CN101212329B - 基于移动Agent的流媒体组播网实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于移动Agent的流媒体组播网实现方法，包括以下步骤：(1)搜集组播功能集合D，及包含功能集合D的移动Agent组；(2)组播服务器将功能集合D信息发布给所有组播网中的转播节点；(3)转播节点增加未包含的功能；(4)定制转播节点的移动Agent；(5)组播服务器查找组播网内所有的转播节点进行添加转播节点，删除转播节点，重组转播结构，并检查节点是否都已经更新完毕。本发明的有益效果主要表现在：将移动Agent理论引入到流媒体应用层组播网的实现中，使得组播网拓扑结构能够根据网络变化自动重建，根据网络变化自动重建组播网，动态增减组播服务的内容和格式，综合考虑区域内多个用户的情况来调整转发服务的负荷。

Description

基于移动Agent的流媒体组播网实现方法及系统

(一)技术领域

本发明涉及一种基于移动Agent的流媒体组播网实现方法及系统。

(二)背景技术

随着Internet网络的普及，使网络上传输的资料不仅仅限于文字和图形。流媒体技术的出现使得在互联网中传播多媒体信息成为现实。现场直播也不再是电视台、电台的专利，随着流媒体技术的发展，越来越多的站点开始采用流技术来传播多媒体视音频信息，为用户提供更丰富的内容，使得网站变得更加精彩。有许多的局域网的视频应用需要在Internet网络上直播；如现场直播、企业融资路演等直播业务。它们都要求最大范围的让观众观看到高质量的节目，像电视直播一样达到宣传、广告或满足观众需求的目的。这就要求系统具备高传输速率、数据同步、数据流的分流、高稳定性等特性。实现网络的视、音频传输最好的解决方案就是流式媒体的传输方式。

应用层组播技术的基本思想是保持互联网原有的简单、不可靠、单播的转发模型，由端系统实现组播转发功能。这也是“End-to-End”所倡导的思想。应用层组播：网络的带宽和转发资源相对丰富，服务器能力是主要瓶颈。组播组成员可以贡献资源用于转发，即考虑覆盖网络的可连通性，防火墙、内部网可能造成的影响。应用层对性能要求并不苛刻，可容忍报文丢失和较大延迟。应用层组播的优势：只需改变端系统，便于实现和推广，现在的做法是要求用户装个软件或下载ActiveX插件。应用层组播主要应用于视频会议系统和媒体流的分发系统(如视音频直播)。

如今，分布计算技术越来越受到人们的重视并得到了快速的发展，逐步形成了基于过程的分布计算技术、基于对象的分布计算技术和基于Code-On-Demand的分布计算技术等几种主流技术。而移动Agent的出现，即作为一种未来的分布计算模式受到了各有关研究人员的重视并逐步成为当今计算机技术研究的热点之一。移动Agent是指代表用户完成某项任务的半自动/全自动的程序/过程。移动Agent可以在网络中穿行，从某个节点开始它的运行，保存当前运行状态，迁移到另一个网络节点继续运行。移动Agent的优点很多，尤其对于移动设备来说，由于通常都存在网络带宽有限、计算能力不强的问题，移动Agent技术则可以解决这些问题：第一、移动Agent可以迁移到指定网络节点，减轻了端到端网络持续连接的要求。第二、低端设备如PDA可以利用移动Agent完成复杂的工作，因为可以将移动Agent派遣到有足够处理能力的服务器上去完成。

现在的流媒体应用层组播网建立方式有静态与动态的两种。静态的组播网结构是由人进行预先设定的，因此不能自适应动态变化的网络。动态的组播网结构可以根据网络情况的变化自动产生不同的组播网拓扑结构。但是，无论是静态组播网还是动态组播网，对于其所提供的组播服务类型和内容都是由程序预先设定的，不能根据业务的需要自动增加和减少，结果导致要提供新的流媒体服务类型需要用户重新安装软件或者插件。而且，现在的流媒体组播网中的转发节点对所转发服务的负荷只能根据本地网络的情况进行调整，不能综合考虑某一区域的网络情况，因此在转发效率上不能进行优化。

(三)发明内容

为了克服已有技术中流媒体应用层组播网不能根据网络变化自动重建组播网，不能动态增减组播服务，不能根据多用户的实际情况自动调整转发负荷的不足，本发明提供一种能根据网络变化自动重建组播网，能动态增减组播服务，能根据多用户的实际情况自动调整转发负荷的基于移动Agent的流媒体应用层组播网实现方法及系统。

本发明的技术方案是：

一种基于移动Agent的流媒体组播网实现方法，包括以下步骤：

(1)建立组播服务器移动Agent运行环境：搜集组播功能集合D，及包含功能集合D的移动Agent组；

(2)发布组播功能：组播服务器将功能集合D信息发布给所有组播网中的转播节点；

(3)转播节点增加未包含的功能：

(3.1)转播节点搜索本地主机上的移动Agent组，将移动Agent所包含的转播功能一一列举，组成转播功能集合B，求组播服务器的转播功能集合D与转播节点功能集合B的差集G，即G＝D-B；集合G包含的转播功能为转播节点尚未支持的功能，这些功能已经在服务器上进行了增加；

(3.2)转播节点向上一级转播节点请求发送包含集合G所有功能的移动Agent；

(3.3)上一级转播节点在主机中查找与集合G功能应对的移动Agent；若未查找到，则继续向上二级转播节点进行查找，直到查找到所需移动Agent；若所有转播节点都没有所需的移动Agent，则表明该移动Agent仅位于转播服务器；

(3.4)移动Agent漂移至转播节点：查找到所需的移动Agent在组播网中的位置后，将所需的移动Agent复制一个副本后漂移至转播节点；

(4)定制转播节点的移动Agent：

(4.1)求转播节点的转播功能集合B与组播服务器的转播功能集合D的差集N，即N＝B-D；集合N包含的转播功能为组播服务器已经取消支持的功能，即转播节点不再需要提供这些功能；

(4.2)转播节点删除本地主机中包含集合N中功能的移动Agent；

(5)动态更新所有转播节点：组播服务器查找组播网内所有的转播节点进行添加转播节点，删除转播节点，重组转播结构，并检查节点是否都已经更新完毕，若还未更新完毕则继续更新，若更新完毕，则组播网功能更新过程结束。

一种用所述的基于移动Agent的流媒体组播网实现方法构筑的系统，主要包括：服务器单元和节点单元：

所述的组播服务器单元包括：

(1)组播网管理模块：用于管理组播网的拓扑结构，支持添加转播节点，删除转播节点，重组转播结构；

(2)转播节点管理模块：其输入端与组播网管理模块连接，用于组织和管理组播网内的转播节点，以及转播节点间的转播关系和连接关系；

(3)服务器端移动Agent管理模块：其输入端与转播节点管理模块连接，用于管理组播服务器中所包含的所有移动Agent；

所述的转播节点单元包括：

(1)移动Agent运行环境模块，用于提供移动Agent运行基础；

(2)节点端移动Agent管理模块：其输入端与服务器端移动Agent管理模块连接，用于管理位于组播节点本地主机中的所有移动Agent，包括增加、删除、漂移、启动或停止移动Agent：

(2.1)转播节点增加未包含的功能：

转播节点搜索本地主机上的移动Agent组，将移动Agent所包含的转播功能一一列举，组成转播功能集合B，求组播服务器的转播功能集合D与转播节点功能集合B的差集G，即G＝D-B；

(2.1.1)转播节点向上一级转播节点请求发送包含集合G所有功能的移动Agent；

(2.1.2)上一级转播节点在主机中查找与集合G功能应对的移动Agent；若未查找到，则继续向上二级转播节点进行查找，直到查找到所需移动Agent；若所有转播节点都没有所需的移动Agent，则表明该移动Agent仅位于转播服务器；

(2.1.3)移动Agent漂移至转播节点：查找到所需的移动Agent在组播网中的位置后，将所需的移动Agent复制一个副本后漂移至转播节点；

(2.2)定制转播节点的移动Agent：

(2.2.1)求转播节点的转播功能集合B与组播服务器的转播功能集合D的差集N，即N＝B-D；

(2.2.2)转播节点删除本地主机中包含集合N中功能的移动Agent；

(2.3)根据服务器端移动Agent管理模块的命令漂移、启动或停止移动Agent。

本发明的工作原理是：提出了在组播网中建立移动Agent执行环境，组播网功能由移动Agent完成，充分发挥移动Agent在分布式应用的优势，将移动Agent理论引入到流媒体应用层组播网的实现中，使得组播网拓扑结构能够根据网络变化自动重建，组播服务器的功能更新将随着移动Agent的自动漂移，扩散到所有转播节点，因此流媒体服务的服务内容和格式可以在不需要用户人为参与的情况下动态增加和减少。由于包含同一个功能的移动Agent可能存在多个针对不同转播节点硬/软件特性而优化的版本，所以移动Agent还能根据一个区域内多个用户的实际情况进行增加、删除，综合优化每个转发节点的负荷。

本发明提出了一种基于移动Agent的流媒体应用层组播网实现方法，将移动Agent理论引入到流媒体应用层组播网的实现中，使得组播网拓扑结构能够根据网络变化自动重建，流媒体服务的服务内容和格式可以在不需要用户人为参与的情况下动态增加和减少，还能根据一个区域内多个用户的实际情况进行综合优化每个转发节点的负荷。

本发明所述的基于移动Agent的流媒体应用层组播网实现方法及系统的有益效果主要表现在：将移动Agent理论引入到流媒体应用层组播网的实现中，使得组播网拓扑结构能够根据网络变化自动重建，根据网络变化自动重建组播网，动态增减组播服务的内容和格式，综合考虑区域内多个用户的情况来调整转发服务的负荷。

(四)附图说明

图1是本发明基于移动Agent的流媒体应用层组播网实现方法的流程图。

图2是本发明基于移动Agent的流媒体应用层组播网系统的结构框图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例一

参见图1：一种基于移动Agent的流媒体组播网实现方法，包括以下步骤：(1)建立组播服务器移动Agent运行环境：搜集组播功能集合D，及包含功能集合D的移动Agent组；

(2)发布组播功能：组播服务器将功能集合D信息发布给所有组播网中的转播节点；

(3)转播节点增加未包含的功能：

(3.1)转播节点搜索本地主机上的移动Agent组，将移动Agent所包含的转播功能一一列举，组成转播功能集合B，求组播服务器的转播功能集合D与转播节点功能集合B的差集G，即G＝D-B；

(3.2)转播节点向上一级转播节点请求发送包含集合G所有功能的移动Agent；

(3.3)上一级转播节点在主机中查找与集合G功能应对的移动Agent；若未查找到，则继续向上二级转播节点进行查找，直到查找到所需移动Agent；若所有转播节点都没有所需的移动Agent，则表明该移动Agent仅位于转播服务器；

(3.4)移动Agent漂移至转播节点：查找到所需的移动Agent在组播网中的位置后，将所需的移动Agent复制一个副本后漂移至转播节点；

(4)定制转播节点的移动Agent：

(4.1)求转播节点的转播功能集合B与组播服务器的转播功能集合D的差集N，即N＝B-D；

(4.2)转播节点删除本地主机中包含集合N中功能的移动Agent；

(5)动态更新所有转播节点：组播服务器查找组播网内所有的转播节点进行添加转播节点，删除转播节点，重组转播结构，并检查节点是否都已经更新完毕，若还未更新完毕则继续更新，若更新完毕，则组播网功能更新过程结束。

本发明具体步骤如下：

第一步：在组播服务器上建立移动Agent的运行环境，即移动Agent运行时所需要的软件平台，以及相关参数设置和动态链接库支持。

第二步：对组播服务器功能进行整理，得到组播功能集合D，以及所有包含这些功能的移动Agent组。

第三步：组播服务器将所包含的组播功能集合D信息发布给所有组播网中的转播节点。

第四步：转播节点搜索本地主机上所包含的移动Agent组，将这个移动Agent所包含的转播功能一一列举，组成转播功能集合B。

第五步：求组播服务器的转播功能集合D与转播节点功能集合B的差集G，即G＝D—B。集合G包含的转播功能为转播节点尚未支持的功能，这些功能已经在服务器上进行了增加。

第六步：转播节点向上一级转播节点请求包含集合G内所有功能的移动Agent。

第七步：上一级转播节点在本地主机中查找对应集合G内功能移动Agent，如果包含该移动Agent，即表示支持对应功能。

第八步：判断上一机转播节点中所需移动Agent是否存在，如果不存在则跳转至第六步。

第九步：在查找到所有所需移动Agent在组播网中的位置后，转播节点发出漂移要求，这些移动Agent将复制一个副本后漂移至转播节点。

第十步：求转播节点的转播功能集合B与组播服务器的转播功能集合D的差集N，即N＝B-D。集合N包含的转播功能为组播服务器已经取消支持的功能，即转播节点不再需要提供这些功能。

第十一步：转播节点删除本地主机中包含集合N中功能的移动Agent。

第十二步：转播节点启动所有位于本地主机中的移动Agent，移动Agent启动后就开始执行所对应的组播功能，则转播节点开始按照组播服务器所要求的功能进行工作。

第十三步：组播服务器判断组播网内的所有转播节点是否都更新，如果还未全部更新，则跳转至第四步。

第十四步：组播网功能更新结束。

实施例二

参见图2：一种用所述的基于移动Agent的流媒体组播网实现方法构筑的系统，主要包括：服务器单元和节点单元：

所述的组播服务器单元包括：

(1)转播网管理模块：用于管理组播网的拓扑结构，支持添加转播节点，删除转播节点，重组转播结构；

(2)转播节点管理模块：其输入端与组播网管理模块连接，用于组织和管理组播网内的转播节点，以及转播节点间的转播关系和连接关系；

(3)服务器端移动Agent管理模块：其输入端与转播节点管理模块连接，用于管理组播服务器中所包含的所有移动Agent；

各模块之间的通信依靠服务器端组播网通讯模块：用于执行组播网内的通讯功能，包括组播服务器与转播节点的基础信息交换，移动Agent的漂移传输，转播节点与组播服务器的功能集合更新等。

所述的转播节点单元包括：

(1)移动Agent运行环境模块，用于提供移动Agent运行基础；

(2)节点端移动Agent管理模块：其输入端与服务器端移动Agent管理模块连接，用于管理位于组播节点本地主机中的所有移动Agent，包括增加、删除、漂移、启动或停止移动Agent：

(2.1)转播节点增加未包含的功能：

转播节点搜索本地主机上的移动Agent组，将移动Agent所包含的转播功能一一列举，组成转播功能集合B，求组播服务器的转播功能集合D与转播节点功能集合B的差集G，即G＝D-B；

(2.1.1)转播节点向上一级转播节点请求发送包含集合G所有功能的移动Agent；

(2.1.2)上一级转播节点在主机中查找与集合G功能应对的移动Agent；若未查找到，则继续向上二级转播节点进行查找，直到查找到所需移动Agent；若所有转播节点都没有所需的移动Agent，则表明该移动Agent仅位于转播服务器；

(2.1.3)移动Agent漂移至转播节点：查找到所需的移动Agent在组播网中的位置后，将所需的移动Agent复制一个副本后漂移至转播节点；

(2.2)定制转播节点的移动Agent：

(2.2.1)求转播节点的转播功能集合B与组播服务器的转播功能集合D的差集N，即N＝B-D；

(2.2.2)转播节点删除本地主机中包含集合N中功能的移动Agent；

(2.3)根据服务器端移动Agent管理模块的命令漂移、启动或停止移动Agent。

各模块之间的通信依靠节点端组播网通讯模块：用于执行组播网内的通讯功能，包括转播节点间的基础信息交换，移动Agent的漂移传输，转播节点与组播服务器的功能集合更新等。

Claims (2)

1.一种基于移动Agent的流媒体组播网实现方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)建立组播服务器移动Agent运行环境：搜集组播功能集合D，

及包含功能集合D的移动Agent组；

(2)发布组播功能：组播服务器将功能集合D信息发布给所有组播网中的转播节点；

(3)转播节点增加未包含的功能：

(3.1)转播节点搜索本地主机上的移动Agent组，将移动Agent所包含的转播功能一一列举，组成转播功能集合B，求组播服务器的组播功能集合D与转播功能集合B的差集G，即G＝D-B；

(3.2)转播节点向上一级转播节点请求发送包含集合G所有功能的移动Agent；

(3.3)上一级转播节点在本地主机中查找与集合G功能对应的移动Agent；若未查找到，则继续向上二级转播节点进行查找，直到查找到所需移动Agent；若所有转播节点都没有所需的移动Agent，则表明该移动Agent仅位于转播服务器；

(3.4)移动Agent漂移至转播节点：查找到所需的移动Agent在组播网中的位置后，将所需的移动Agent复制一个副本后漂移至转播节点；

(4)定制转播节点的移动Agent：

(4.1)求转播节点的转播功能集合B与组播服务器的组播功能集合D的差集N，即N＝B-D；

(4.2)转播节点删除本地主机中包含集合N中功能的移动Agent；

(5)动态更新所有转播节点：组播服务器查找组播网内所有的转播节点，组播服务器进行添加转播节点，删除转播节点和重组转播结构，并检查转播节点是否都已经更新完毕，若还未更新完毕则继续更新，若更新完毕，则组播网功能更新过程结束。

2.一种用权利要求1所述的基于移动Agent的流媒体组播网实现方法构筑的系统，其特征在于：包括：服务器单元和节点单元：

所述的服务器单元包括：

(1)组播网管理模块：用于管理组播网的拓扑结构，支持添加转播节点，删除转播节点和重组转播结构；

(2)转播节点管理模块：其输入端与组播网管理模块连接，用于组织和管理组播网内的转播节点，以及转播节点间的转播关系和连接关系；

(3)服务器端移动Agent管理模块：其输入端与转播节点管理模块连接，用于管理组播服务器中所包含的所有移动Agent；

所述的节点单元包括：

(1)移动Agent运行环境模块，用于提供移动Agent运行基础；

(2)节点端移动Agent管理模块：其输入端与服务器端移动Agent管理模块连接，用于管理位于转播节点本地主机中的所有移动Agent，包括增加、删除、漂移、启动或停止移动Agent；其具体包含：

(2.1)转播节点增加未包含的功能：

转播节点搜索本地主机上的移动Agent组，将移动Agent所包含的转播功能一一列举，组成转播功能集合B，求组播服务器的组播功能集合D与转播功能集合B的差集G，即G＝D-B；

(2.1.1)转播节点向上一级转播节点请求发送包含集合G所有功能的移动Agent；

(2.1.2)上一级转播节点在本地主机中查找与集合G功能对应的移动Agent；若未查找到，则继续向上二级转播节点进行查找，直到查找到所需移动Agent；若所有转播节点都没有所需的移动Agent，则表明该移动Agent仅位于转播服务器；

(2.1.3)移动Agent漂移至转播节点：查找到所需的移动Agent在组播网中的位置后，将所需的移动Agent复制一个副本后漂移至转播节点；

(2.2)定制转播节点的移动Agent：

(2.2.1)求转播节点的转播功能集合B与组播服务器的组播功能集合D的差集N，即N＝B-D；

(2.2.2)转播节点删除本地主机中包含集合N中功能的移动Agent；

(2.3)根据服务器端移动Agent管理模块的命令漂移、启动或停止移动Agent。

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