CN101637007A - 分层结簇的p2p流系统 - Google Patents

Abstract

包括被分组为簇和层级的对等者的HCPS(分层结簇的P2P流系统)。HCPS积极地在簇之间平衡上载能力，并在每个簇中执行最优调度算法，以保证最优地利用系统资源。HCPS包括可被用于实际应用的、并仍然可实现接近理论上限的流速率的架构。

Description

分层结簇的P2P流系统

要求优先权声明

本申请要求在2007年3月20日提交的、标题为“分层结簇的P2P流系统”的美国临时专利申请第60/919,035号的权益，在此通过引用将其并入。

技术领域

本发明涉及用于从诸如数字电子消费设备和/或计算机之类的技术设备创建网络的方法。

背景技术

在计算机技术中，建立用于交换数据和共享硬件资源的连接设备的网络是众所周知的。分离的设备一般被称作节点。当前，节点通常为计算机，但可以是其他技术设备，诸如机顶盒、蜂窝电话、移动电子设备等。节点之间的互联主要是电连接的、光连接的或无线电连接。可以将网络分类为基于客户机-服务器或对等的(P2P)架构(architecture)。在基于P2P的网络中，节点也被称作对等者(peer)。尽管在客户机-服务器架构中每个节点被定义为客户机或服务器，但在P2P网络中没有这样的区分。替代的是，对等者包括服务器和客户机功能的这两者。P2P技术使得每个节点能够向网络中的任何其他节点提供服务或资源，或使用由网络中的任何其他节点所提供的服务或资源。

P2P网络通常不限于任何特殊的应用或根本的(underlying)网络拓扑，而是可以被理解为节点或对等者的集合，所述节点或对等者取决于特定的协议的某个集合。对等者直接与其他对等者通信使得不需要中央网络组织(organization)是P2P网络的特点。大多数P2P网络支持对等者可以在任何时间与网络连接或从网络断开。

对于以下基本的网络组织需要上述的P2P协议：诸如，例如发现其他连接的对等者、向其他对等者提供自身的服务或资源(广告(advertising))、理解其他对等者的广告消息、或分配连接容量来建立与其他对等者的某种连接。此外，存在使一组对等者能够协作并从而形成对等者组(peer group)的协议。这样的对等者组通常用于在对等者组内提供共同的服务的集合。然而，没有一般地限定对等者组的用途。属于对等者组的对等者通常能够访问相同的组内的所有其他的连接的对等者，并且能够被相同的组内的所有其他的连接的对等者所访问。此外，每个对等者可以是另外的对等者组的成员。为了向对等者组添加对等者，或从对等者组移除对等者，总是需要用户执行某种管理活动。

用于P2P流系统的随机流体理论(R.Kumar，Y.Liu and K.Ross，inProceeding of IEEE INFOCOM，2007)教导了P2P流系统中的最大视频流速率由视频源服务器的容量(capacity)、系统中对等者的数目和所有对等者的总计(aggregate)上载容量确定。还提出了理想调度(perfect scheduling)算法以实现最大流速率。在这样的调度算法中，每个对等者将直接从服务器获得的视频内容上载至系统中的所有其他对等者。为了在所有对等者上保证100％的上载容量利用率，不同的对等者从服务器下载不同的内容，且对等者从服务器下载内容的速率与其上载容量成比例。

理想调度算法实现了系统允许的最大流速率。假定系统中有n个对等者，且对等者i的上载容量为u_i，i＝1，2，...，n。在系统中存在具有上载容量u_s的一个源。由r^max表示的系统允许的最大流速率为：

$r^{\max }=\min \{u_s,\frac{u_s+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_i}{n}\}---\left(1\right)$

的值为每个对等者的平均上载容量。图1图示了根据现有技术的示范系统100，其展示了怎样利用理想调度算法在三个异类(heterogeneous)节点之间调度数据的不同部分。在系统中描绘了三个对等者120、130、140。假定服务器110具有容量6，而a 130、b 140和c 120的上载容量分别为2、4和6，并且所有对等者具有足够的下载容量，则系统中可以支持的最大视频速率为6。为了实现该速率，服务器将视频数据分为6个部分151、152、153，a 130负责上载视频数据中的1个部分，而b 140和c 120负责上载每个视频数据中的2个部分和3个部分。以此方式，所有对等者130、140、120可以以最大速率6来下载视频。为了实施这样的理想调度算法，每个对等者需要维持连接并与系统中的所有其他对等者交换视频内容。另外，服务器需要将视频流分割为具有不同速率的多个子流，一个子流用于每个对等者。真实的P2P流系统可以很容易地具有几千个对等者。利用当前的操作系统，常规的对等者维持几千个并发的(concurrent)连接是不现实的。服务器实时地将视频流分为几千个子流也是有挑战性的。因而期望存在可以实现接近理论上限(upper bound)的流速率的P2P流系统、并且该方案相当实用以在实际中使用。

发明内容

根据本发明的一方面，公开了用于在节点的网络中广播数据的装置和方法。该数据可以包括视频信号、音频信号、音频和视频信号的这两者、以及诸如文本、辅助数据或编码信息之类的数据形式。根据示范实施例，用于广播信号的方法包括以下步骤：从多个对等者接收对所述信号的多个请求，确定请求数据的对等者的数目，将所述多个对等者组织为多个对等者子集，将所述信号划分为与对等者子集的数目相等的所述信号的多个部分，将每个对等者子集内的单个对等者指定为所述对等者子集的簇首(cluster head)，以及向每个对等者子集中的所述簇首传送所述信号的部分。

根据本发明的另一方面，用于广播信号的方法进一步包括步骤：使得每个簇首能够向所述其他簇首中的每一个传送它们各种所接收的信号部分，以使每个簇首从每个其他簇首中接收信号的每个部分，从而使得每个簇首能够生成表示该信号的重新组合(recombined)的信号。

根据本发明的另一方面，该装置包括：接口，用于从多个节点接收对数据的请求；处理器，用于确定请求数据的节点的数目、将所述多个节点组织为多个节点子集、将数据划分为与节点子集的数目相等的多个部分；以及传送器，用于向每个节点子集的簇首发送数据的部分。

附图说明

图1图示了根据现有技术的示范系统(100)，其描绘了使用理想调度算法的P2P架构；

图2图示了根据本发明的分层结簇(hierarchically clustered)的P2P流系统；

图3图示了根据本发明的用于教导处理新的对等者加入的方法的示范实施例；

图4图示了根据本发明的用于教导处理对等者离开的方法的示范实施例；

图5图示了根据本发明的簇重新平衡(re-balancing)的第一阶段的示范实施例；

图6图示了根据本发明的重新平衡的第二阶段的示范实施例；

图7图示了根据本发明的簇合并(mere)处理的示范实施例；

图8图示了根据本发明的簇分割(spilt)处理的示范实施例；

图9图示了根据本发明的引导(bootstrap)节点的架构的示范实施例；

图10图示了根据本发明的HCPS系统的垂直扩展的示范实施例。

具体实施方式

除本发明构思之外，图中示出的元件是众所周知的，并且将不进行详细描述。此外，假定熟悉了电视广播和接收机，也不在这里详细描述。分层结簇的P2P流方案(HCPS)专注于(address)理想调度算法所面对的可缩放性(scalability)问题。HCPS将对等者分组为簇(cluster)，而不是形成单个的大网格(mesh)。簇中的对等者的数目相对地小，以使理想调度算法可以成功地应用于簇的层(level)。对等者可以是设备、蜂窝电话、电视信号处理设备、射频接收机、计算机、瘦客户机(thin client)、机顶盒、调制解调器、远程设备、桥接设备等以网络结构布置(arrange)的设备。簇中的一个对等者被选择为簇首(cluster head)，并作为该簇的源而操作。簇首通过在系统层级(hierarchy)中加入上层(upper level)簇来接收流内容。簇首可以是根据由系统设计者确定的任何准则选择的簇中的任何对等者。簇首可以是设备、蜂窝电话、电视信号处理设备、射频接收机、计算机、瘦客户机、机顶盒、调制解调器、远程设备、桥接设备等设备。

转向图2，呈现了根据本发明的提出的系统200的简单例子的示范实施例。在图2的系统中，对等者a1至a3、b1至b3被组织为两层层级L2、L3。在基础层(base level)L3，对等者被分组为小尺寸的对等者子集，或簇240、250、260。在簇内，对等者完全地连接。具有最大上载容量的对等者a1、b1、c1被选择为簇首。在顶层L2，所有簇首和视频服务器形成两个簇220、230。视频服务器210使用理想调度算法在顶层(top level)L2将内容分配至所有簇首a1、b1、c1。在基础层L3，每个簇首a1、b1、c1在其簇中作为视频服务器，并再次使用理想调度算法来向相同簇中的其他对等者分配所下载的视频。每个一般对等者上的连接数目由其簇尺寸来限定。另外，簇首a1、b1、c1维持上层簇L2中的连接。

在示范实施例中假定簇的尺寸由N_max来限定，并且源可以支持多至N_s个顶层簇(top layer cluster)。如图2所示，两层HCPS系统可以容纳多至N_s(N_max)²个对等者。假定N_s＝10且N_max＝20，则HCPS可以支持多至4000个对等者。对等者需要维持的连接的最大数目对于簇首来说是40，对于一般对等者来说是20，这是非常易于管理(manageable)的。可以通过向层级添加更多的层(垂直扩展)来容纳更多的对等者。

在设计根据本发明的系统时，期望将对等者结簇(cluster)以使可以最大化可支持的流速率。使用理想调度算法利用完全连接的网格来实现对于给定的对等者集合(set)和源的最大流速率r_max。HCPS中构建的网格不是完全连接的，其可能减小最大可支持流速率。期望存在允许HCPS支持接近r_max的流速率的对等者结簇的策略。试探性的(heuristic)对等者结簇策略允许HCPS具有好的可支持流速率。

为了将给定的HCPS网格拓扑所期望的可支持流速率用公式表示为最优化问题，假定HCPS网格中有C个簇、N个对等者和一个源。簇c具有Vc个对等者，c＝1，2，...，C。用u_i来表示对等者i的上载容量。对等者可以作为一般对等者、或作为上层簇中的簇首和基础层簇中的一般对等者，来参与HCPS网格。用u_ic来表示作为一般对等者的对等者i向簇c贡献的上载容量的量，并用h_ic来表示作为簇首的对等者i向簇c贡献的上载容量的量。进一步用u_s来表示源的上载容量，并用u_c ^s来表示用于上层簇c的源的容量的量。如果r_c ^max表示使用理想调度算法的簇c的最大流速率，则给定的基于簇的HCPS网格的最大可支持流速率r^HCPS可以用公式表示为下面的最优化问题：

$r^{\mathrm{HCPS}}=\underset{\{u_{\mathrm{ic}},h_{\mathrm{ic}},u_c^s\}}{\max }\left\{\min \right[r_c^{\max }|c=\mathrm{1,2},...,C]\}---\left(2\right)$

受约束于：

$r_c^{\max }=\min \{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(u_{\mathrm{ic}}+h_{\mathrm{ic}})}{V_c},\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{\mathrm{ic}}+u_c^s\}---\left(3\right)$

$\underset{c=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{\mathrm{ic}}+h_{\mathrm{ic}}\≤u_i---\left(4\right)$

$\underset{c=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{u}_c^s\≤u^s---\left(5\right)$

其中方程(3)对于所有c(c＝1，2，...，C)成立，而方程(4)对于所有i(i＝1，2，...，N)成立。如果对等者i不在簇c中，则u_ic＝0；如果对等者i不是簇c的簇首，则h_ic＝0。

对于给定的网格拓扑的最大可支持流速率为可以由所有簇支持的流速率。因为簇首参与上层簇和下层簇的这两者，并且源的上载容量被几个顶层簇使用，所以可以通过调整簇的上载容量和源的上载容量的分配来将HCPS的可支持流速率最大化(方程2)。方程(3)中的第一项表示每个对等者的平均上载容量，而第二项表示簇首的上载容量(簇首可以是源或对等者)。因为在簇c处的流速率的最大值r_c ^max由理想调度算法支配(govern)，所以这引入了方程(3)。进一步地，为上层簇和下层簇分配的簇首的带宽的量必须不超过其总上载容量(方程4)。最后，对于源来说，用于所有簇的总的分配的上载容量必须不超过源的总上载容量(方程5)。

期望在HCPS网格拓扑中支持接近最优速率r_max的流速率。假定存在具有一个源节点的400个对等者，簇尺寸为20，并且为簇首将对等者分组为20个基础层簇和一个顶层簇。根据在方程(2)中以公式表示的最优化问题来计算HCPS的最大可支持流速率。

根据方程(2)，最大可支持流速率r_HCPS选取所有簇中的最小簇流速率。该簇流速率(方程3)为簇平均上载容量和簇首速率中的最小值。应当以相似的平均上载容量将对等者划分为簇，以避免浪费资源。应当将每个对等者的各个簇的平均上载容量的差异最小化。簇首的上载容量应当尽可能大。为基础层容量所分配的簇首的容量必须大于平均上载容量，以避免成为瓶颈。进一步地，簇首还加入顶层簇。理想地，簇首速率应当大于或等于2r_HCPS。

期望应当用相对小的数目根据以上来限定簇中的对等者的数目。簇中的对等者的数目确定对等者的输出度(out-degree)，大尺寸的簇阻止簇恰当地执行最优调度的使用。

由于对等者的动态性，即对等者始终加入和离开系统，应当动态地调整HCPS网格以具有一致的高的可支持的流速率。HCPS系统具有引导(bootstrap)节点，该引导节点具有整个网络的知识：系统中的对等者、它们的上载容量、网格拓扑(簇的成员关系(membership)及其簇首)等。引导节点也运行优化器(optimizer)以解决方程(2)公式表示的最优化问题。同时，簇首管理它所属的簇。它的责任包括：(i)基于成员对等者的上载容量和作为簇首分配的上载容量的量来局部地执行理想调度算法；(ii)处理局部的对等者的离开和崩溃(crash)；(iii)处理来自引导节点的指令，该指令包括新的对等者加入簇、簇合并、簇分割和簇首的改变；(iv)维持与引导节点的通信，周期性地向引导节点更新关于簇成员关系的信息。

图3至图5分别描述了新的对等者加入、对等者离开和簇重新平衡操作的处理。

转向图3，示出了用于教导处理新的对等者加入的方法的示范实施例300。新到达者首先联系引导节点(305)。基于对等者的上载容量u和当前的可支持流速率r^HCPS来将对等者分类(310)。如果u≥r^HCPS+δ，则该对等者被分类为HPeer(具有大的上载容量)；如果r^HCPS-δ＜u＜r^HCPS+δ，则该对等者被分类为MPeer(具有中等上载容量)；否则该对等者被分类为LPeer(具有小的上载容量)。其对等者的数目不大于Nmax的所有簇适合(eligible)接受新的对等者，其中Nmax为簇允许的节点的最大数目。

如果新的对等者的上载容量u比一些适合的簇首的上载容量大一容限(margin)(315)，则该对等者被指派(assign)至具有最小簇首上载容量的簇。新的对等者将替换原有簇首，而原有簇首变为一般对等者并留在簇中(320)。

引导节点将新的对等者重新指向(redirect)至簇首，并通知簇首该新的对等者将替换它。簇首将成员关系信息转移至该新的对等者，并将其自身从上层簇中取消注册(un-register)。原有簇首从此变成一般对等者。该新的对等者通过将其自身注册到上层簇来担任簇首的角色，并向簇中的对等者通知新的簇首在何处。新的簇首执行理想调度算法并运行簇。注意该容限的值典型地为配置参数。因为簇首改变的开销(overhead)很重，所以该容限典型地被设置为相对大的值。

如果新的对等者不替换任何簇首，则根据u的值和簇中的平均上载容量将其指派至某簇。在对等者之间簇的指派的示范实施例中，如果对等者为HPeer(325)，则将对等者指派至具有最小的平均上载容量的簇(330)；如果对等者为MPeer(335)，则将对等者指派至具有最小的对等者数目的簇(340)；如果对等者为LPeer(345)，则将对等者指派至具有最大的平均上载容量的簇(330)。该分配将平衡簇之间的上载资源。将新的对等者重新指向至对应的簇首，并且引导节点请求该簇首接纳(admit)新的对等者。该簇首接受新的对等者，并通知该簇中的其他对等者。在新的对等者和其他对等者之间建立连接，并且簇首通过应用理想调度来调整传送速率。在所有簇是满的(full)并且不能接受新的对等者的情况中，引导节点随机选择一个簇并将其分割为两个簇。

转向图4，示出了用于教导处理对等者离开的方法的示范实施例(400)。在对等者决定离开时(405)，如果对等者为一般对等者(407)，则它向簇首通知其离开(415)。簇首从其簇成员列表上去掉(take off)该对等者，并向其他对等者通知该对等者的离开(450)。然后，簇首基于理想调度重新计算向其他对等者的发送速率。簇首还向引导节点通知该对等者的离开(460)。

在离开的对等者为簇首(407)的情况中，该对等者向引导节点通知其离开(410)。引导节点从该簇中的现存对等者中选择一个对等者作为新的簇首(420)。然后，引导节点向所选择的节点通知该节点将是簇首(430)。然后，新的簇首接管簇首的功能。然后，新的簇首从其簇成员列表中去掉旧的簇首，并向其他对等者通知该簇首的离开(450)。然后新的簇首基于理想调度重新计算向其他对等者的发送速率。簇首还向引导节点通知该对等者的离开(460)。

如果对等者崩溃，则对于一般对等者来说处理是相同的。簇首注意到对等者的崩溃，并以与一般的离开相同的方式处理它。如果簇首崩溃，则该簇中的一对等者可以通知引导节点。引导节点选择具有最大上载容量的对等者作为新的簇首。引导节点表现如同簇首，并使所选择的对等者替代其自身变为新的簇首。

作为对等者动态性的结果，簇可能在簇中的对等者的数目和资源量的方面失去平衡。转向图5，示出了簇的重新平衡的第一阶段。在HCPS中，引导节点周期性地尝试使簇重新平衡。在时段(epoch)的末尾，引导节点首先尝试平衡簇的尺寸。将簇按簇的尺寸的降序(descending)进行排序(sort)(510)。如果具有最大对等者数目的簇和具有最小对等者数目的簇(520)之间的差距(gap)大于阈值＝max{αN^max，βN}，其中N为平均簇尺寸(530)，则这两个簇将被合并然后被分割为两个平衡的簇(540)。下面分别描述合并和分割操作。上面的处理持续，直至没有簇违反该条件(550)。然后该处理开始如图6中进一步描绘的重新平衡的第二阶段(560)。

现在转向图6，示出了重新平衡的第二阶段(600)。在簇的重新平衡的第二阶段中，引导节点尝试使资源平衡。按每个对等者平均上载容量的降序对簇进行排序(610)。如果具有最高上载容量的簇和具有最低上载容量的簇(620)的平均上载容量之差大于阈值θu，其中u为系统平均上载容量(630)，则这两个簇将被合并然后被分割为两个平衡的簇(640)。

现在转向图7，示出了簇的合并处理(700)。引导节点向两个簇首通知合并的确定，并指示哪个簇将被合并(710)。被合并的簇首将其自身从上层簇中取消注册(720)，并将成员列表发送至新的簇首(730)。新的簇首向新的簇中的所有对等者通知该成员列表(740)。在对等者之间建立连接。新的簇首还使用理想调度来重新计算发送速率。新的簇首在扩大的簇内执行理想调度(750)。

现在转向图8，示出了簇的分割处理(800)。簇分割的目的是将对等者划分为具有大约相似数目的对等者和每个对等者相似的平均上载容量的两个簇。引导节点管理整个处理。簇首按上载容量的降序将对等者排序(810)。具有最大上载容量的对等者变为正在形成(emerge)的新簇的簇首(820)。在下一轮(round)中，将在所排序的列表的顶部的两个对等者从列表中取出(830)。将具有较大上载容量的对等者指派至具有较小总计上载容量的簇(835)，并将具有较小上载容量的对等者指派至具有较大总计上载容量的簇。该处理持续，直至指派了所有对等者(825)。如果在最后一轮中只有一个对等者，则将该对等者指派至具有更多总计上载容量的簇(845)。

一旦决定了簇成员关系，则新的簇首创建新的簇(850)。它将其自身注册到上层簇，然后向所有对等者广播成员列表(855)。该簇首使用理想调度来计算向每个对等者的发送速率(860)。原有簇首也向簇中剩余的对等者通知该新的成员列表，并计算新的发送速率。

动态对等者管理使得HCPS能够具有平衡成员簇的自适应能力以便实现高的流速率，这使得与其他P2P流系统相比，HCPS是所期望的。例如假定一个节点i需要花费ts的传送延迟以将一个指定的数据段递送至其他对等者，则通过理想调度算法，顶层中的最后的对等者接收数据块(chunk)将等待tp+Nmax*ts的时间，其中tp为从服务器到节点i的传播延迟。给定所设计的小数目Nmax和传统的传播和传送延迟，一个簇中的延迟可以非常小。对于两层HCPS系统，因为基础层中的一般对等者从簇首获取数据的处理与簇首从服务器获取数据的处理相似，所以数据块将遇到至多两个以上这样的处理以抵达系统的所有节点。

现在转向图9，示出了引导节点的架构(900)。引导节点具有三个关键(key)组件(910至930)。通信接口组件负责处理对等者与引导节点之间的输入(incoming)/输出(outgoing)信令(signaling)。协调组件执行关键算法。这些算法包括基于前面的描述的簇重新平衡算法、对等者的加入、对等者的离开、对等者的合并、对等者的分割等。它使用存储在组件3(930)中的对等者相关信息和簇相关信息。它还可以基于输入信令信息来更新组件3(930)。组件3(930)为跟踪对等者相关信息和簇相关信息的数据库。该信息包括但不限于对等者IP地址、对等者上载容量、对等者是否是簇首、对等者加入哪个簇等等。

对等者节点的架构(未示出)与引导节点的架构相似。对等者也具有三个组件。通信接口组件负责处理与其他对等者和引导节点的通信信令。协调组件执行关键算法。如果对等者为簇首，则它执行理想调度算法，并处理成员对等者的到达、离开/崩溃、与其他簇的簇的合并和簇的分割等等。如果对等者为一般对等者，则它与簇首和引导节点联系以更新其信息。它还从簇首和引导节点接收指令以替换其他簇首。簇相关信息数据库存储属于相同簇的对等者的信息。

转向图10，示出了HCPS系统的垂直扩展(expansion)的示范实施例1000。与其他信号层P2P流系统相比，HCPS能够利用两层结构来支持更多数目的对等者。垂直展开的系统包括第一视频服务器1010和用于第二层簇1051至1056的第一资源层1020、1030。可以通过添加附加层来进一步增加对等者的数目，这在下文中被称为垂直扩展。第二层簇(1051至1056)中的对等者可以作为服务器来驱动另外的两层HCPS系统。当然，作为领导(head)下面两层簇(1040、1050)的对等者需要具有足够的上载容量以在当前簇中贡献(contribute)、以及作为低层簇(1057至1062)的源而贡献。利用垂直扩展，随着系统的层增加，对等者的数目成指数地增加。

Claims (20)

1.一种用于处理信号的方法，其包括以下步骤：

从多个设备接收对所述信号的多个请求；

将所述多个设备组织为多个设备子集；

将所述信号划分为与设备子集的数目相等的所述信号的多个部分；

将每个设备子集内的单个设备指定为所述设备子集的簇首；以及

向每个设备子集内的所述簇首提供所述信号的部分。

2.根据权利要求1所述的广播信号的方法，其进一步包括步骤：

向每个设备子集内的每个所述簇首分配数据，所述数据指示设备子集内的其他设备。

3.根据权利要求1所述的广播信号的方法，其进一步包括步骤：

使得每个簇首能够向每个所述其他簇首提供它们各自所接收的信号的部分，以使每个簇首从每个其他簇首接收信号的每个部分，从而使得每个簇首能够生成表示该信号的重新组合的信号。

4.根据权利要求3所述的广播信号的方法，其进一步包括步骤：

使得设备子集内的每个簇首能够将该信号的重新组合的信号表示划分为多个部分，并能够向设备子集内的每个其他设备提供这些部分中的一个。

5.根据权利要求4所述的广播信号的方法，其进一步包括步骤：

使得设备子集内的每个其他设备能够向设备子集内的每个所述其他设备提供它们各自接收的该信号的重新组合的表示的部分，以使设备子集内的每个其他设备从设备子集内的每个其他设备接收该信号的重新组合的表示的每个部分，从而使得设备子集内的每个其他设备能够生成表示重新组合的信号的数据集，其中所述重新组合的信号表示所述信号。

6.根据权利要求1所述的广播信号的方法，其进一步包括步骤：

接收向所述多个设备添加附加设备的请求；

响应所述附加设备的上载容量将所述附加设备分类；

响应所述多个设备子集的一个设备子集的平均上载容量，将所述附加设备指派至所述多个设备子集内的所述一个设备子集。

7.根据权利要求1所述的广播信号的方法，进一步包括步骤：

接收从所述多个设备中移除离开的设备的请求；

确定所述离开的设备是否是设备子集内的簇首。

从所述设备子集内移除所述设备；以及

响应作为簇首的所述离开的设备来指定所述设备子集的另一设备；

8.根据权利要求1所述的广播信号的方法，其进一步包括步骤：

响应每个设备子集内的设备的数目将设备子集排序；

将具有最大数目设备的设备子集与具有最小数目设备的设备子集组合为组合的设备子集；

将所述组合的设备子集划分为两个平衡的设备子集，其中每个平衡的设备子集比另一平衡的设备子集多具有不多于一个的设备。

9.根据权利要求1所述的广播信号的方法，其进一步包括步骤：

响应每个设备子集的平均上载容量将设备子集排序；

将具有最大的平均上载容量的设备子集与具有最小的上载容量的设备子集组合为组合的设备子集；

将所述组合的设备子集划分为两个平衡的设备子集，其中每个平衡的设备子集具有相似的平均上载容量。

10.一种装置，其包括：

第一接口，用于从多个设备接收对数据的请求；

处理器，用于将所述多个设备组织为多个设备子集、用于将该数据划分为与设备子集的数目相等的多个部分；以及

第二接口，用于向每个设备子集的簇首发送该数据的部分。

11.根据权利要求10所述的装置，所述处理器进一步操作以响应所指定的设备的上载容量，将所述多个设备子集的每个子集中的所述多个设备中的一个设备指定为簇首。

12.根据权利要求10所述的装置，所述处理器进一步操作以向每个设备子集内的每个所述簇首分配数据，所述数据指示设备子集内的其他设备。

13.根据权利要求10所述的装置，所述处理器进一步操作以使得每个簇首能够向每个所述其他簇首提供它们各自所接收的信号部分，以使每个簇首从每个其他簇首接收信号的每个部分，从而使得每个簇首能够生成表示该信号的重新组合的信号。

14.根据权利要求13所述的装置，所述处理器进一步操作以使得设备子集内的每个簇首能够将该信号的重新组合的信号表示划分为多个部分，并向设备子集内的每个其他设备提供这些部分中的一个。

15.根据权利要求14所述的装置，所述处理器进一步操作以使得设备子集内的每个其他设备能够向设备子集内的每个所述其他设备提供它们各自接收的该信号的重新组合的表示的部分，以使设备子集内的每个其他设备从设备子集内的每个其他设备接收该信号的重新组合的表示的每个部分，从而使得设备子集内的每个其他设备能够生成表示重新组合的信号的数据集，其中所述重新组合的信号表示该信号。

16.根据权利要求10所述的装置，所述处理器进一步操作以接收向所述多个设备添加附加设备的请求；响应所述附加设备的上载容量将所述附加设备分类；以及响应所述多个设备子集中的一个子集的平均上载容量，将所述附加设备指派至所述多个设备子集中的所述一个子集。

17.根据权利要求10所述的装置，所述处理器进一步操作以接收从所述多个设备中移除离开的设备的请求；确定所述离开的设备是否是设备子集内的簇首；从所述设备子集移除所述设备；以及响应作为簇首的所述离开的设备，指定所述设备子集内的另一设备。

18.根据权利要求10所述的装置，所述处理器进一步操作以响应每个设备子集内的设备的数目来将设备子集排序；将具有最大数目设备的设备子集与具有最小数目设备的设备子集组合为组合的设备子集；将所述组合的设备子集划分为两个平衡的设备子集，其中每个平衡的设备子集比另一平衡的设备子集多具有不多于一个的设备。

19.根据权利要求10所述的装置，所述处理器进一步操作以响应每个设备子集的平均上载容量来将设备子集排序；将具有最大的平均上载容量的设备子集与具有最小的上载容量的设备子集组合为组合的设备子集；将所述组合的设备子集划分为两个平衡的设备子集，其中每个平衡的设备子集具有相似的平均上载容量。

20.一种在网络上分配信号的方法，其包括步骤：

将多个设备组织为第一簇和多个第二簇，其中第一簇中的设备的数目等于第二簇的数目；

将信号划分为与所述第一簇中的设备的数目相等的多个部分；

向所述第一簇中的每个所述设备分配信号的部分以及标识所述多个第二簇中的一个簇的信息，以使：

所述第一簇中的所述多个设备中的每一个设备可以在所述第一簇中的设备之间分配信号的部分，以使所述第一簇中的每个设备可以生成所述信号的第一重新组合的表示；以及

以使所述第一簇中的所述多个设备中的每一个能够将所述信号的第一重新组合的表示划分为与多个第二簇中的一个簇中的设备的数目相等的多个部分，所述第二簇对应于所述标识所述多个第二簇中的一个簇的信息；以及

向所述第二簇中的每个所述设备分配所述信号的所述第一重新组合的表示的部分，以使所述第二簇中的所述多个设备中的每个设备可以在所述第二簇中的设备之间分配所述信号的所述第一重新组合的表示的部分，以使所述第二簇中的每个设备可以生成所述信号的第二重新组合的表示。

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