CN101247193B - 对等网络中发送数据的方法、系统、节点和超级节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对等网络中发送数据的方法、系统、节点和超级节点，属于对等网络技术领域。所述方法包括：接收请求节点发来的获取数据的请求消息；根据所述请求消息，在收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧；从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点。所述系统包括请求节点和被请求节点。所述节点包括：接收模块、查找模块和转发模块。所述超级节点包括：获取模块和处理模块。本发明通过从关键帧所在的分片开始下发分片给请求节点，加快了请求节点向播放器供流，使播放器可以更快地完成解码播出画面，降低播出画面的延迟。

Description

对等网络中发送数据的方法、系统、节点和超级节点

技术领域

本发明涉及对等网络技术领域，特别涉及一种对等网络中发送数据的方法、系统、节点和超级节点。

背景技术

在P2P(Peer to Peer，点对点)流媒体直播系统中，参见图1，超级节点直接从直播源获取媒体数据，对获取的数据进行分片得到切片slice，然后下发切片slice。客户端节点从超级节点或者其他客户端节点获取媒体数据的切片，解码恢复成媒体数据后，提供给播放器进行播放。

现有技术中当客户端节点发起请求时，上级节点(包括超级节点和客户端节点)不检测该客户端节点请求的起始Slice是否含有关键帧，而是直接按照客户端节点的请求直接下发数据。客户端节点收到数据后，只有完成正确的解码才能进行播放。客户端节点的播放器通常都是从关键帧I帧画面开始解码的，如果从前向帧P帧或后向帧B帧开始，则无法完成解码。I帧画面是指仅使用自身信息进行编码的画面，解码时不需要其它额外的信息；P帧画面是指从前面画面中得到的前向预见的画面，前面画面可以是I帧画面或P帧画面；B帧画面是指从之前或者之后的I帧画面或P帧画面上得到的双向预见的画面。I帧(又称代表帧)是用来描述一个镜头的关键图像帧，它通常会反映一个镜头的主要内容。I帧是B帧、P帧的参考帧，一般采用I帧足以提供视频内容的全部信息，因此I帧在视频图像内容的提取中占据了比较重要的地位，当播放器从B帧或P帧画面开始解码时，由于无法解码，所以播放器会丢弃这些数据，直到接收到I帧画面。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术至少具有以下缺点：

当客户端节点先收到的数据不是关键帧数据时，播放器会丢弃收到的这些数据，并在后续收到关键帧数据后，才能完成解码播出画面，因此会导致播出画面的延迟。

发明内容

为了提高P2P网络中的节点收到数据后播出画面的速度，本发明实施例提供了一种对等网络中发送数据的方法、系统、节点和超级节点。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种对等网络中发送数据的方法，应用于对等网络，所述方法包括：

接收请求节点发来的获取数据的请求消息；

根据所述请求消息，在收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片，根据分片的信息头开始找到首次出现的关键帧，所述分片的信息头中至少包括：分片的序号、分片中是否存在关键帧的标识信息、以及关键帧在分片中的偏移；

从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点，所述发送的分片用于所述请求节点根据分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复。

另一方面，本发明实施例提供了一种对等网络中发送数据的系统，应用于对等网络，所述系统包括请求节点和被请求节点；

所述请求节点，用于向所述被请求节点发送获取数据的请求消息，并接收所述被请求节点发来的分片，根据所述分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复；

所述被请求节点，用于接收所述请求节点发来的请求消息，根据所述请求消息，在收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始，根据分片的信息头找到首次出现的关键帧，从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点；所述分片的信息头中至少包括：分片的序号、分片中是否存在关键帧的标识信息、以及关键帧在分片中的偏移。

另一方面，本发明实施例还提供了一种节点，位于对等网络中，所述节点包括：

接收模块，用于接收请求节点发来的请求消息；

查找模块，用于根据所述接收模块收到的请求消息，在所述节点收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始，根据分片的信息头找到首次出现的关键帧，所述分片的信息头中至少包括：分片的序号、分片中是否存在关键帧的标识信息、以及关键帧在分片中的偏移；

转发模块，用于从所述查找模块找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点；所述发送的分片用于所述请求节点根据分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复。

另一方面，本发明实施例还提供了一种超级节点，位于对等网络中，所述超级节点包括：

获取模块，用于在接收到源节点发来的数据后，获取关键帧的位置信息；

处理模块，用于对所述接收的数据进行切片，根据所获取的关键帧的位置信息，设置分片中是否包含关键帧的标识，并根据所述标识封装每个分片，然后在所述对等网络中发送封装后的分片；所述发送的分片用于所述请求节点根据分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过从关键帧所在的分片开始下发分片给请求节点，加快了请求节点向播放器供流，使播放器可以更快地完成解码播出画面，降低播出画面的延迟。

附图说明

图1是现有技术中P2P流媒体直播系统结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的对等网络中发送数据的方法流程图；

图3是本发明实施例1提供的P2P网络组网示意图；

图4是本发明实施例1提供的超级节点封装分片的示意图；

图5是本发明实施例1提供的被请求节点收到的分片的封装格式示意图；

图6是本发明实施例2提供的对等网络中发送数据的方法流程图；

图7是本发明实施例3提供的对等网络中发送数据的系统结构图；

图8是本发明实施例4提供的节点结构图；

图9是本发明实施例5提供的超级节点结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供的对等网络中发送数据的方法，具体包括：接收请求节点发来的请求消息；根据该请求消息，在收到的分片中从请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧；从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给请求节点。

实施例1

参见图2，本发明实施例提供了一种对等网络中发送数据的方法，应用于P2P网络，本实施例以超级节点解析出关键帧的位置为例进行说明，该方法具体包括：

101：P2P网络中的超级节点接收源节点发来的数据，并获取该数据中关键帧的位置信息。

在P2P网络中传输的数据最终都来源于超级节点，超级节点是P2P网络与源节点的唯一接口，数据都是通过超级节点传输到整个P2P网络中。对于P2P网络中的客户端节点来说，收到的数据则来源于它的父节点或者超级节点。如在P2P流媒体直播系统中，超级节点接收从直播源节点发来的媒体数据。

102：超级节点对收到的数据进行切片，得到多个分片slice，根据获取的关键帧的位置信息设置分片是否包含关键帧的标识，并根据该标识封装每个分片，然后在P2P网络中发送封装后的分片给相邻的节点。例如，参见图3，超级节点对数据进行切片以及封装后，将封装后的切片发送给相邻的节点F1、F2和F3，节点P可以从父节点F1、F2和F3处获取分片，节点S1、S2或S3可以从父节点P处获取分片。

具体地，超级节点先对收到的数据进行解析，确定出关键帧所在的数据包，然后对数据包按照指定的大小(如2k或3k等等)进行切片生成多个分片Slice，并给每个分片封装一个信息头，信息头中包含标识，表明当前分片中是否存在关键帧，如在信息头中设置标志位，标志位的值为1代表该分片中有关键帧，标志位的值为0代表该分片中没有关键帧。进一步地，超级节点还可以在信息头中记录关键帧的偏移，该偏移为关键帧在当前分片中从起始字节开始偏移的字节数，从而方便请求节点收到分片后，根据分片中的偏移信息恢复出数据进行播放。例如，参见图4，超级节点收到媒体数据后进行切片，在分片中的媒体数据前封装信息头，信息头中包含分片序号、关键帧存在标志位以及关键帧在该分片中的偏移等等，如分片序号为10，关键帧存在标志位为1，偏移量为500byte，则表明该分片中包含关键帧，且位于该分片中的第500个字节处。其中，分片的序号与播放顺序保持一致，当关键帧标志位为0时，信息头中的偏移量为无效数据。切片后得到的分片slice的长度可以相等，也可以不相等。

103：P2P网络中的请求节点A向被请求节点B发送获取数据的请求消息。

104：被请求节点B接收请求节点A发来的请求消息。

105：被请求节点B根据该请求消息以及分片中是否包含关键帧的标识信息，判断请求节点A请求获取的分片中是否包含关键帧；如果是，则执行106；否则，执行107。

106：被请求节点B从请求节点A请求获取的分片开始，发送分片给请求节点A，然后结束。

107：被请求节点B根据分片中是否包含关键帧的标识信息，在收到的分片中找到在请求节点A请求获取的分片之后首次出现的关键帧。

被请求节点B收到的分片为从P2P网络中相邻的节点处获取的分片，该相邻的节点可以为超级节点，也可以为其他节点。

108：被请求节点B从找到的关键帧所在的分片开始，发送分片给请求节点A，然后结束。

在本实施例中，当超级节点封装的信息头中包含关键帧的偏移信息时，进一步地，上述方法还包括：

请求节点A收到被请求节点B从包含关键帧的分片开始发来的分片后，根据收到的分片中的关键帧偏移信息，将收到的分片恢复成数据，由于关键帧所在的位置为一个数据包的开始，则请求节点A收到分片后先根据关键帧偏移信息确定两个相邻的关键帧的位置，如关键帧I1在第m个分片中的第100个字节，下一个关键帧I2在第n个分片中的第50个字节，然后对各个分片进行解封装，去除封装的关键帧标识及偏移等信息，得到各个分片对应的净荷，在得到的多个净荷中将从I1开始至I2结束之间的部分恢复为数据，该数据可以为一个数据包或多个数据包；然后请求节点A的播放器可以播放该数据。

下面以图3中的组网为例进行说明，P2P网络中的客户端节点P向它的父节点F1发起获取数据的请求，请求获取的分片序号为5，节点F1上收到的来自超级节点的分片序号分别为4、5、6、7、8和9，且这些分片都为超级节点封装好信息头的分片。参见图5，为分片4、5、6和7的封装格式，其中，分片4和7中的关键帧存在标志位为1，则表明分片4和7中含有关键帧，节点F1从节点P所请求的分片5开始查找关键帧，找到首次出现的关键帧在分片7中，则节点F1从分片7开始下发分片给节点P，包括分片7、8和9。节点P收到这些分片后，根据分片7中关键帧的偏移量为205字节，恢复出数据进行播放。

本实施例中超级节点对数据进行解析，查找关键帧，则超级节点需要知道源节点发来的数据的媒体格式，根据媒体格式解析出关键帧，而其他节点不需要知道数据的媒体格式，即降低了对其他节点的要求。

本实施例通过在超级节点上查找数据中的关键帧，并在分片中封装关键帧的相关信息，使被请求节点能够根据该信息找到关键帧所在的分片，并从关键帧所在的分片开始下发分片给请求节点，从而加快了请求节点向播放器供流，使播放器可以更快地完成解码播出画面，降低播出画面的延迟。

实施例2

参见图6，本发明实施例提供了一种对等网络中发送数据的方法，应用于P2P网络，本实施例以被请求节点解析出关键帧的位置为例进行说明，该方法具体包括：

201：P2P网络中的超级节点接收源节点发来的数据，对收到的数据进行切片后，得到多个分片slice，并在P2P网络中发送得到的多个分片给相邻的节点。

202：P2P网络中的请求节点A向被请求节点B发送获取数据的请求消息。

203：被请求节点B接收请求节点A发来的请求消息。

204：被请求节点B从请求节点A请求获取的分片开始，将后续从P2P网络中收到的所有分片恢复成数据。

被请求节点B从P2P网络中收到的分片为从相邻的节点处获取的分片，该相邻的节点可以为超级节点，也可以为其他节点。

205：被请求节点B从恢复出来的数据中解析出首次出现的关键帧，并确定该关键帧所在的分片。本实施例中被请求节点需要知道数据的媒体格式，在恢复出数据后，按照当前数据的媒体格式对应的规则，识别出关键帧，从而确定出关键帧的位置。不同的媒体格式对应的识别关键帧的规则各不相同。

206：被请求节点B从确定的分片开始，发送分片给请求节点A，然后结束。

进一步地，本实施例还包括：

当请求节点A收到被请求节点B发来的分片后，将收到的分片恢复成数据，并且由播放器进行播放。

下面以图3中的组网为例进行说明，P2P网络中的客户端节点S2向它的父节点P发起获取数据的请求，请求获取的分片序号为3，节点P上收到的来自父节点的分片序号分别为2、3、4、5和6。节点P将分片3、4、5和6按序号恢复成连续的媒体流并存于缓冲区中，通过分析缓冲区中的媒体流，解析出首次出现的关键帧，并确定该关键帧所在的分片，如为分片5，则节点P从分片5开始下发分片给节点S2，包括分片5和6。节点S2收到这些分片后，将其恢复成数据，由播放器进行播放。

本实施例通过被请求节点从恢复出的数据中查找关键帧，并确定关键帧所在的分片，从该分片开始下发分片给请求节点，从而加快了请求节点向播放器供流，使播放器可以更快地完成解码播出画面，降低播出画面的延迟。而且与实施例1相比，节省了在分片中封装信息头的开销，利于网络传输。

实施例3

参见图7，本发明实施例还提供了一种对等网络中发送数据的系统，应用于P2P网络，具体包括请求节点和被请求节点；

请求节点，用于向被请求节点发送获取数据的请求消息，并接收被请求节点发来的分片；

被请求节点，用于接收请求节点发来的请求消息，根据请求消息，在收到的分片中从请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧，从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给请求节点。

进一步地，上述系统还包括：

超级节点，用于在收到源节点发来的数据后，获取关键帧的位置信息，并对数据进行切片，设置分片中是否包含关键帧的标识，并根据该标识封装每个分片，然后在对等网络中发送封装后的分片；

相应地，被请求节点具体用于接收请求节点发来的请求消息；根据该请求消息以及分片中的标识信息，在被请求节点收到的分片中从请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧；从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给请求节点。

当超级节点封装后的分片还包括关键帧在分片中的偏移信息时，请求节点还用于在请求节点收到被请求节点从包含关键帧的分片开始发来的分片后，根据收到的分片中的关键帧偏移信息将收到的分片恢复成数据。

另外，上述通过超级节点添加关键帧的标识信息以及被请求节点根据该标识信息查找关键帧的方式还可以由以下方式来替换：被请求节点自己查找关键帧，即被请求节点具体包括：

接收模块，用于接收请求节点发来的请求消息；

查找模块，用于从请求节点请求获取的分片开始，将被请求节点从对等网络中后续收到的所有分片恢复成数据；在数据中解析出首次出现的关键帧，并确定关键帧所在的分片；

转发模块，用于从查找模块确定的分片开始发送分片给请求节点。

本实施例通过被请求节点从关键帧所在的分片开始下发分片给请求节点，加快了请求节点向播放器供流，使播放器可以更快地完成解码播出画面，降低播出画面的延迟。可以采用超级节点上查找关键帧，并在分片中封装关键帧的相关信息的方式，使被请求节点确定出关键帧所在的分片；还可以采用被请求节点将收到的分片恢复出数据，并在数据中解析出关键帧的方式，使被请求节点确定出关键帧所在的分片，应用更灵活。而且第二种方式节省了在分片中封装信息头的开销，利于网络传输。

实施例4

参见图8，本发明实施例还提供了一种节点，为P2P网络中的被请求节点，具体包括：

接收模块，用于接收请求节点发来的请求消息；

查找模块，用于根据接收模块收到的请求消息，在节点收到的分片中从请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧，

转发模块，用于从查找模块找到的关键帧所在的分片开始发送分片给请求节点。

其中，查找模块可以具体包括：

查找单元，用于根据接收模块收到的请求消息以及分片中的是否包含关键帧的标识信息，在被请求节点收到的分片中从请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧。

另外，查找模块还可以具体包括：

恢复单元，用于从请求节点请求获取的分片开始，将节点从对等网络中后续收到的所有分片恢复成数据；

查找单元，用于在恢复单元恢复出的数据中解析出首次出现的关键帧，并确定关键帧所在的分片。

本实施例通过从关键帧所在的分片开始下发分片给请求节点，加快了请求节点向播放器供流，使播放器可以更快地完成解码播出画面，降低播出画面的延迟。可以采用超级节点上查找关键帧，并在分片中封装关键帧的相关信息的方式，使被请求节点确定出关键帧所在的分片；还可以采用被请求节点将收到的分片恢复出数据，并在数据中解析出关键帧的方式，使被请求节点确定出关键帧所在的分片，应用更灵活。而且第二种方式节省了在分片中封装信息头的开销，利于网络传输。

实施例5

参见图9，本发明实施例还提供了一种超级节点，位于P2P网络中，具体包括：

获取模块，用于在接收到源节点发来的数据后，获取关键帧的位置信息；

处理模块，用于对接收的数据进行切片，根据所获取的关键帧的位置信息，设置分片中是否包含关键帧的标识，并根据标识封装每个分片，然后在对等网络中发送封装后的分片。

进一步地，处理模块还包括：

设置单元，用于在封装分片时，在分片中添加关键帧的偏移信息。

本实施例通过超级节点查找关键帧，并在分片中封装关键帧的相关信息，使P2P网络中的其他节点可以根据封装的信息确定出关键帧所在的分片。

本发明实施例可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，例如，路由器的硬盘、缓存或光盘中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种对等网络中发送数据的方法，其特征在于，应用于对等网络，所述方法包括：

接收请求节点发来的获取数据的请求消息；

根据所述请求消息，在收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始，根据分片的信息头找到首次出现的关键帧，所述分片的信息头中至少包括：分片的序号、分片中是否存在关键帧的标识信息、以及关键帧在分片中的偏移；

从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点，所述发送的分片用于所述请求节点根据分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复。

2.根据权利要求1所述的对等网络中发送数据的方法，其特征在于，所述关键帧的标识信息为所述对等网络中的超级节点根据获取的关键帧的位置信息在分片中添加的；

所述在收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始，根据分片的信息头找到首次出现的关键帧，具体为：

根据收到的分片信息头中的关键帧的标识信息，在所述收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧。

3.根据权利要求1所述的对等网络中发送数据的方法，其特征在于，所述在收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧，具体包括：

从所述请求节点请求获取的分片开始，将从所述对等网络中后续收到的所有分片恢复成数据；

在所述数据中解析出首次出现的关键帧，并确定所述关键帧所在的分片。

4.一种对等网络中发送数据的系统，其特征在于，应用于对等网络，所述系统包括请求节点和被请求节点；

所述请求节点，用于向所述被请求节点发送获取数据的请求消息，并接收所述被请求节点发来的分片，根据所述分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复；

所述被请求节点，用于接收所述请求节点发来的请求消息，根据所述请求消息，在收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始，根据分片的信息头找到首次出现的关键帧，从找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点；所述分片的信息头中至少包括：分片的序号、分片中是否存在关键帧的标识信息、以及关键帧在分片中的偏移。

5.根据权利要求4所述的对等网络中发送数据的系统，其特征在于，所述系统还包括：

超级节点，用于在收到源节点发来的数据后，获取关键帧的位置信息，并对所述数据进行切片，设置分片中是否包含关键帧的标识，并根据该标识封装每个分片，然后在所述对等网络中发送封装后的分片；

相应地，所述被请求节点具体用于接收所述请求节点发来的请求消息；根据所述请求消息以及分片中的标识信息，在所述被请求节点收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧；从所述找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点。

6.根据权利要求4所述的对等网络中发送数据的系统，其特征在于，所述被请求节点具体用于接收所述请求节点发来的请求消息；从所述请求节点请求获取的分片开始，将所述被请求节点从所述对等网络中后续收到的所有分片恢复成数据；在所述数据中解析出首次出现的关键帧，并确定所述关键帧所在的分片；从所述确定的分片开始发送分片给所述请求节点。

7.一种节点，其特征在于，位于对等网络中，所述节点包括：

接收模块，用于接收请求节点发来的请求消息；

查找模块，用于根据所述接收模块收到的请求消息，在所述节点收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始，根据分片的信息头找到首次出现的关键帧，所述分片的信息头中至少包括：分片的序号、分片中是否存在关键帧的标识信息、以及关键帧在分片中的偏移；

转发模块，用于从所述查找模块找到的关键帧所在的分片开始发送分片给所述请求节点；所述发送的分片用于所述请求节点根据分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复。

8.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，所述查找模块具体包括：

查找单元，用于根据所述接收模块收到的请求消息以及分片中的是否包含关键帧的标识信息，在所述被请求节点收到的分片中从所述请求节点请求获取的分片开始找到首次出现的关键帧。

9.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，所述查找模块具体包括：

恢复单元，用于从所述请求节点请求获取的分片开始，将所述节点从所述对等网络中后续收到的所有分片恢复成数据；

查找单元，用于在所述恢复单元恢复出的数据中解析出首次出现的关键帧，并确定所述关键帧所在的分片。

10.一种超级节点，其特征在于，位于对等网络中，所述超级节点包括：

获取模块，用于在接收到源节点发来的数据后，获取关键帧的位置信息；

处理模块，用于对所述接收的数据进行切片，根据所获取的关键帧的位置信息，设置分片中是否包含关键帧的标识，并根据所述标识封装每个分片，然后在所述对等网络中发送封装后的分片；所述封装后的分片包括分片信息头，所述分片信息头至少包括：分片的序号、分片中是否存在关键帧的标识信息、以及关键帧在分片中的偏移；所述分片信息头用于接收到所述封装后的分片的节点根据所述分片信息头中的是否存在关键帧的标识信息找到关键帧所在的分片，并根据关键帧在分片中的偏移找到关键帧，并按照分片的序号进行数据的恢复。

11.根据权利要求10所述的超级节点，其特征在于，所述处理模块还包括：

设置单元，用于在封装分片时，在分片中添加关键帧的偏移信息。

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