到從組播數據通道傳輸的數據后，即中斷并釋放原有的單播數據通道連接。單播傳輸向組播傳輸切換時，所述SDS服務器在開啟組播數據通道進行組播傳輸之前，先統計需要進行切換的終端的單播數據傳輸進度，記錄已發送單播數據包最大值，依據該最大值設定組播傳輸的起始數據包標號，并將該起始數據包標號發送給終端；當該終端接收到經組播數據通道傳輸的組播數據后，確認第一個接收到的數據包序號，同時判斷經單播數據通道收到的數據包序號，當經單播數據通道收到的數據包序號等于所述SDS服務器發送的起始數據包標號減一時，該終端中斷并釋放單播數據通道連接。所述SDS服務器還可以根據流媒體數據傳輸進度判斷創建單播數據通道還是組播數據通道，當已建立的組播數據通道中數據傳輸進度到達一門限值，所述SDS服務器為終端建立單播數據通道，終端通過該單播數據通道從所述CDN源服務器獲取請求的數據。終端從所述備選終端通過P2P傳輸方法獲取補償數據的原則是：盡可能由一個備選終端完成補償；如果一個備選終端不能提供完整的補償數據，則由多個備選終端共同進行補償；如果多個備選終端仍無法提供完整的補償數據，則按照最大補償原則，盡可能多的為該終端提供補償數據。終端根據待接收數據流的個數創建相應數目的接收線程，每個線程負責對一個數據流的接收進行控制，且所有線程共享已申請的數據存儲空間。本專利技術的優點在于：單播傳輸能夠滿足用戶的個性化需求，組播傳輸能夠充分利用用戶群的共性，P2P傳輸能夠充分體現用戶的差異性，本專利技術將單播傳輸、組播傳輸及P2P傳輸相結合進行流媒體數據傳輸，能夠合理的利用網絡資源，并保證流媒體數據傳輸的可靠性和完整性。附圖說明圖1為本專利技術流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，基于CDN、SDS及P2P域組成的網絡環境，P2P域包括若干由各種終端組成的P2P網絡，其特征在于：SDS服務器根據終端的請求，查找該請求對應的數據連接通道，若該請求沒有創建數據連接通道，或是所創建的單播數據通道小于一門限值，則決策為該請求創建單播數據通道；若所創建的單播數據通道到達該門限值，則決策為該請求創建組播數據通道；若該請求已經存在組播數據通道，則決策使用該組播數據通道；作出決策后，SDS服務器將單播數據通道或是組播數據通道的相關信息以決策信息發送給該終端，該終端收到該決策信息后，通過該決策信息中的單播數據通道或是組播數據通道與CDN源服務器通信，從CDN源服務器獲取請求的數據。

【技術特征摘要】
2013.07.02 CN 201310274655.31.基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，基于CDN、SDS及P2P
域組成的網絡環境，P2P域包括若干由各種終端組成的P2P網絡，其特征在于：
SDS服務器根據終端的請求，查找該請求對應的數據連接通道，若該請求
沒有創建數據連接通道，或是所創建的單播數據通道小于一門限值，則決策為
該請求創建單播數據通道；若所創建的單播數據通道到達該門限值，則決策為
該請求創建組播數據通道；若該請求已經存在組播數據通道，則決策使用該組
播數據通道；作出決策后，SDS服務器將單播數據通道或是組播數據通道的相
關信息以決策信息發送給該終端，該終端收到該決策信息后，通過該決策信息
中的單播數據通道或是組播數據通道與CDN源服務器通信，從CDN源服務器
獲取請求的數據。
2.如權利要求1所述的基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，其特
征在于：若所述終端的請求已經存在對應的組播數據通道，所述SDS服務器
還需要從該組播內所有其它終端中優選出備選終端，并將該些備選終端的相關
信息以補償終端信息發送給所述終端，以使所述終端可從該些備選終端中獲取
補償數據。
3.如權利要求1所述的基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，其特
征在于：所述終端收到所述決策信息后，先申請一片用于存放流媒體數據的內
存空間，然后通過所述決策信息中的單播數據通道或是組播數據通道與所述
CDN源服務器建立數據連接，接收CDN源服務器發送的流媒體數據。
4.如權利要求2所述的基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，其特
征在于：所述終端收到所述決策信息后，如果是通過單播數據通道進行單播傳
輸，那么申請一片內存空間，然后通過該單播數據通道與所述CDN源服務器
建立數據連接，將收到的流媒體數據存放入該內存空間中；如果是通過組播數
據通道進行組播傳輸，所述終端創建補償區段和組播區段兩部分數據存儲空
間，該補償區段用于存放從所述備選終端或是所述CDN源服務器獲取的補償數
據；該組播區段用于存放從該組播數據通道接收的組播數據。
5.如權利要求4所述的基于IP組播及P2P補償的流媒體傳輸方法，其特
征在于：所述終端判斷是否收到所述補償終端信息，若收到了所述補償終端信
息，則根據所述補償終端信息中的備選終端的相關信息，發起與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇放，趙亦珍，顏翔，侯浦，張冉，鮑崴崴，李海龍，黃洋，
申請(專利權)人：北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：北京;11