CN101405710A - 利用客户机上游通信带宽容量在网络上流内容的系统和方法 - Google Patents

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CN101405710A CNA2006800050358A CN200680005035A CN101405710A CN 101405710 A CN101405710 A CN 101405710A CN A2006800050358 A CNA2006800050358 A CN A2006800050358A CN 200680005035 A CN200680005035 A CN 200680005035A CN 101405710 A CN101405710 A CN 101405710A
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Abstract

用于在包括一个服务器和在网络上的第一数据通信链路和第一控制通信链路上与该服务器通信的第一客户机设备的网络上分配内容的一种系统和方法。第二客户机设备可以在网络上的第二控制通信链路上与服务器和在网络上的第二数据通信链路上与第一客户机设备通信。

Description

利用客户机上游通信带宽容量在网络上流内容的系统和方法
技术领域
本发明的原理用于在网络上分配内容。更特别地，但不作为限制，本发明的原理针对对一种系统和方法，这种系统和方法利用分配给客户机设备的过剩上游通信带宽容量来从服务器给配置在树结构中的客户机设备分配内容。
背景技术
服务网络上大量客户机设备的网络服务器一般需要高带宽通信线来给这些客户机设备分配内容(例如流媒体(streaming)音乐)。具有高带宽通信线的成本会是非常昂贵的，通常每月每客户机6到10美元。这意味着，在一定月份服务100000或更多个客户机设备的网络服务器可能有超过百万美元的给服务供给者的接入费。为支付用高带宽通信线操作网络服务器的高成本，操作者不得不提供大量广告给客户机设备，而这些广告是操作者难以获得的，又一般是操作客户机设备的用户所不想要的。
每个客户机设备一般都被分配一定数量的通信带宽。分配的通信既包括上游通信又包括下游通信。例如，数字用户线(DSL)的网络通信提供者为客户机设备的下游和上游通信之间提供共用的1.5每秒兆比特(M波特)。上游通信带宽(例如128K波特)一般比下游通信带宽(例如768K波特)低，因为，一般地说大多数用户通常下载比上传多。因为大多数用户不利用整个上游通信带宽容量，所以有过剩的未被利用的上游通信带宽容量。
发明内容
为克服操作或提供带有大量的接入和下载内容的客户机设备的网络服务器的高成本的问题，本发明的原理为客户机设备从配置在树结构中的服务器请求接入内容提供保证。位于树结构上的客户机设备的上游通信带宽容量可以重分配，以致利用自服务器的较低带宽通信线，在从服务器分配的内容可以经树结构传递到客户机设备。较低带宽通信线的使用为服务器的操作者省了钱。经客户机设备的树结构分配的内容可以加密，以防止沿树结构的客户机设备在重传输前改变内容。通信带宽容量的重分配可以只是对每个客户机设备的上游通信的一部分(例如128K波特的48K波特)，所以客户机设备在操作中基本不受影响。
在一个实施例中，本发明的原理提供一种系统和方法，其包括一个服务器和在第一数据通信链路和第一控制通信链路上与服务器通信的第一客户机设备。第二客户机设备可以在第二控制通信链路上与服务器和在第二数据通信链路上与第一客户机设备通信。
附图说明
参照以下附图对本发明的方法和设备进行详细描述。这些附图有：
图1是服务器和具有为下游通信重分配的上游通信带宽容量的客户机的示范性树结构的说明图；
图2是更详细的服务器和客户机设备的示范性树结构的说明图；
图3是在树结构中配置客户机设备的示范性过程的流程图；
图4是用于在树结构中配置客户机设备的更详细过程的流程图；
图5是用于沿客户机设备的树结构分配内容的示范性过程的流程图；
图6是一个重新配置一个树结构的示范性过程的流程图(该过程用于，如果节客户机设备断开，没服务给客户机的内容的中断而继续服务客户机，则重配置一个树结构)。
具体实施方式
图1说明服务器和具有为下游通信重分配的上游通信带宽容量的客户机的示范性树结构100。示出了客户机设备的树结构100或网络，在这里服务器102用作客户机设备104a-104n(统称104)的主机。如本专业中所了解的，服务器102可以作为客户机设备104请求下载或上传内容的连接的基站。为减少为从服务器102分配内容而需要的通信带宽，请求连接的客户机设备104可以配置成树结构100，使得服务器102可以直接服务较少的客户机设备104。尽管服务器102可以直接服务较少的客户机设备104，但是传递到客户机设备104的内容可以经配置为服务器的客户机设备104分配给大量客户机设备104。
客户机设备104是这样的设备，它请求同服务器设备连接并从其接收内容。客户机设备104可以是计算设备，例如个人计算机(PC)、个人数字助理((PDA)、移动电话以及其他有线无线设备。内容可以是流媒体音乐和/或视频。此外，内容可以是公共发布，包括紧急情况报告、黄色警报、天气预报和恐怖活动。还有，内容可以是如为业务通信分配的信息，例如治安报告。另外，内容可以是用于显示有关客户机应用的图形的数据，包括关于体育盛事和股票市场的信息。
更具体地说，客户机设备104可以配置成直接与服务器102通信(例如104a、104b)或者间接与服务器102通信(例如104c、104n)。直接与服务器102通信的客户机设备104在树结构100中可以具有或不具有与其同时处于通信状态的其他客户机设备104。没有在下面布置(看得见地)其他客户机设备的客户机设备104被认为是叶客户机设备(例如104a、104c和104n)，而在下面布置其他客户机设备的客户机设备104被认为是节客户机设备(例如104b)。另外，树结构100中布置得较高的客户机设备被认为是对布置在母客户机设备下面的子客户机设备(例如104c)的母客户机设备(例如104b)。当利用节客户机设备把从服务器102接收的信息传递到子客户机设备时，可以认为节客户机设备是服务器或中继器客户机设备。
继续参阅图1，示出了两种类型的通信链路，包括(i)如实线表示的数据通信链路106a-106n(统称106)和(ii)如虚线表示的控制通信链路108a-108n(统称108)。应该了解到，数据和控制通信链路106和108可以在网络上配置。在其上可以配置通信链路106和108的网络可以包括因特网、企业内部网、企业外部网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、无线、卫星或任何其他通信网络。在一个实施例中，通信网络是数字通信网络。然而，按照本发明的原理也可以利用另外的通信网络，例如模拟和光学网络。
服务器102和客户机104a及104b之间的数字通信链路可以是如在本专业中所了解的传统通信链路。然而，节客户机设备104b和叶客户机设备104c及104n之间的数字通信链路106c和106n也可以是传统数字通信链路并利用为上游通信分配给节客户机设备104b的通信带宽容量。在一个实施例中，数字通信链路是TCP/IP通信协议。也可以选择地使用其他有状态的协议，包括出自Sun Microsystems公司的JXTATM。该JXTATM为在各种平台上做对等通讯和经过防火墙。通过为对树结构100中的较低客户机设备(例如叶客户机104c)的下游通信重分配上游通信带宽容量，节客户机设备104b下载功能基本不受影响。
控制通信链路108由服务器102来配置，用以响应建立客户机设备104和服务器102之间的连接的请求。然而，控制通信链路108可以是低带宽通信链路并利用其确定客户机设备是否从树结构100断开或变成断开。通过监视控制通信链路108，服务器102可以确定服务其他客户机设备的节客户机设备是否断开。如果节客户机设备从服务器102断开，则在由节客户机设备服务的这些其他客户机设备104可以重配置到具有可利用的上游通信带宽容量的其他客户机设备104以服务现在未链接的客户机设备。控制通信链路108可以是有状态的通信链路，它们包括如本专业中所了解的交接处理，以致如果客户机设备104和服务器102之间出现断开，就可以做出一个主动确定。在一个实施例中，控制通信链路108工作在2KHz并利用传输控制协议(TCP/IP)。应该了解到，也可以利用其他控制协议提供控制通信链路108。
在操作中，最初可以将客户机设备104b配置为叶客户机设备。一个客户机设备可以被分配以高速下游通信链路和较低速上游链路。在一个实施例中，上游通信链路具有128千波特(K波特)的带宽。当附加客户机设备从服务器102请求内容时，可以配置请求客户机设备具有为有多余上游通信带宽容量的叶或节客户机设备所共有的通信链路。例如，可以划分客户机设备104b的128K波特上游通信带宽链路具有两个24K波特通信带宽链路，使两个客户机设备(例如104c和104n)能与其同时处于通信状态。如本专业中所了解到的，24K波特通信带宽链路对于比较低速度内容，例如可以要求或可以不要求实时通信的音乐或其他数据的通信可以是足够的。应该了解到，可以从可利用的客户机设备104的上游通信带宽容量重分配较高或较低通信链路，如所要求的和/或可适合的。
如图1上进一步表示的，内容可以通过数据包110a-110b(统称110)从服务器102传递到客户机设备。由客户机设备104b接收的内容可以储存在缓冲器中并用数据包110传递到其他客户机设备104c和104n。如果内容被加密，可以按加密的缓冲和类似地重传递。
图2说明更详细的包括服务器102和客户机设备104b及104n(图1)的示范性树结构200。服务器102包括与存储器206通信的处理器204、输入/输出(I/O)设备208和存储单元210。存储单元210可以包括一个或几个信息存储器212a-212n(统称212)。在一个实施例中，信息存储器212是数据库。处理器204可以执行软件214，其用于管理储存在存储器212中的数据和/或内容并用于配置和管理以一种树结构方式配置的客户机设备。为管理树结构，在存储器212中可以储存一个表或其他类型的存储器，如表I中所示。
表I
Figure A20068000503500091
如表I所示，该表参照图1的树结构中的设备，具有唯一ID 102的设备起服务具有唯一ID 104a和104b的客户机设备的服务器102的作用。具有唯一ID 104a和IP地址1.180.14.102的客户机设备104a具有可利用的上游通信带宽容量，但不服务任何客户机设备。具有唯一ID 104b的客户机设备104b具有可利用的上游通信带宽容量，也就是重分配该容量服务具有唯一ID 104c和104n的客户机设备。两个具有唯一ID 104c和104n的客户机设备都具有上游通信带宽容量，但都不服务任何客户机设备。用于管理树结构的其他相关信息可以储存在该表中。
继续参阅图2，可以按一种树结构配置客户机设备104b和104n接收和分配来自服务器102的内容。客户机设备104b和104n可以包括与服务器102类似的或相同的部件，这些部件包括与存储器220通信的处理器218、I/O单元222和存储单元224。处理器218可以执行软件226，该软件226使I/O单元222沿控制通信链路108b和数据通信链路106b传递数据。另外，可以利用软件226操作客户软件应用，以便在监视器232上显示从服务器102接收的内容和/或经扬声器(未示出)播放。例如，软件226可以是一个应用程序，例如音乐播放器，用JAVA编程语言编程，是独立平台和从服务器的内容接收器，例如流媒体音乐。另外，软件220可以为重传输内容到树中较低的客户机设备(例如客户机设备216n)。软件226可以用来缓冲存储器里工作的缓冲器234中的内容和重广播经数据通信链路106n缓冲的内容。
如所示，客户机设备104b和104n中的每一个都分别保持控制通信链路108b和108n，使得由服务器102上的处理器204执行的软件214可以监视和确定何时客户机设备216从服务器102和树结构断开。例如，当作为节客户机设备的客户机设备104b经客户机设备104n服务内容断开时，软件214可以把客户机设备104n重配置到(i)另一个具有可利用上游带宽容量的客户机设备或(ii)直接到服务器102。可以利用控制通信链路108b的有状态协议，使得在响应状态查询时没接收到对某一状态查询响应的时候，服务器102可以确定何时客户机设备104b成为是断开的。在一个实施例中，服务器102为通过如音乐和/或视频这样的数据包110流媒体内容而工作。当客户机设备216中的每一个都请求分配内容时，在通信链路106b和106n上流内容。在服务器102和客户机设备104b之间，内容在下游链路通信链路106b上传递，并且，在客户机设备104b和104n之间，内容在自客户机设备104b的观察点的上游通信链路104n上传递，该通信链路是自客户机设备104n的观察点的下游通信链路。在由节客户机设备104b的处理器218执行的软件226可以缓冲存储器220的缓冲器234中的成压缩和/或加密状态的内容。例如，当该内容传递到客户机设备104b时，在存储器220中可以缓冲60秒的内容，使得如果控制通信链路106b被服务，服务器102有足以把客户机设备104n重配置到另一个节客户机设备的时间，使得没有任何对客户机设备104n的内容服务中断，因此，通过移动缓冲器334中的指向当前在被播放或流出的内容的位置的实时指针，能够同步可以包含时间指示器的内容流。通过利用缓冲器234保持充分的等待时间(例如30秒)，服务中断是基本上被消除的状况。
图3说明用于在树结构中配置客户机设备的示范性过程的流程图。配置过程在步骤302开始。在步骤304，在服务器处从第一客户机设备接收下载内容请求。在步骤306，配置第一客户机设备来作为服务器的一个客户机。在步骤308，在该服务器处可以从第二客户机设备接收下载内容请求。内容可以是由第一客户机设备请求的相同或不同内容。在步骤310，配置第二客户机设备来作为第一客户机设备的一个客户机，由此使第一客户机设备成为第二客户机设备的服务器。过程在步骤312结束。
图4说明用于在树结构中配置客户机设备的更详细过程的流程图。配置过程在步骤402开始。在步骤404，由一个客户机设备接收从一个客户机设备到服务器的连接请求。可以储存该客户机设备的因特网协议(IP)地址和唯一标识符。在步骤408做判定，该连接请求是否是第一连接请求。如果该连接请求是第一连接请求，则在步骤410配置该客户机设备直接与服务器通信。然而，如果该连接请求不是对服务器的第一连接请求，则在步骤412做判定，是否有当前连接的或与该服务器通信的客户机设备的可利用上游通信带宽容量。具有可利用上游通信带宽容量的客户机设备可以位于从服务器接受通信的客户机设备的树结构上的任何地方。如果没有树结构中的客户机设备的任何可利用上游通信带宽容量，则配置该客户机设备直接与服务器通信。然而，如果判定有一个具有可利用上游通信带宽容量的可利用客户机设备，则在步骤414把该客户机设备配置到另一个具有可利用上游通信带宽容量的客户机设备。过程在步骤416结束。
图5说明用于沿客户机设备的树结构分配内容的示范性过程的流程图。内容分配过程在步骤502开始。在步骤504，在服务操作客户机应用程序的其他客户机的节客户机设备处接收加密内容。在步骤506，除了解密和播放和/或显示内容外，还可以由客户机应用程序缓冲加密内容。缓冲可以在节客户机设备的RAM的一部分里进行。通过缓冲加密内容，可以加等待时间以提供足够的节客户机设备被替换的时间，只要节客户机设备和服务器之间的通信链路成为被服务的。在步骤508，利用节客户机设备的上游通信带宽容量，加密内容可以从节客户机设备传递到其他客户机设备。在一个实施例中，解密内容不能够由工作在节客户机设备上的客户机应用程序转发。过程在步骤510结束。
图6说明一个示范性过程的流程图。该过程用于，如果节客户机设备断开，无内容中断地继续服务客户机，则重配置一个树。如果客户机设备关掉，通信电缆断开，客户机应用程序关掉，或者采取其他断开动作，断开可能发生。过程在步骤602开始。在步骤604，检测客户机设备断开。在步骤606做判定，断开的客户机设备是否服务其他客户机设备。如果否，则在步骤608更新网络配置表。然而，如果断开的客户机设备在服务其他客户机设备，则做判定，其他客户机设备是否具有可利用的上游通信带宽容量。如果否，则在步骤612配置由断开的设备服务的其他客户机设备以便具有直接到该服务器的通信链路。然而，如果其他客户机设备具有可利用的上游通信带宽容量，则配置这些在由断开的客户机设备服务的客户机设备以便具有到一个或多个具有可利用的上游通信带宽容量的客户机设备的通信链路。在步骤608更新网络配置表，以表示树结构中的客户机设备新的配置。过程在步骤616结束。
能够在广泛的应用上改进和改变在申请书中所描述的创新概念。因此，专利内容的范围不应该受限于讨论的具体的示范性教讲授中的任何一个，而是由接着的权利要求书来规定。

Claims (31)

1.一种用于分配内容的系统，包括：
一个服务器，为经网络分配内容而可工作的；
第一客户机设备，在网络上通过第一数据通信链路和第一控制通信链路上与所述的服务器通信；以及
第二客户机设备，在网络上通过第二控制通信链路上与所述的服务器通讯和在网络上通过第二数据通信链路上与所述的第一客户机设备通信。
2.按照权利要求1的系统，其中第一数据通信链路具有预定的上游和下游带宽容量。
3.按照权利要求2的系统，其中，通过利用所述的第一客户机设备上游通信带宽容量的一部分配置第二数据通信链路。
4.按照权利要求1的系统，其中控制通信链路利用有状态的协议。
5.按照权利要求4的系统，其中有状态的协议是传输控制协议(TCP)。
6.按照权利要求1的系统，还包括由所述的服务器执行，并为保持与所述的服务器通信的客户机设备和有关通信链路的可利用上游通信带宽容量的表而被配置的软件。
7.按照权利要求6的系统，其中所述的软件还监视所说的第一客户机设备是否丢失来自所述的服务器经第一控制链路的连接，如果该连接丢失，把所述的第二客户机设备连接到另一个客户机以便接收正在从所述的服务器传递的内容。
8.按照权利要求1的系统，还包括由所述的服务器执行的为加密用于传递到所述的第一客户机设备的内容而可工作的软件。
9.按照权利要求8的系统，还包括由所述的第一客户机设备执行的为接收和传递加密的内容到所述的第二客户机设备的工作的软件。
10.按照权利要求9的系统，其中所述的软件还可用于在传递到所述的第二客户机设备之前缓冲加密的内容。
11.按照权利要求1的系统，其中所述的第一和第二客户机设备是个人计算机。
12.按照权利要求1的系统，其中网络是因特网。
13.按照权利要求1的系统，其中内容是音乐。
14.按照权利要求1的系统，其中内容包括与公共发布有关的信息。
15.按照权利要求14的系统，其中内容包括与紧急情况有关的信息。
16.按照权利要求15的系统，其中内容包括与恐怖活动有关的信息。
17.一种用于配置网络的方法，所述的方法包括：
响应由第一客户机设备对服务器的请求，配置第一客户机设备作为服务器的客户机，以从服务器下载内容；以及
响应由第二客户机设备对服务器的请求，配置第二客户机设备作为第一客户机设备的客户机，以从服务器下载内容。
18.按照权利要求17的方法，其中，所述的第二客户机设备作为第一客户机设备的客户机来配置包括在建立第一和第二客户机设备之间的通信链路条件下利用对第一客户机设备可利用的上游通信带宽容量的一部分。
19.按照权利要求17的方法，还包括建立服务器和第二客户机设备之间的控制通信链路。
20.按照权利要求19的方法，其中所述的控制通信链路的建立包括建立有状态的通信链路。
21.按照权利要求17的方法，还包括由第二客户机设备传递经第一客户机设备向服务器请求的内容。
22.按照权利要求21的方法，还包括在服务器加密内容。
23.按照权利要求22的方法，还包括在第二客户机设备解密内容。
24.按照权利要求21的方法，还包括在第一客户机设备缓冲加密的内容。
25.按照权利要求24的方法，还包括监视第一客户机设备是否丢失与服务器的连接，如果该连接丢失，把第二客户机设备连接到另一个客户机来接收正从从服务器传递的内容。
26.按照权利要求17的方法，还包括利用分配给第一客户机设备的上游通信带宽容量把由第二客户机设备从第一客户机设备请求的内容传递到第二客户机设备。
27.按照权利要求17的方法，还包括从服务器传递内容，其中内容包括音乐。
28.按照权利要求17的方法，还包括传递来自服务器的内容，其中内容包括公共发布。
29.按照权利要求28的方法，还包括来自服务器的内容，其中内容包括有关恐怖活动的信息。
30.一种用于配置网络的系统，所述的系统包括：
用于响应由第一客户机设备对服务器的请求，配置第一客户机设备作为服务器的客户机，以从服务器下载内容的装置；以及
用于响应由第二客户机设备对服务器的请求，配置第二客户机设备作为第一客户机设备的客户机，从服务器下载内容的装置。
31.按照权利要求30的系统，还包括用于建立服务器和第二客户机设备之间的控制通信链路的装置。
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