CN101668037B - 一种p2p网络的调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种P2P网络的调度方法，所述P2P网络包括CT服务器、NP节点、Source服务器，CT服务器用于收集NP节点的用于NP节点调度数据的信息；NP向CT报告的与NP自身相关的信息，CT接收NP发送过来的与NP自身相关的信息，并且根据NP所报告的信息把他们组织成NP small network，然后NP small network中的每个节点根据hash算法向Source服务器请求源数据；NP small network的NP之间就可以根据自己需要的数据向其他的NP请求数据。该技术方案能够提高NP节点对网络带宽的贡献，提高了整个网络的带宽输出，极大的降低了大规模用户并发在线时所造成的拥塞延时问题。

Description

一种P2P网络的调度方法
技术领域
本发明涉及一种P2P网络调度方法，属于流媒体技术领域。
背景技术
流媒体技术大概涉及到三个部分，分别是：采集(包括编码)、传输、播放(包括解码)。要提高流媒体播放的实时性，可以提搞编码压缩率、可以提高传输手段来解决。这里主要讨论如何改变网络传输策略来提高播放的实时性。P2P是常用的流媒体技术，P2P网络平台设计成跟具体应用无关的平台，但也区别于网络库。从拓扑结构上看，P2P网络平台由两个泾渭分明的两个层次组成。上面一层是服务器级的CDN(Content Delivery Network，即互联网内容发布网络)网络，下面一层是应用的客户节点组成的P2P网络。参照图1，P2P网络的组成构件有：中心跟踪(CenterTracker，以下简写为CT)服务器、NP(normal peer)节点、数据源(Source)服务器(例如WEB服务器)。第一层CDN网络就由WEB服务器群使得数据在服务器级别的实时透明分发，这样NP节点可以向CDN网络中的任意一个节点请求自己需要的数据，并且都能快速的获取到。第二层网络是由以CT服务器为中心的NP节点组成。CT服务器是可以双备份或多备份、可级联，以降低P2P网络对单点依赖的风险，保证P2P网络持续的工作能力。对于改变网络传输策略，如何在P2P网络中实施调度来驱动整个网络贡献更多带宽来提高整体的输出带宽来达到播放实时、流畅的目的本领域需要面对的一个课题。
发明内容
本申请提出一种P2P网络调度方法，在P2P网络中采用均匀调度策略，提高了网络整体输出带宽，以解决网络拥塞造成的延时。为此，本发明提出了一下技术方案：
一种P2P网络的调度方法，所述P2P网络包括CT服务器、NP节点、Source服务器，其特征在于：
CT服务器用于收集NP节点的用于NP节点调度数据的信息；
NP向CT报告的与NP自身相关的信息，这些信息包括本节点的唯一标识，所看频道信息，IP和端口；
CT接收NP发送过来的与NP自身相关的信息，并且根据NP所报告的信息把他们组织成NP small network，即NP小网络，然后NP small network中的每个节点根据hash算法向Source服务器请求源数据；
NP small network的NP之间就可以根据自己需要的数据向其他的NP请求数据。
所述NP自身相关的信息还包括位置信息和拥有的数据信息，位置信息包括内外网的IP。
当NP向CT索要需要的其它NP节点时，CT根据请求NP的位置信息，到拥有请求NP需要的数据的NP集合中查找离请求NP距离最近、属同一个网络的节点集合返回给请求者NP。
所述拥有的数据信息是通过一个称之为MTB(Metadata table bit)表来表示，MTB表包含节点的唯一标识UUID，频道信息，和一张记录某系统的最小数据存储单位Block存在与否的bool数组。
NP small network每个节点都会根据hash算法向Source服务器请求数据，NP与NP之间每次发送数据都会得出一个延时的值来得出当前的带宽描述。
更进一步，对于观看同一个节目的N个节点，这N个节点每个节点都从Source服务器上面取N分之一的数据，其他的数据都从另外N-1的节点上面去取。
对于NP small network中编号为1-M的M个节点，每个节点根据自己的编号去Source服务器索取自己的编号的那一块数据，以使得某个节点需要获取非自身编号的数据块时，可以直接向编号与所需数据块编号相同的NP发送数据请求而获取所需数据块。
附图说明
图1是P2P网络模型
图2是本发明调度方法的示意图
图3是寻找拥有当前NP需要的其它NP的信息的示意图
具体实施方式
如图1所示，在P2P网络平台中，本发明涉及到跟此有关的构件是：CT服务器、NP节点。
CT服务器用于收集NP节点的位置信息、NP节点所拥有的内容信息，这些信息都是为NP调度数据进行决策用的。
NP节点是具体应用依附的网络实体，其可以是一个具体的应用客户端。本发明中，NP跟三类实体连接，分别是NP和NP互相连接、NP连接到Source服务器、NP连接到CT。下面详细说明NP在这些连接中对输入输出数据的调度策略。即何时要到何处去取需要的数据会使得整个网络的输出带宽最大并且每个NP节点获得满足播放的数据延时最低。
本发明采用的调度方法如下：参见图2，首先NP向CT报告的与NP自身相关的信息，这些信息包括本节点的唯一标识，所看频道信息，IP和端口，CT接收NP发送过来的与NP自身相关的信息，并且根据NP所报告的信息把他们组织成NP small network，即NP小网络，然后NP small network中的每个节点都会根据hash算法(本发明不限于hash算法，本领域的技术人员可以预见到也可以类似于hash算法的其他算法)向Source服务器请求源数据。最后NP small network的NP之间就可以根据自己需要的数据向其他的NP请求数据。
更进一步，可以找到拥有当前NP需要的其它NP的信息，以使得目标NP跟当前NP网络带宽最佳。NP已经向CT报告了自己的位置信息和拥有的数据信息。一个说明性但不是限定性的实施方式中，位置信息包括内外网的IP，拥有的数据信息是通过一个称之为MTB表来表示，MTB的全称为Metadata table bit，MTB表包含节点的唯一标识UUID，频道信息，和一张记录某系统的最小数据存储单位(以下称为Block)存在与否的bool数组。为了尽量减少NP跟CT的通信量，MTB中采用bit位来表示Block的存在与否。当NP向CT索要需要的其它NP节点时，CT根据请求NP的位置信息，到拥有请求NP需要的数据的NP集合中查找离请求NP距离最近、属同一个网络的节点集合返回给请求者NP。例如图3，一个北京市电信的节点向CT请求其他节点时，CT会检测它的IP地址的地理位置信息，优先把和他IP地理位置一样的节点集合分配给这个北京市电信的节点。
为了P2P网络平台同时实现了可靠UDP传输，同时也支持TCP的传输模式。因此为了评价NP和NP之间的带宽能力，本发明采用P2P网络底层通过统计测试包的平均延时得出当前的带宽描述。NP small network每个节点都会根据类似hash算法向Source服务器请求数据。然后NP与NP之间每次发送数据都会得出一个延时的值来得出当前的带宽描述。
为了进一步降低P2P网络的延时，本发明更进一步采用均匀调度的方法，即对于观看同一个节目的N个节点，这N个节点每个节点都从ss(source server)上面取N分之一的数据，其他的数据都从另外N-1的节点上面去取。比如有100个NP节点在观看同一个节目，这时候如果能做到每个节点都只从ss上取1％的数据，其它数据都是从其它99个Np节点上获得，就认为是理想的均匀分布调度。为了更好地实现均匀调度，本发明进一步在P2P小网络模型中实现均匀分布调度，在P2P平台中小网络被定义为：在一次下载任务中彼此贡献数据的NP集合组成的链接结构称为小网络。这个小网络是针对P2P平台的P2P网络而言是个小网络。可以这样说，P2P网络平台是有多个小网络组成，比如，当前网络节点数是n时，我们把它们划分为大小为20个节点的n/20个小网络，那么就缩小了问题域。当把P2P网络平台划分成一个个小网络组成时，在这些小网络中实施均匀分布调度的策略，在小网络中采用类似hash算法来决定小网络中的每个节点应该到服务器取哪一块数据，其它需要的数据应该去小网络中的其他节点索要。例如，NP小网络中有100个节点把他们分别编号为1-100，每个节点根据自己的编号去Source服务器去取自己的编号的那一块数据，这时候如果NP1需要第50块数据，那么它就可以直接向编号为50的NP发送数据请求。
本发明提出的技术方案能够达到一个比较理想的P2P贡献率和较低的网络延时，提高NP节点对网络带宽的贡献，提高了整个网络的带宽输出，极大的降低了大规模用户并发在线时所造成的拥塞延时问题。采用网络分布调度能够尽最大可能地使用用户输出带宽，以增加整个网络的带宽输出，并增强整个网络的传输鲁棒性和实时性。在这样的网络中，用户的体验不会随着用户数的增加而变坏，相反，有可能会变得更流畅。

Claims (7)

1.一种P2P网络的调度方法，所述P2P网络包括中心跟踪服务器，即CT服务器、一般端节点，即NP节点、Source服务器，其特征在于：
CT服务器用于收集NP节点的用于NP节点调度数据的信息；
NP向CT报告的与NP自身相关的信息，这些信息包括本节点的唯一标识，所看频道信息，ip和端口；
CT接收NP发送过来的与NP自身相关的信息，并且根据NP所报告的信息把他们组织成NP small network，然后NP small network中的每个节点根据hash算法向Source服务器请求源数据；
NP small network的NP之间就可以根据自己需要的数据向其他的NP请求数据。
2.一种如权利要求1所述的P2P网络的调度方法，其特征在于：所述NP自身相关的信息还包括位置信息和拥有的数据信息，位置信息包括内外网的IP。
3.一种如权利要求2所述的P2P网络的调度方法，其特征在于：当NP向CT索要需要的其它NP节点时，CT根据请求NP的位置信息，到拥有请求NP需要的数据的NP集合中查找离请求NP距离最近、属同一个网络的节点集合返回给请求者NP。
4.一种如权利要求2所述的P2P网络的调度方法，其特征在于：所述拥有的数据信息是通过一个称之为MTB(Metadata table bit)表来表示，MTB表包含节点的通用唯一识别码UUID，频道信息，和一张记录某系统的最小数据存储单位Block存在与否的bool数组。
5.一种如权利要求1所述的P2P网络的调度方法，其特征在于：NP small network每个节点都会根据hash算法向Source服务器请求数据，NP与NP之间每次发送数据都会得出一个延时的值来得出当前的带宽描述。
6.一种如权利要求1所述的P2P网络的调度方法，其特征在于：对于观看同一个节目的N个节点，这N个节点每个节点都从Source服务器上面取N分之一的数据，其他的数据都从另外N-1的节点上面去取。
7.一种如权利要求1所述的P2P网络的调度方法，其特征在于：对于NP small network中编号为1-M的M个节点，每个节点根据自己的编号去Source服务器索取自己的编号的那一块数据，以使得某个节点需要获取非自身编号的数据块时，可以直接向编号与所需数据块编号相同的NP发送数据请求而获取所需数据块。
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