CN101379794A - 基于个人网络存储器的对等视频内容分发网络 - Google Patents

基于个人网络存储器的对等视频内容分发网络 Download PDF

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Abstract

描述了一种访问对等网络中的内容的方法和系统，包括：由对等方从目录服务接收包含内容可用性的内容列表，向内容服务请求内容，从与第二对等方相关联的第二个人网络存储区将所请求的内容下载到与请求对等方相关联的第一个人网络存储区，其中，第一和第二个人网络存储区以接入网内的服务器为主机。还描述了一种访问对等网络中的内容的方法和系统，包括：由目录服务器接收对等方信息和内容可用性信息，传递对等方信息和内容可用性信息，从对等方接收针对内容的请求，以及指示具有与对等方相关联的个人网络存储区的个人网络服务器将内容从与第二对等方相关联的个人网络存储区传输到与请求对等方相关联的个人网络存储区。

Description

基于个人网络存储器的对等视频内容分发网络
技术领域
本发明涉及联网，尤其涉及对等内容分发网络之上的视频服务分发(distribution)。
背景技术
近年来，对等(P2P)内容分发由于其简单且较低的调配和操作成本而在媒体和娱乐产业已经有了很深的影响。
P2P内容分发的思想是利用消费者的计算机作为对等方(peer)来形成一个网络，以便可以使用消费者的资源来存储和分发内容。服务提供商仅用较低的投资和维护成本就可以协调内容分发。
P2P方式用在宽带家庭网络中，尤其用于大尺寸、高质量的视频内容，有两个主要的问题。第一个问题是内容保护，根据议定条款，防止未授权的分发，同时保证个人对购买内容进行管理的权利。内容的拥有者不会愿意允许将他们的有用内容存储在消费者的计算机上。存储在消费者计算机上的内容很容易被复制或传递到其他设备上。第二个问题是上行链路瓶颈问题。P2P方式在消费者设备和接入网之间产生了对称的网络业务负荷。如图1所示，上行链路业务负荷是来自对等方2和对等方3的文件A和文件B的总和，与对等方1的下行链路业务负荷相等。当提供P2P服务时，到达/来自接入网的总业务负荷必须平衡(对称业务负荷)。然而，关于上行链路和下行链路业务负荷，接入网的容量不平衡(非对称容量)。对于有线和DSL网络，由于它们被设计用来针对网站下载/流应用支持互联网接入，所以下行链路容量与上行链路容量的比率可以非常大，例如10：1或更大。由于视频内容的尺寸较大，P2P服务的解决方案很容易使接入网的上行链路容量过载。
发明内容
本发明中，P2P分发技术用来在处于接入网中的对等方存储设备之间交换内容(称为个人网络存储系统)。该个人网络存储系统在接入网中有专用于个人用户的指定存储区。本发明具有现有的P2P分发算法的优点，同时能够避免上行链路瓶颈问题。
该个人网络存储系统可以是由接入网供应商提供的服务。例如，网络PVR是个人网络存储器的一种形式。由于个人网络存储单元逻辑上属于对等计算机，所以它们对于P2P内容分发网络的解决方案来说是透明的。这样，可以实现同样的P2P内容分发网络的简单性和操作。
具有个人网络存储单元的P2P内容分发网络相比于传统的P2P内容分发网络解决方案的优势包括：(1)避免上行链路瓶颈；(2)即使在对等计算机关闭时也可以获得内容；(3)内容保护上的更多选择；(4)低成本对等设备，特别是使用机顶盒(STB)时。另外，由于网络服务操作者对存储在网络存储系统中的内容的访问受到更多控制，所以可以以一种更加可预测的方式来检测网络内的私有内容的存在。
传统的P2P内容分发网络解决方案被用于进行音乐和/或小数据量文件下载，与下载视频文件相比其需要较少的带宽。标准清晰度(SD)DVD文件大于4GB，并且这样文件的实时流速率高达11Mbps。下载和流传输这种文件非常慢。即使下行链路容量足够高，其速度也要受到通常远小于下行链路容量的上行链路容量的限制。
描述了一种访问对等网络中的内容的方法和系统，包括：由对等方从目录服务接收包括内容可用性(availability)的内容列表，由对等方向目录服务请求内容；从与第二对等方相关联的第二个人网络存储区向与请求对等方相关联的第一个人网络存储区下载所请求的内容，其中第一和第二个人网络存储区以接入网内的服务器为主机(host)。还描述了一种访问对等网络中的内容的方法和系统，包括：由目录服务接收对等方信息和内容可用性信息，由所述目录服务传送对等方信息和内容可用性信息，由目录服务从对等方接收针对内容的请求，以及指示具有与对等方相关联的个人网络存储区的个人网络服务器将所述内容从与第二对等方相关联的个人网络存储区传送到与请求对等方相关联的个人网络存储区。
附图说明
当结合附图一起阅读时，从下面详细的描述可以最好地理解本发明。附图包括下面简要说明的图，图中类似的数字表示相似的单元：
图1是示出了在传统对等内容分发网络中的上行链路瓶颈问题的示意图。
图2是根据本发明的原理的基于P2P内容分发网络的个人网络存储器的示意图。
图3是根据本发明的原理的基于P2P视频内容分发网络的个人网络存储器的操作的流程图。
具体实施方式
一些P2P解决方案已经尝试通过将内容分解成片段来解决上行链路瓶颈问题，所以内容的每一单元可以以多个对等方作为主机。可以以多个上行链路容量的组合速率从多个对等方同时将多个内容下载到对等方。例如，在图1中，如果文件-A和文件-B是内容单元的两个部分，对等方-1的下载速率由对等方-2和对等方-3的组合上行链路容量限制，可以是最大上行链路速率的两倍。同时从不止一个对等方下载内容本身不会提高总上行链路容量，也不会减少总上行链路业务负荷，除非两个上载对等方处于不同的物理网络中。在针对如视频的大尺寸内容的2P服务中，上行链路很容易过载。
具有客户-服务器结构的有线公司已经使用如网络个人视频记录机(PVR)的个人网络存储系统，来允许消费者记录TV节目，而不需要具有存储功能的更加昂贵的机顶盒。例如，在线相册是个人网络存储系统，便于消费者存储他们的照片，这样其他人可以在方便时浏览照片。
本发明在P2P内容分发网络中使用个人网络存储器进行视频内容分发。换言之，在对等计算机之间使用P2P协议，但存储单元在接入网之中。这解决了上行链路瓶颈问题，并提供灵活的接入容量。P2P网络可以是有线的也可以是无线的。
本发明包括P2P内容分发网络解决方案，其中包括个人网络存储(PNS)系统(定义为由接入网内的服务器提供网络驱动服务)、和进行上载、下载和/或流功能的服务器。
内容服务提供商可以为具有个人网络存储器的对等方构建P2P内容分发网络。由于PNS单元被当作网络驱动，所以对于P2P内容分发网络协议来说，他们是透明的。P2P协议存在于对等计算机之间，尽管实际的内容分发是在接入网内的PNS单元之间。
PNS单元是网络驱动，由所有对等方共享读访问权利并由至少一个所有者共享写访问权利。如图2所示，文件-A可以从PNS-1下载到PNS-3。尽管这个动作由对等方-3发起，但在作为PNS-1和PNS-3的主机的服务器之间直接进行数据传送，而不通过对等方-3的网络接口。可选地，该动作可以由第三方发起，而不通过对等方-3和/或对等方-1的网络接口。例如，该第三方可以是内容服务提供商所位于/作为主机的对等方。如果作为内容服务供应商主机的对等方具有写访问权利，它可以在必要且适当时直接管理内容分发，而不涉及对等方。
特别地，参考图2，该P2P内容分发网络目录服务持续地更新其所具有的关于每一个对等方和关于内容有效性的信息(与对等方相关联的内容和与PNS单元上的可用性的内容)。例如，对等方-2给目录服务更新的内容可用性。当对等方-3请求文件-A时，在作为PNS-1和PNS-3主机的服务器之间传输文件_A，接着从PNS-3流向对等方-3。
对等方通过例如通用资源定位符访问协议，向接入网的目录服务请求并从其接收包括可用性的内容列表。然后对等方通过目录服务请求内容。然后不是在对等方之间而是在与对等方相关联的个人网络存储区/单元之间，也即在具有内容的对等方和请求内容的对等方的个人网络存储区之间，下载该内容。通过例如通用资源定位符访问协议，来执行该目录服务和下载。
通常，当对等方尝试通过访问协议将内容文件到下载驱动(例如驱动E)时，即使驱动E是网络驱动，内容文件也首先通过访问协议被下载到网络接口，进入网络，然后通过网络接口再次输出到网络中的驱动E。本地计算机上的P2P下载程序需要避免业务来回通过网络接口。当目的地是在个人网络存储系统上时，该程序必须调用作为网络驱动主机的服务器上的下载程序来直接将内容文件下载到个人网络存储系统中。
在示例性的实施例中，对等方的个人网络存储服务器执行HTTP服务器和客户端程序。当对等方尝试通过访问协议将内容文件下载到其网络驱动(例如，驱动E)时，执行该P2P下载程序。这在其个人网络存储服务器上的HTTP服务器处调用了服务器端程序。该服务器端程序(例如，计算机生成接口(cgi)程序)使得通过访问协议下载内容，并将该内容存储到与对等方的网络驱动(例如，驱动E)相对应的目录。个人网络存储系统的读和写访问权利可以通过例如HTTP访问控制机制来实现。
在另一个示例性的实施例中，对等方的个人网络存储服务器运行文件传输协议(ftp)服务器和客户端程序。P2P下载程序调用目的地服务器上的ftp客户端，并从运行ftp服务器的源头下载内容文件。
特别地，参考图3，在100，给接入网的消费者/用户提供个人网络存储服务。在101，消费者/用户预定个人网络存储服务。在110，通过向P2P内容分发网络注册个人网络存储器，消费者的机顶盒连接内容服务，作为对等方。在111，基于由消费者/用户的机顶盒提供的信息，P2P内容分发网络的目录服务持续地列出并更新在每一个对等方的个人网络存储器上可用的内容。因此，在120，P2P内容分发网络的目录服务在对等方的个人网络存储区/单元动态地提供内容的访问协议(例如，通用资源定位符访问协议)。在121，许可(license)和内容访问证书可供消费者/用户使用，用于从P2P内容分发网络的目录服务进行购买。在130，对等方调用下载，通过可信的URL(网站)将内容下载到其个人网络存储区/单元。在131，内容服务服务器下载所请求的内容。在140，对等方需要有许可来播放/观看存储在其个人网络存储单元的内容，并购买许可来做这样的事情。在150，对等方还可以从其个人网络存储区删除/清除内容。在151，任何删除的内容使得更新目录服务。值得注意的是，该内容可能会立即可用或在延迟的基础上可用。
在基于个人网络存储的P2P内容分发网络中，当不需要内容分解来解决内容分发或上行链路瓶颈问题时，为了其他原因，例如提高速率，内容服务供应商也许仍然希望分解内容。如果在多个存储设备之间分解内容，则请求者/接收者也许能够获得内容更快，因为可以并行地获取该内容。
一旦通过访问控制和其他技术，例如基于客户的重新编码，在接入网中物理地存储和管理该内容，则有更多的内容保护选择可用。
应该理解，可以以硬件、软件、固件、专用处理器或他们的结合的多种形式，例如在移动终端、接入点或蜂窝网络中实现本发明。优选地，本发明实现为硬件和软件的结合。进而，软件优选地被实现为有形地体现在程序存储设备上的应用程序。应用程序可以上载到包括任何适当架构的机器上，并由其执行。优选地，该机器实现在拥有例如一个或更多中央处理单元(CPU)、随机访问存储器(RAM)和输入/输出(I/O)接口这样的硬件的计算机平台。该计算机平台还包括操作系统和微指令代码。这里描述的各种过程和功能可以是微指令代码的一部分，或者是应用程序(或它们的结合)的一部分，该微指令代码和应用程序都是由操作系统执行的。另外，各种其他外围设备可以连接到计算机平台上，诸如附加数据存储设备和打印设备。
进一步应该理解，附图中描述的一些组成系统的组件和方法步骤优选地以软件来实现，系统组件(或处理步骤)之间的实际连接会取决于本发明所编程的方式而不同。这里给出了教导，相关技术领域的技术人员能够想到本发明的这些和类似的实现或配置。

Claims (33)

1.一种访问对等网络中的内容的方法，所述方法包括：
由对等方从目录服务接收包含内容可用性的内容列表；
由所述对等方向所述目录服务请求内容；
从与第二对等方相关联的第二个人网络存储区将所述请求内容下载到与所述请求对等方相关联的第一个人网络存储区，其中所述第一和第二个人网络存储区以接入网内的服务器为主机。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括：向所述目录服务提供并在所述目录服务上提供内容可用性信息和对等方信息。
3.根据权利要求1的方法，其中，通过访问协议来访问所述内容列表。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述内容请求伴随着从所述目录服务购买的许可和由所述目录服务提供的控制访问证书。
5.根据权利要求1的方法，其中，所述下载是由所述请求对等方远程调用的。
6.根据权利要求1的方法，其中，所述下载是经过访问协议进行的。
7.根据权利要求1的方法，其中，所述下载被延迟。
8.根据权利要求1的方法，其中，所述对等网络是无线网络。
9.根据权利要求1的方法，进一步包括：由所述请求对等方和所述第二对等方之一从所述相关联的个人网络存储设备中删除内容。
10.根据权利要求1的方法，进一步包括：由所述请求对等方和所述第二对等方之一更新来自所述相关联的个人网络存储设备的内容。
11.一种访问对等网络中的内容的系统，包括：
由对等方从目录服务接收包含内容可用性的内容列表的装置；
由所述对等方向所述目录服务请求内容的装置；
从与第二对等方相关联的第二个人网络存储区将所述请求内容下载到与所述请求对等方相关联的第一个人网络存储区的装置，其中所述第一和第二个人网络存储区以接入网内的服务器为主机。
12.根据权利要求11的系统，进一步包括：向所述目录服务提供并在所述目录服务上提供内容可用性信息和对等方信息。
13.根据权利要求11的系统，其中，通过访问协议来访问所述内容列表。
14.根据权利要求11的系统，其中，所述内容请求伴随着从所述目录服务购买的许可和由所述目录服务提供的控制访问证书。
15.根据权利要求11的系统，其中，所述下载是由所述请求对等方远程调用的。
16.根据权利要求11的系统，其中，所述下载是经过访问协议进行的。
17.根据权利要求11的系统，其中，所述下载被延迟。
18.根据权利要求11的系统，其中，所述对等网络是无线网络。
19.根据权利要求11的系统，进一步包括：由所述请求对等方和所述第二对等方之一从所述相关联的个人网络存储设备中删除内容的装置。
20.根据权利要求11的系统，进一步包括：由所述请求对等方和所述第二对等方之一更新来自所述相关联的个人网络存储设备的内容的装置。
21.根据权利要求1的系统，其中所述服务器是网络设备。
22.一种访问对等网络中的内容的方法，所述方法包括：
由目录服务接收对等方信息和内容可用性信息；
由所述目录服务传递所述对等方信息和所述内容可用性信息；
由所述目录服务从对等方接收针对内容的请求；以及
指示具有与对等方相关联的个人网络存储区的个人网络服务器将所述内容从与所述第二对等方相关联的个人网络存储区传输到与所述请求对等方相关联的个人网络存储区。
23.根据权利要求22的方法，其中，所述目录服务以接入网内的服务器为主机。
24.根据权利要求22的方法，其中，所述目录服务以所述对等网络内的对等方为主机。
25.根据权利要求22的方法，其中所述内容请求伴随着从所述目录服务购买的许可和由所述目录服务提供的控制访问证书。
26.根据权利要求22的方法，其中所述传输被延迟。
27.根据权利要求22的方法，其中所述对等网络是无线网络。
28.一种访问对等网络中的内容的系统，包括：
由目录服务接收对等方信息和内容可用性信息的装置；
由所述目录服务传递所述对等方信息和所述内容可用性信息的装置；
由所述目录服务从对等方接收针对内容的请求的装置；
指示具有与对等方相关联的个人网络存储区的个人网络服务器将所述内容从与所述第二对等方相关联的个人网络存储区传输到与所述请求对等方相关联的个人网络存储区的装置。
29.根据权利要求28的系统，其中，所述目录服务以接入网内的服务器为主机。
30.根据权利要求28的系统，其中，所述目录服务以所述对等网络内的对等方为主机。
31.根据权利要求28的系统，其中所述内容请求伴随着从所述目录服务购买的许可和由所述目录服务提供的控制访问证书。
32.根据权利要求28的系统，其中所述传输被延迟。
33.根据权利要求28的系统，其中所述对等网络是无线网络。
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