CN101316281B - P2p服务节点选取系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种P2P服务节点选取方法，包括步骤：步骤S1、请求节点选取服务节点，并向服务节点发送节目服务有效期请求；步骤S2、服务节点计算节目服务有效期并返回给请求节点；步骤S3、请求节点判断节目服务有效期是否符合节目播放条件；符合，执行步骤S4；不符合，执行步骤S1重选服务节点；步骤S4、请求节点在节目服务有效期内播放节目，并在节目服务有效期即将结束前，执行步骤S2。本发明还公开了P2P服务节点选取系统，包括至少一请求节点及至少一服务节点；所述请求节点向服务节点发送节目服务有效期请求，接收服务节点计算的节目服务有效期，并在节目服务有效期内播放节目。本发明充分利用了服务节点的服务能力。

Description

P2P服务节点选取系统及方法

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体涉及到一种P2P服务节点选取系统及方法。

背景技术

P2P技术表示在网络中任何两个用户节点之间的通讯不再通过传统的客户端/服务器(C/S)模式中的服务器进行中转，而是在两个节点间建立直接通道进行传输数据。P2P技术的优势在于能够充分利用用户的存储空间、CPU和带宽资源，具有极低的运营和维护成本。

以P2P技术为基础的多媒体播放，对于媒体数据分发的即时性有较高的要求。如何设计实现大吞吐、小时延的P2P内容分发系统，成为P2P点播关键任务，而如何选取高质量的服务节点，又是关键中的关键。现有技术一般仅根据节点间的网络带宽来判断一个节点能否给其他节点提供服务。例如，请求节点A有n个服务节点P₁～P_n，现有技术通常评估服务节点P₁～P_n的机器性能，评估请求节点A到服务节点P₁～P_n之间的距离，并根据评估数据选择服务节点。现有技术虽然能选择服务节点，但不能有效利用服务节点的数据输入输出速率，预测服务节点未来内容的变化，从而不能充分利用服务节点的服务能力。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能有效利用服务节点服务能力的P2P服务节点选取系统及方法。

本发明提供一种P2P服务节点选取方法，包括步骤：

步骤S1、请求节点选取服务节点，向服务节点发送节目服务有效期请求；

步骤S2、服务节点接收节目服务有效期请求，计算节目服务有效期并返回给请求节点；

步骤S3、请求节点判断节目服务有效期是否符合节目播放条件；若符合，则执行步骤S4；若不符合，则执行步骤S1重新选取服务节点；

步骤S4、请求节点在节目服务有效期内播放节目，并在节目服务有效期即将结束前，执行步骤S2重新计算节目服务有效期。

所述步骤S2中计算节目服务有效期进一步包括步骤：

步骤S21、当服务节点的数据下载速度大于播放速度时，服务节点处于提前下载节目阶段，节目服务有效期＝ti-tc；

步骤S22、当服务节点的数据下载速度小于播放速度时，

所述ti表示服务节点下载节目的时刻点，所述tc表示服务节点播放节目的时刻点，所述tf表示服务节点下载数据量和播放数据量相同的时刻点；所述b表示服务节点的节目播放速度，所述rj′表示tc时刻点以前服务节点的节目下载速度，所述rj″表示tc时刻点以后服务节点的节目下载速度；其中，rj′＞b＞rj″。

所述步骤S3中请求节点判断节目服务有效期是否符合节目播放条件进一步包括步骤：所述请求节点判断节目服务有效期是否大于t，若大于t，则符合节目播放条件；若小于t，则不符合节目播放条件；其中，t≥60秒。

所述步骤S4中并在节目服务有效期即将结束前，执行步骤S2重新计算节目服务有效期进一步包括步骤：所述请求节点判断当前节目服务有效期的剩余时间是否小于t′，若小于t′，则执行步骤S2；其中，30秒≤t′＜60秒。

所述步骤S1中请求节点选取服务节点包括进一步包括步骤：

S11、请求节点查找服务节点或通过存储服务节点的地址信息和共享文件描述信息的目录服务器查找服务节点；

S12、请求节点选取性能参数符合要求的服务节点。

所述步骤S12中性能参数符合要求的服务节点包括机器性能好和/或与请求节点的距离近的服务节点。

本发明还提供一种P2P服务节点选取系统包括至少一请求节点及至少一计算节目服务有效期的服务节点；所述请求节点向服务节点发送节目服务有效期请求，接收服务节点计算的节目服务有效期，并在节目服务有效期内播放节目。

所述请求节点包括节目服务有效期请求模块及节目服务有效期判断模块；所述节目服务有效期请求模块向服务节点发送节目服务有效期请求；所述节目服务有效期判断模块接收服务节点计算的节目服务有效期并判断所述节目服务有效期是否符合节目播放条件。

所述请求节点还包括服务节点查询模块及服务节点选择模块，所述服务节点选择模块从服务节点查询模块所查找的服务节点中选取性能参数符合要求的服务节点。

所述服务节点包括节目服务有效期计算模块和节目服务有效期通知模块，所述节目服务有效期计算模块接收所述节目有效期请求并计算该节目有效期；所述节目服务有效期通知模块，将计算出的节目服务有效期返回给请求节点。

所述P2P服务节点选取系统还包括至少一目录服务器，所述目录服务器分别与请求节点和服务节点连接，所述请求节点通过目录服务器定位服务节点。所述请求节点还包括服务节点选择模块，所述服务节点选择模块从定位的服务节点中选取性能参数符合要求的服务节点

所述性能参数符合要求的服务节点包括机器性能好和/或与请求节点的距离近的服务节点。

本发明提供的P2P服务节点选取系统及方法，通过计算服务节点的节目服务有效期来选取服务节点，请求节点在节目服务有效期内播放节目，不仅有效的预测服务节点未来内容的变化，充分利用了服务节点的服务能力，而且保证了数据传输的连续性和即时性。

附图说明

图1是本发明第一实施例的系统框图；

图2是本发明第二实施例的结构框图；

图3是本发明第三实施例P2P服务节点选取方法的流程示意图。

本发明目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本发明实施例提供的P2P服务节点选取系统及方法，根据服务节点数据输入输出速率的变化预测服务节点的节目服务有效期，请求节点在节目有效期内播放节目，从而有效利用了服务节点的服务能力，保证了数据传输的连续性和即时性。

实施例一

如图1所示，本发明实施例包括至少一请求节点10和至少一计算节目服务有效期的服务节点20，所述请求节点10向服务节点20发送节目服务有效期请求，接收服务节点20计算的节目服务有效期，并在节目服务有效期内播放节目。所述节目服务有效期指服务节点20为请求节点10提供数据的时间。

请求节点10包括服务节点查询模块101、服务节点选择模块102、节目服务有效期请求模块103及节目服务有效期判断模块104。由于本实施例中不存在目录服务器(该类目录服务器可以保存服务节点的地址信息和该服务节点上共享文件的描述信息，为请求节点提供查询文件索引服务)，所以服务节点查询模块101采用包括“泛洪”机制、扩展环查找机制和/或分布式哈希表技术等方式查找服务节点20。

“泛洪”机制是请求节点10发起随机的搜索请求，查询大量的服务节点20，询问服务节点20是否有符合查询条件的文件。例如：为了查找某个节目，请求节点10首先向与自己相邻的所有活动服务节点20以广播的方式发送一个查询请求包。活动服务节点20收到查询请求后，检查本地是否有符合条件的文件，如果有，则按查询请求包的路径返回一个响应包，响应包中包括响应服务节点20的IP地址、服务端口等信息；如果没有，服务节点20再将该请求向自己的邻居服务节点20转发，直到查询包的生命周期(Time To Live，TTL)计数器减为0为止。如果发起查询的请求节点10成功地收到服务节点20返回的响应包，则查找到该服务节点20。

扩展环查找机制则是请求节点10从最近的m个服务节点20开始，层层转发直到找到包含媒体服务数据的服务节点20或超出了跳数的上限为止，所述m≥1。其中，跳数为路由选择度量，测量请求节点10和服务节点20之间的距离。

分布式哈希表机制是请求节点10在查找媒体服务数据时，首先计算媒体服务数据的哈希值，根据该哈希值计算出存储着媒体服务数据的服务节点20的身份标识号码，然后根据该身份标识号码查找对应的服务节点20。

服务节点选择模块102评估服务节点查询模块101所查找的服务节点的性能参数，从中选择性能参数优良的服务节点20。所述性能参数包括服务节点的机器性能和/或请求节点与服务节点距离。在本实施例中服务节点选择模块102优先选择包括机器性能好和/或节点距离近的节点作为服务节点20。在本实施例中，服务节点选择模块102评估服务节点20的机器性能参数包括步骤：

步骤A1、获取机器性能参数；

现有的各种操作系统都会提供接口，供应用程序获取硬件资源的信息。例如：在UNIX系统中，在/proc/cpuinfo文件中保存了CPU的主频、缓存等信息，在/proc/meminfo文件中保存了内存大小等信息；

在WINDOWS系统中，系统信息保存在注册表中，/HKEY_LOCAL_MACHINE/HARDWARE/DESCRIPTION/System/CentralProcessor项描述了CPU的主频、缓存等信息，而/HKEY_LOCAL_MACHINE/HARDWARE/RESOURCEMAP/SystemResources/Physical Memory项描述内存大小等信息；

步骤A2、比较获取的机器性能参数，选取机器性能参数优的服务节点20。例如，请求节点10通常会选取包括CPU速度快、内存大的服务节点20。

服务节点选择模块102评估请求节点10与服务节点20距离的远近，则可采用包括向服务节点20发送ping命令的方式来测试网络连接速度，网络连接速度快的服务节点20被判断为距离请求节点10较近。请求节点10优先选择距离较近的服务节点20。节目服务有效期请求模块103向与请求节点10连接的服务节点20发送节目服务有效期请求；所述节目服务有效期判断模块104接收服务节点20计算的节目服务有效期并判断该节目服务有效期是否符合节目播放条件。具体如何判断详见第三实施例。

服务节点20包括节目服务有效期计算模块201和节目服务有效期通知模块202；所述节目服务有效期通知模块202与节目服务有效期计算模块201连接，所述节目服务有效期计算模块201接收请求节点10的节目有效期请求并计算当前服务节点20的节目服务有效期；所述节目服务有效期通知模块202接收节目服务有效期计算模块201计算出的节目服务有效期并返回给请求节点10。

以上所述的节目服务有效期是本实施例中请求节点10节目播放必不可少条件的条件之一，请求节点10在节目服务有效期内播放节目。至于节目服务有效期如何计算将在第三实施例中详细展开说明。

上述第一实施例是应用在不包含目录服务器的P2P系统，下面结合第二实施例对包含目录服务器的P2P服务节点选取系统进行详细说明。

实施例二

如图2所示，本发明实施例包括至少一请求节点10、至少一目录服务器30和至少一服务节点20，所述目录服务器30分别与请求节点10和服务节点20连接，所述请求节点10通过目录服务器30定位服务节点20。目录服务器30用于保存服务节点20的地址信息和服务节点20上共享文件的描述信息，为请求节点10提供查询节目文件的索引服务。

请求节点10包括服务节点选择模块102、节目服务有效期请求模块103及节目服务有效期判断模块104。所述服务节点选择模块102评估其所定位的服务节点20的机器性能参数，优先选取机器性能参数符合要求的服务节点20。具体的评估和选取过程，详见第一实施，这里不再赘述。节目服务有效期请求模块103向与请求节点10连接的服务节点20发送节目服务有效期请求；所述节目服务有效期判断模块104接收服务节点20计算的节目服务有效期，并判断所述节目服务有效期是否符合节目播放条件。服务节点20的各组成模块及功能已经在第一实施例提及，这里不再赘述。

实施例三

如图3所示的流程示意图，本发明提出第三实施例P2P服务节点选取方法包括步骤：

步骤S1、请求节点10选取服务节点20，向服务节点20发送节目服务有效期请求；

步骤S2、服务节点20接收节目服务有效期请求，计算节目服务有效期并返回给请求节点10；

步骤S3、请求节点10判断节目服务有效期是否符合节目播放条件；若符合，则执行步骤S4；若不符合，则执行步骤S1重新选取服务节点20；

步骤S4、请求节点10在节目服务有效期内播放节目，并在节目服务有效期即将结束前，执行步骤S2重新计算节目服务有效期。

其中，步骤S1请求节点选取服务节点又包括步骤：

步骤S11、请求节点10采用包括“泛洪”机制、扩展环查找和/或分布式哈希表技术等方式查找服务节点20；请求节点10还可通过目录服务器30查找服务节点20；其中，“泛洪”机制、扩展环查找和/或分布式哈希表技术等方式在第一实施例中已做说明，此处不再赘述；

步骤S12、请求节点10选取性能参数符合要求的服务节点20。请求节点10首先采用包括评估服务节点的机器性能和/或距离的方式从所查找的服务节点中选择服务节点20，并根据评估结果选择机器性能好和/或距离近的服务节点20。具体评估过程详见第一实施例，

其中，所述步骤S2中计算节目服务有效期进一步包括步骤：

步骤S21、当服务节点20的数据下载速度大于播放速度时，服务节点20处于提前下载节目阶段，节目服务有效期＝ti-tc；

步骤S22、当服务节点20的数据下载速度小于播放速度时，

所述ti表示服务节点20下载节目的时刻点，所述tc表示服务节点20播放节目的时刻点，所述tf表示服务节点20下载数据量和播放数据量相同的时刻点。所述b表示服务节点20的节目播放速度，所述rj′表示tc时刻点以前服务节点20的节目下载速度，所述rj″表示tc时刻点以后服务节点20的节目下载速度；其中，rj′＞b＞rj″，即tc时刻点之前，服务节点20的节目下载速度rj′大于服务节点20的节目播放速度b；tc时刻点之后，服务节点20的节目下载速度rj″小于服务节点20的节目播放速度b。

下面对步骤S22中

的推导过程进行具体的说明。当rj′＞b＞rj″，若tf时刻点服务节点20节目播放的数据量与服务节点20节目下载的数据量相等时，则有b*tf＝rj″*(tf-tc)+rj′*tc，于是可推出 $\mathrm{tf}-\mathrm{tc}=(\frac{{\mathrm{rj}}^{\′}-{\mathrm{rj}}^{\′\′}}{b-{\mathrm{rj}}^{\′\′}}-1)*\mathrm{tc}.$

其中，步骤S3中请求节点判断节目服务有效期是否符合节目播放条件进一步包括步骤：请求节点判断节目服务有效期是否大于t，若大于t，则符合节目播放条件；若小于t，则不符合节目播放条件；其中，t≥60秒。此处t值可根据实际需要进行具体设置。

其中，所述步骤S4中并在节目服务有效期即将结束前，执行步骤S2，重新计算节目服务有效期进一步包括步骤：

请求节点判断当前节目服务有效期的剩余时间是否小于t′，若小于t′，则执行步骤S2；其中，30秒≤t′＜60秒。此处t′值可根据实际需要进行具体设置。

以上所述的服务节点的播放速度及下载速度都是平均速度而非瞬时速度。这里采用平均速度可以有效的削弱瞬时速度变化带来的影响。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种P2P服务节点选取方法，其特征在于，包括步骤：

步骤S1、请求节点选取服务节点，向服务节点发送节目服务有效期请求；

步骤S2、服务节点接收节目服务有效期请求，计算节目服务有效期并返回给请求节点；

步骤S3、请求节点判断节目服务有效期是否符合节目播放条件；若符合，则执行步骤S4；若不符合，则执行步骤S1重新选取服务节点；

步骤S4、请求节点在节目服务有效期内播放节目，并在节目服务有效期即将结束前，执行步骤S2重新计算节目服务有效期；

其中，所述计算节目服务有效期包括：

步骤S21、当服务节点的数据下载速度大于播放速度时，服务节点处于提前下载节目阶段，节目服务有效期＝ti-tc；

步骤S22、当服务节点的数据下载速度小于播放速度时， 

其中，所述ti表示服务节点下载节目的时刻点，所述tc表示服务节点播放节目的时刻点，所述tf表示服务节点下载数据量和播放数据量相同的时刻点；所述b表示服务节点的节目播放速度，所述rj′表示tc时刻点以前服务节点的节目下载速度，所述rj″表示tc时刻点以后服务节点的节目下载速度；其中，rj′＞b＞rj″。

2.根据权利要求1所述的P2P服务节点选取方法，其特征在于，所述步骤S3中请求节点判断节目服务有效期是否符合节目播放条件进一步包括步骤：

所述请求节点判断节目服务有效期是否大于t，若大于t，则符合节目播放条件；若小于t，则不符合节目播放条件；其中，t≥60秒。

3.根据权利要求1或2所述的P2P服务节点选取方法，其特征在于，所述步骤S4中并在节目服务有效期即将结束前，执行步骤S2重新计算节目服务有效期进一步包括步骤：

所述请求节点判断当前节目服务有效期的剩余时间是否小于t′，若小于t′，则执行步骤S2重新计算节目服务有效期；其中，30秒≤t′＜60秒。

4.根据权利要求1或3所述的P2P服务节点选取方法，其特征在于，所述步 骤S1中请求节点选取服务节点进一步包括步骤：

S11、请求节点查找服务节点或通过存储服务节点的地址信息和共享文件描述信息的目录服务器查找服务节点；

S12、请求节点选取性能参数符合要求的服务节点。

5.根据权利要求4所述的P2P服务节点选取方法，其特征在于：

所述性能参数符合要求的服务节点包括机器性能好和/或与请求节点的距离近的服务节点。

6.一种P2P服务节点选取系统，其特征在于：

包括至少一请求节点及至少一计算节目服务有效期的服务节点；所述请求节点向服务节点发送节目服务有效期请求，接收服务节点计算的节目服务有效期，并在节目服务有效期内播放节目；

其中，当服务节点的数据下载速度大于播放速度时，服务节点处于提前下载节目阶段，节目服务有效期＝ti-tc；

当服务节点的数据下载速度小于播放速度时， 

其中，所述ti表示服务节点下载节目的时刻点，所述tc表示服务节点播放节目的时刻点，所述tf表示服务节点下载数据量和播放数据量相同的时刻点；所述b表示服务节点的节目播放速度，所述rj′表示tc时刻点以前服务节点的节目下载速度，所述rj″表示tc时刻点以后服务节点的节目下载速度；其中，rj′＞b＞rj″。

7.根据权利要求6所述的P2P服务节点选取系统：其特征在于：

所述请求节点包括节目服务有效期请求模块及节目服务有效期判断模块；所述节目服务有效期请求模块向服务节点发送节目服务有效期请求；所述节目服务有效期判断模块接收服务节点计算的节目服务有效期并判断所述节目服务有效期是否符合节目播放条件。

8.根据权利要求7所述的P2P服务节点选取系统，其特征在于：

所述请求节点还包括服务节点查询模块及服务节点选择模块，所述服务节点选择模块从服务节点查询模块所查找的服务节点中选取性能参数符合要求的服务节点。

9.根据权利要求6所述的P2P服务节点选取系统，其特征在于，所述服务 节点包括：

节目服务有效期计算模块，接收请求节点的节目有效期请求并计算当前服务节点的节目服务有效期；

节目服务有效期通知模块，将计算出的节目服务有效期返回给请求节点。

10.根据权利要求7所述的P2P服务节点选取系统，其特征在于，还包括：

至少一目录服务器，所述目录服务器分别与请求节点和服务节点连接，所述请求节点通过目录服务器定位服务节点。

11.根据权利要求10所述的P2P服务节点选取系统，其特征在于：

所述请求节点还包括服务节点选择模块，所述服务节点选择模块从定位的服务节点中选取性能参数符合要求的服务节点。

12.根据权利要求8或11所述的P2P服务节点选取系统，其特征在于：

所述性能参数符合要求的服务节点包括机器性能好和/或与请求节点的距离近的服务节点。 

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