CN101720136B - 客户端邻居节点数目控制方法和装置、缓存系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种客户端邻居节点数目控制方法和装置、缓存系统，其中，方法包括：接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，所述连接请求消息中包括所述客户端的数据下载速率和所述客户端当前已连接的邻居节点数目；根据所述数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值；在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目等于所述邻居节点数目阈值时，拒绝所述客户端的连接请求。本发明实施例避免了由于过多邻居节点造成的大量不必要的额外带宽消耗，实现了动态合理地调整P2P客户端邻居节点数目。

Description

客户端邻居节点数目控制方法和装置、缓存系统

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种客户端邻居节点数目控制方法和装置、缓存系统。

背景技术

点对点(Peer-to-Peer，简称：P2P)视频直播服务的应用越来越广泛，例如，可以在学校的宿舍、图书馆等无线局域网内采用P2P的方式进行视频直播服务。图1为现有技术提供的无线局域网内P2P视频直播系统架构图，如图1所示，在该P2P系统的无线局域网与Internet 11之间架设一台缓存服务器12，该缓存服务器12可以促进无线局域网用户之间的下载数据共享，使一些已经被下载过的影音数据可以从缓存服务器上下载，从而节约外网带宽，提高下载速率。在P2P视频直播服务工作时，客户端为了维护与每个邻居节点的邻居关系必须产生额外的信令数据，该信令数据是指节点之间建立连接时或者下载过程中传输的控制信息，例如，节点之间互相通报各自资源信息等，该信令数据必将消耗一定的带宽。缓存服务器12不能够对信令数据流进行控制，当收看热门节目邻居节点过多时，信令数据流的带宽消耗将明显增加，且将与视频数据流争抢带宽，严重影响视频数据流的传输与播放质量。因此，控制信令数据流的数量对改善客户端视频的播放质量非常重要，而控制信令数据流的数量就需要对客户端邻居节点的数目进行控制。目前，对客户端邻居节点的限制普遍采用连接数限制的方法，即在客户端设置一个连接数上限，当客户端连接的邻居节点数目达到这个上限时就不再接受新的节点连接请求，以此控制每个客户端的邻居节点数目。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术中P2P视频直播系统在实际运行中可能会出现实际传输情况的变化，例如，客户端所需要的节目源在已经连接的邻居节点中都没有，或者拥有节目源的邻居节点数目较少，则此时客户端的平均下载速率会降低，连接质量变差，需要进一步扩大邻居节点规模；然而目前客户端设置连接数上限后，邻居节点的数目是相对固定的，在运行过程中该连接数上限的值不能实时动态地进行调整，即使客户端重新设置连接数上限值，也可能会出现其设置的连接数上限值过大的情况，仍可能会将引入过多的信令数据，造成一定的带宽浪费。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种客户端邻居节点数目控制方法和装置、缓存系统，可以根据客户端的实际传输速率动态调整P2P客户端邻居节点数目，避免客户端邻居节点数目过多而导致过多信令数据造成的带宽浪费。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种客户端邻居节点数目控制方法，包括：

接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，所述连接请求消息中包括所述客户端的数据下载速率和所述客户端当前已连接的邻居节点数目；

根据所述数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值；

在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目等于所述邻居节点数目阈值时，拒绝所述客户端的连接请求。

本发明实施例提供了一种客户端邻居节点数目控制装置，包括：

接收模块，用于接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，所述连接请求消息中包括所述客户端的数据下载速率和所述客户端当前已连接的邻居节点数目；

处理模块，用于根据所述数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值；

连接数控制模块，用于在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目等于所述邻居节点数目阈值时，拒绝所述客户端的连接请求。

本发明实施例还提供了一种缓存系统，包括客户端和邻居节点，还包括上述的客户端邻居节点数目控制装置。

本发明实施例通过根据客户端的实际传输速率动态计算对应的连接数阈值，并根据该连接数阈值限制与调整P2P客户端与邻居节点连接的建立，避免了由于过多邻居节点造成的大量不必要的额外带宽消耗，实现了动态合理地调整P2P客户端邻居节点数目。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的无线局域网内P2P视频直播系统架构图；

图2为本发明实施例一提供的客户端邻居节点数目控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例二提供的客户端邻居节点数目控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例三提供的客户端邻居节点数目控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的客户端邻居节点数目控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明实施例一提供的客户端邻居节点数目控制方法的流程示意图，如图2所示，本实施例的客户端邻居节点数目控制方法包括以下步骤：

步骤201、接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，所述连接请求消息中包括所述客户端的数据下载速率和所述客户端当前已连接的邻居节点数目。

具体的，可以结合图1所示的基于缓存服务器的P2P视频直播系统为例进行说明，例如，宿舍无线局域网(Drom WLAN)内包括两个节点A和B，当A请求与B建立连接时，为描述方便，可以将节点A称为客户端A，将节点B称为邻居节点B。缓存服务器接收客户端A发送的连接请求消息，该连接请求消息用于请求与邻居节点B建立连接。其中，在该连接请求消息中包括了客户端A的数据下载速率和所述客户端A已连接的邻居节点数目。例如，客户端A在最近5分钟的平均下载速率为100M/分钟，且客户端A已经连接了12个邻居节点。

步骤202、根据所述数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值。

具体的，该数据下载速率可以是根据客户端A的数据流量参数和数据传输时间参数计算得到，例如，客户端A在最近的5分钟内下载了500M的数据流量，则客户端A在最近5分钟的平均下载速率为100M/分钟。缓存服务器将根据该数据下载速率计算得到一个与该速率相应的客户端所需的邻居节点数目阈值，该阈值可以使得客户端的播放畅通。

步骤203、在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目等于所述邻居节点数目阈值时，拒绝所述客户端的连接请求。

具体的，例如，客户端A当前已连接的邻居节点数目为12，缓存服务器将判断客户端的当前邻居节点连接数目12是否等于计算得出的邻居节点数目阈值。如果12等于邻居节点数目阈值，则缓存服务器将向客户端A返回连接失败消息，阻止客户端A与邻居节点B进行连接；否则，允许建立客户端A与邻居节点B的连接。经过上述过程，缓存服务器已经实现了根据客户端A的实际传输情况动态地合理控制其邻居节点的数目，有效避免了客户端A的邻居节点数目过多造成的带宽浪费。

本实施例通过根据客户端的实际传输速率动态计算对应的连接数阈值，并根据该连接数阈值限制与调整P2P客户端与邻居节点连接的建立，避免了由于过多邻居节点造成的大量不必要的额外带宽消耗，实现了动态合理地调整P2P客户端邻居节点数目。

图3为本发明实施例二提供的客户端邻居节点数目控制方法的流程示意图，本实施例的客户端邻居节点数目控制方法仍结合图1所示中的缓存服务器进行说明，当然，该方法的执行主体也可以不为缓存服务器，只要是能够获取客户端与邻居节点的连接请求消息的装置即可。如图3所示，本实施例的控制方法可以包括以下步骤：

步骤301、接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，进入步骤302。

当缓存服务器接收到无线局域网内的客户端A发出的连接请求消息后，首先将解析该连接请求消息，该连接请求消息中包括所请求连接的邻居节点B的IP地址等信息。

步骤302、判断邻居节点列表中是否包含有所述连接请求消息所请求连接的邻居节点的IP地址，如果有，进入步骤303，否则进入步骤304。

由于缓存服务器使得无线局域网内已经下载的影音数据被完全共享，因此只要一个客户端连接着某个邻居节点，无线局域网下其他节点即使不直接与该邻居节点相连，也可通过缓存服务器共享其下载的数据。

基于此，缓存服务器保存了一个邻居节点列表，该邻居节点列表记录了无线局域网内所有节点之间的连接关系信息。在具体实现中，考虑到无线局域网内邻居节点的规模，为了方便快捷地进行查表操作，可以采用平衡二叉树来记录当前的邻居节点列表，平衡二叉树的每一个节点为一个32位2进制整数，其唯一对应着一个IP地址。缓存服务器通过在当前邻居节点列表中查找所请求的IP地址以确认当前所请求的邻居节点是否已经与无线局域网下其他邻居节点相连，即判断连接请求消息所请求连接的邻居节点B的IP地址是否在上述平衡二叉树中，以确保不存在两个或两个以上的无线局域网内的客户端连接同一个邻居节点。如果该IP地址已经在平衡二叉树中，则执行步骤303，否则执行步骤304。

步骤303、拒绝所述客户端的连接请求。

如果平衡二叉树中存在所请求连接的邻居节点B的IP地址对应的32位2进制整数节点，则缓存服务器会阻止客户端A发送的连接请求，可以拒绝客户端A的连接请求，例如可以向客户端A返回连接失败消息。这样可以防止两个或两个以上的客户端连接同一个邻居节点，由此可以减少多个客户端对同一个邻居节点的依赖性，可以促进各客户端扩大邻居节点的连接规模，避免邻居节点过少所造成的传输不稳定。

步骤304、根据数据下载速率计算得到客户端的邻居节点数目阈值，进入步骤305。

缓存服务器在将所述邻居节点B的IP地址插入平衡二叉树中之后，将继续读取连接请求消息中所包含的客户端A的当前连接质量信息。该连接质量信息中包括客户端A当前已经连接的邻居节点数目以及最近一个时间段例如5分钟的平均下载速率，并根据当前平均下载速率计算客户端A的邻居节点数目阈值，以动态地按需控制客户端A的邻居节点连接数，该邻居节点数目阈值与当前客户端A的平均下载速率成反比；该平均下载速率以达到播放所需为准，此时表明该节点无需连接更多的邻居节点。

根据当前平均下载速率计算邻居节点数目阈值的过程具体如下：假设一个节目的播放码率是400kbps，连接质量信息中的客户端的平均下载速率是小于400kbps，例如360kbps，则邻居节点数目阈值＝当前连接数*(节目码率/平均下载速率)，并向上取整。根据实验可知，该阈值可以为20。

步骤305、判断所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目是否等于所述邻居节点数目阈值，如果是，则返回进入步骤303，否则进入步骤306。

缓存服务器还会判断客户端A的当前已连接的邻居节点连接数目是否等于上述计算得到的邻居节点数目阈值。假设客户端当前连接数与其当前阈值数相同，例如20。客户端的平均下载速率360kbps小于节目的播放码率是400kbps，说明该当前阈值在最近一段时间偏低了，可能会出现卡的情况，需要调高。则可以根据步骤304中计算得出的邻居节点数目阈值调高当前阈值。如果当前连接数还不到当前阈值，则可以先把连接数逐渐增加到阈值数量，再根据平均下载速率和节目码率判断需不需要调整当前阈值，即判断当前连接数是否大于计算得出的邻居节点数目阈值，如果是，则返回执行步骤303，向所述客户端返回连接失败消息；否则执行步骤306。

步骤306、接受客户端发起的该连接请求。

将客户端A的连接请求消息发送至邻居节点B，并将客户端A与邻居节点B的连接关系信息记入所述邻居节点列表中。

上述步骤只是一个具体实施方式，在实现中，本领域技术人员还可以采用其他变通方式。

例如，当缓存服务器判断所述连接请求消息所请求连接的邻居节点的IP地址不在邻居节点列表中时，其也可以先将所述客户端与所述IP地址的连接关系记录入所述邻居节点列表中，例如，将所述IP地址插入平衡二叉树中。然后再判断此时的连接数是否大于阈值。其中，此时的连接数指的是当前客户端A的已连接邻居节点数目加1。例如，客户端A已经连接12个邻居节点，其现在所发的连接请求消息是用于请求与邻居节点B建立连接，则客户端A的当前邻居节点连接数目为13。此时需要判断13是否大于计计算得出的邻居节点数目阈值。如果是，则可以拒绝所述客户端与所述邻居节点建立连接，删除之前所记录的客户端A与邻居节点B的连接关系信息，例如，删除平衡二叉树中的邻居节点B的IP地址，并且可以向客户端A返回连接失败消息。

本实施例通过根据客户端的实际传输速率动态计算对应的连接数阈值，并根据连接数阈值限制与调整P2P客户端与邻居节点连接的建立，此外，还对节点之间的连接进行互异性检测，避免了由于过多邻居节点造成的大量不必要的额外带宽消耗，也防止了邻居节点数目较少时可能造成的系统不稳定，实现了动态合理地调整P2P客户端邻居节点数目，适应客户端的播放所需。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图4为本发明实施例三提供的客户端邻居节点数目控制装置的结构示意图，该装置可以为缓存服务器，如图4所示，本实施例的客户端邻居节点数目控制装置包括接收模块41、处理模块42和连接数控制模块43。

其中，接收模块41，用于接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，所述连接请求消息中包括所述客户端的数据下载速率和所述客户端当前已连接的邻居节点数目。

处理模块42，用于根据所述接收模块41接收到的连接请求消息中包括的数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值。

连接数控制模块43，用于在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目等于所述处理模块42得到的邻居节点数目阈值时，拒绝所述客户端的连接请求。

本实施例通过设置处理模块和连接数控制模块，根据客户端的实际传输速率动态计算对应的连接数阈值，并根据该连接数阈值限制与调整P2P客户端与邻居节点连接的建立，避免了由于过多邻居节点造成的大量不必要的额外带宽消耗，实现了动态合理地调整P2P客户端邻居节点数目。

图5为本发明实施例四提供的客户端邻居节点数目控制装置的结构示意图，如图5所示，在实施例三的基础上，本实施例的客户端邻居节点数目控制装置进一步包括：

互异性检测模块44，用于检测所述接收模块41接收到的连接请求消息所请求连接的邻居节点是否已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端；并在所述邻居节点未连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，将所述连接请求消息发送至所述处理模块；在检测结果为所述邻居节点已连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，拒绝所述客户端的连接请求。

具体的，互异性检测模块44可以包括存储单元441、判断单元442和处理单元443，其中：

存储单元441，用于记录标识所有节点之间的连接关系信息的邻居节点列表；

具体的，该邻居节点列表的结构形式可以包括平衡二叉树；

判断单元442，用于根据所述连接请求消息所请求连接的邻居节点的IP地址是否在所述邻居节点列表中来判断所述邻居结点是否已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端；

具体的，当所述邻居节点的IP地址在所述邻居节点列表中时，判断所述邻居节点已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端，当所述邻居节点的IP地址不在所述邻居节点列表中时，判断所述邻居节点未连接所述客户端所在局域网内的其他客户端。

处理单元443，用于在判断单元442的判断结果为所述邻居节点未连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，将所述连接请求消息发送至所述处理模块42；在判断单元442的判断结果为所述邻居节点已连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，拒绝所述客户端的连接请求。

进一步的，该客户端邻居节点数目控制装置还可以包括：判断模块45、发送模块46和记录模块47，其中：

判断模块45，用于判断所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目是否等于所述邻居节点数目阈值；

发送模块46，用于在所述判断模块45判断所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目小于所述邻居节点数目阈值时，接受所述连接请求消息，将所述连接请求消息发送至所述邻居节点；

记录模块47，用于在所述发送模块46将所述连接请求消息发送至所述邻居节点时，将所述客户端与所述邻居节点的连接关系信息记录于所述邻居节点列表中。

本实施例通过设置处理模块和连接数控制模块，根据客户端的实际传输速率动态计算对应的连接数阈值，并根据该连接数阈值限制与调整P2P客户端与邻居节点连接的建立，避免了由于过多邻居节点造成的大量不必要的额外带宽消耗，实现了动态合理地调整P2P客户端邻居节点数目。

本发明实施例还提供了一种缓存系统。该缓存系统可以包括客户端和邻居节点，还可以包括图4和图5任一所述的客户端邻居节点数目控制装置。

具体的，该客户端和邻居节点可以是位于同一局域网内的节点，客户端邻居节点数目控制装置可以用于控制客户端的邻居节点数目，该装置可以为缓存服务器。当客户端请求与邻居节点建立连接时，该客户端可以向缓存服务器发送连接请求消息。缓存服务器可以根据连接请求消息中包括的所述客户端的数据下载速率等信息，判断是否接受或拒绝该客户端的连接请求，从而达到控制客户端邻居节点数目的目的。具体的控制过程可以参见上述的方法实施例和装置实施例。

本实施例通过设置客户端邻居节点数目控制装置，根据客户端的实际传输速率动态计算对应的连接数阈值，并根据该连接数阈值限制与调整P2P客户端与邻居节点连接的建立，避免了由于过多邻居节点造成的大量不必要的额外带宽消耗，实现了动态合理地调整P2P客户端邻居节点数目。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种客户端邻居节点数目控制方法，其特征在于，包括：

接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，所述连接请求消息中包括所述客户端的数据下载速率和所述客户端当前已连接的邻居节点数目；

根据所述数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值；

在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目等于所述邻居节点数目阈值时，拒绝所述客户端的连接请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

检测所述连接请求消息所请求连接的邻居节点是否已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端；

当检测结果是所述邻居节点未连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，进入根据所述数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值的步骤；

当检测结果是所述邻居节点已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，拒绝所述客户端的连接请求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测所述连接请求消息所请求连接的邻居节点是否已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端包括：

判断所述连接请求消息所请求连接的邻居节点的IP地址是否在邻居节点列表中，所述连接请求消息中包含有所述邻居节点的IP地址，所述邻居节点列表中记录有所有节点之间的连接关系信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目小于所述邻居节点数目阈值时，接受所述连接请求消息；

将所述连接请求消息发送至所述邻居节点，并将所述客户端与所述邻居 节点的连接关系信息记入所述邻居节点列表中。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述邻居节点列表的结构包括平衡二叉树。

6.一种客户端邻居节点数目控制装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收客户端发送的用于请求与邻居节点建立连接的连接请求消息，所述连接请求消息中包括所述客户端的数据下载速率和所述客户端当前已连接的邻居节点数目；

处理模块，用于根据所述数据下载速率得到所述客户端的邻居节点数目阈值；

连接数控制模块，用于在所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目等于所述邻居节点数目阈值时，拒绝所述客户端的连接请求。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

互异性检测模块，用于检测所述接收模块接收到的连接请求消息所请求连接的邻居节点是否已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端；并在检测结果为所述邻居节点未连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，将所述连接请求消息发送至所述处理模块；在检测结果为所述邻居节点已连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，拒绝所述客户端的连接请求。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述互异性检测模块包括：

存储单元，用于记录标识所有节点之间的连接关系信息的邻居节点列表；

判断单元，用于根据所述连接请求消息所请求连接的邻居节点的IP地址是否在所述邻居节点列表中来判断所述邻居节点是否已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端；

处理单元，用于在判断单元的判断结果为所述邻居节点未连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，将所述连接请求消息发送至所述处理模块，当判断单元的判断结果为所述邻居节点已经连接所述客户端所在局域网内的其他客户端时，拒绝所述客户端的连接请求。 

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

判断模块，用于判断所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目是否等于所述邻居节点数目阈值；

发送模块，用于在所述判断模块判断所述客户端的当前已连接的邻居节点连接数目小于所述邻居节点数目阈值时，接受所述连接请求消息，将所述连接请求消息发送至所述邻居节点；

记录模块，用于在所述发送模块将所述连接请求消息发送至所述邻居节点时，将所述客户端与所述邻居节点的连接关系信息记录于所述邻居节点列表中。

10.一种缓存系统，包括客户端和邻居节点，其特征在于，还包括权利要求6～9任一所述的客户端邻居节点数目控制装置。 

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