CN108833552A - 一种混杂模式的p2p内容分发系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混杂模式的P2P内容分发系统，其中这个系统由以下设备/子系统构成：资源索取者，P2P资源提供者，切片服务器，网页服务器，使用udp/tcp协议的文件服务器，使用公共协议（http,https)的CDN网络和控制服务器；需要分发的内容根据重要性和时效要求，部署在不同的子系统中，资源索取者通过网页服务器提供的网页，识别出不同的协议，向不同的设备和子系统索取所需的内容；本发明的目的在于结合直接下载和P2P下载的优点，同时规避P2P传输的弊端‑‑延迟大、启动慢的缺点，在保证用户体验的同时，减少对直接下载服务器和CDN网络依赖。

Description

一种混杂模式的P2P内容分发系统

技术领域

本发明涉及基于互联网的内容分发网络，尤指使用一种工作在混杂模式的P2P 内容分发系统。

混杂模式是指资源索取者的客户端能根据网页上描述的资源的链接决定使用不同的协议把这些资源下载到本地播放或者运行。相应地，提供这些资源的系统由使用不同的协议的服务器和子系统组成，可以分成3类：使用udp/tcp协议的文件服务器，使用公共协议（ http , https ) 的CDN 网络 ， 使用p2p协议的P2P资源提供者和其他资源索取者。

背景技术

随着各种直播技术的蓬勃发展，人民群众对视频服务的清晰度和流畅度要求也不断提升，从以前看的标清节目到现在的高清播放，从观看录像到现场直播的音视频互动。相应地各种视频网站所提供的节目的数量和质量都有的井喷式的飞跃，技术也日新月异。尽管在国务院的“提速降费”的号召下，网络的费用一降再降，但是对于提供视频播放服务的网站来说，带宽和流量的费用依然是压在身上的一座大山。目前业界流行的解决方案是把视频/音频/图片等资源部署在cdn 内容分发网络上，这个方案并未完全解决这个矛盾。如果可以把资源在播放设备之间互相分享/传播，就可以大大降低对服务器的带宽需求，并且分散了骨干网的流量，优化了整个网络。

但是，依靠p2p互相分享传播的资源有启动慢，加载时间长而且连接不稳定的缺点，限制了它的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以结合直接下载和p2p分享的优点的内容分发系统。

解决方案

首先，为了实现p2p（点对点对等）协议的网页化和运行自动化，本发明重新设计了p2p的启动和运行方式，去除了种子文件以及磁力链接，不需要专门的p2p客户端，对需要使用p2p方式下载的资源使用标准html标签描述，最终达到的效果就是网页可以用相似的描述定义这些资源；专门设计的资源索取者的客户端可以识别不同的协议，并自动启动相应的下载模块。

此外，本发明的p2p下载方式支持状态恢复和断线续传：当p2p下载过程被中断时，如果再次下载同一个资源， p2p下载方式会自动识别已经下载过的片断，并从上一次中断的地方继续下载。整个过程由资源索取者的客户端自动执行，无需用户的干预。不同的下载方式由资源索取者的客户端自动识别并执行，对用户完全透明。

本发明支持商品资讯内容的动态加载。在播放或者网页运行的过程中，会出现带标注的商品，用户如果在播放的过程中，通过客户端的界面输入某一标注的商品编号，则新的网页会展示该商品，并且展示完毕后，自动恢复此前中断（跳转之前）的播放继续运行。

为了实现发明目的，所述的混杂模式的P2P 内容分发系统由以下子系统组成：

资源索取者，P2P资源提供者，切片服务器，网页服务器，使用udp/tcp协议的文件服务器 ，使用公共协议（ http , https ) 的CDN 网络和 控制服务器：

资源索取者 , 使用相同客户端的用户，本发明中所述的资源索取者和所述的客户端同义，所述的客户端由支持不同协议的下载模块构成：

udp/tcp 文件传送模块，与使用udp/tcp协议的文件服务器通信，获取所述的网页描述的资源文件；

直接下载模块，使用http/https协议从传统cdn下载资源文件；

p2p模块，使用p2p协议进行资源文件的上传和下载，记录了目前的资源下载进度，分片资源序列号标识和重组信息；

音频和视频模块，用于和其他的用户进行实时的音视频互动；

播放模块，执行网页的脚本，播放运行网页元素。

切片服务器，用于把需要使用P2P传播的资源切片，连同分片资源序列号标识和重组信息，一起交给P2P资源提供者，特殊的切片方式可以使上述客户端只需要一小部分分片资源，就可以开始播放或者运行；

P2P资源提供者 ，部署在云端的p2p服务器，使用p2p协议分发分片资源，及其资源序列号标识和重组信息；

控制服务器 , 连接所有的资源索取者和P2P资源提供者，包括下述的模块：

客户端接口模块：负责验证最新加入的资源索取者的令牌，接收资源索取者的请求或者状态更新信息，发送命令或者回复给资源索取者和P2P资源提供者；

状态表：记录所有在线的资源索取者和P2P资源提供者状态，如资源拥有的情况， 所在的城市，NAT网络类型，所连接的其他节点的对等设备标识，带宽估计和上传/下载速度等；

状态机模块：分析资源索取者和或P2P资源提供者的请求，根据既定的规则进行回复。

网页服务器 , 根据用户的请求，把包含各种资源和标识用户身份的令牌嵌入到网页中，如果用户请求的是商品的编号，则用商品对应的资源更新用户的当前的网页内容；

使用公共协议（ http , https )的内容分发网络CDN， 用于提供网页元素；

使用udp/tcp协议的文件服务器， 用于提供网页元素。

有益效果

使用P2P 共享资源的方式充分利用了位于边缘网络的p2p节点的上行带宽，最大程度节省文件服务器和cdn 网络的资源带宽消耗，同时减少了骨干网的负载，优化了整个网络。同时，把需要优先播放或者运行的资源都放在文件服务器或和传统的CDN内容分发网络上，从而保证了用户体验，同时也隐藏了p2p启动慢的缺点。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明， 本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、 特征和方面，并且用于解释本发明的原理。在附图中：

图1示出了整个流程的示意图；

图2示出了资源部署的流程图；

图3示出了资源索取者的客户端的工作流程图；

图4示出了资源索取者的客户端使用P2P下载方式获取资源的方法的流程图；

图5示出了资源索取者的客户端在播放或者运行过程中输入商品的编号后的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

整个实施的过程概览可以参考图1。这个示意图说明了整个流程，虽然对于后台服务器而言，需要分别配备支持不同协议的子系统。但对于用户而言，工作在混杂模式的客户端处理了所有的细节，并隐藏了不同协议之间的差异，实现了与传统网页使用公共协议（ http, https ) 下载资源相同的效果。最重要的是，通过引入p2p技术，大大减少了对其他服务器的带宽消耗，这个就是本发明的核心技术。

首先部署资源，如图2所述，根据各个资源的播放时长或者运行时长，播放或者运行的先后顺序，资源的大小，资源的类型和资源的具体用途等因素决定资源的部署。其中需要马上使用的资源部署到使用公共协议（ http , https )的CDN 网络，需要随后使用的资源则交给udp/tcp协议的文件服务器。最后才用到的资源则用切片服务器按固定的播放或者运行时长进行切割，然后切片服务器把分片资源序列号标识和重组信息，连同已经切割好的资源片断一起交给2P资源提供者。这种切割的方式所产生的资源片断能够保证即使客户端只需要一小部分，也可以开始播放或者运行所述的资源，余下的部分可以一边下载，一边播放或者运行。这种部署充分利用了传统的cdn网络的优势，让用户可以第一时间下载到急需的资源，保证了用户体验，同时也很好兼顾其他协议/子系统的优点，隐藏了p2p网络的延迟同时也节省了cdn 的带宽。

部署在上述的三种不同的子系统中的资源均使用标准Html标签描述 ，没有种子文件或者磁力链接 。网页服务器把这些资源的描述集成到网页中，并且把用户的身份标识也嵌入到网页，一起发给资源索取者的客户端 。

客户端的工作流程如图3所示，客户端能识别出这些元素所对应的协议和先后顺序，凭着从网页中提取出的令牌，以此为请求的凭证，连接控制服务器， 文件服务器和使用公共协议（ http , https )的CDN 网络。特别地，对于有一定启动延迟的协议，例如p2p协议，连接控制服务器的操作会适当提前到上一个资源即将播放或者运行完成之前，以便隐藏此协议的启动延迟，网络波动和填充流水线的时间。

上述资源索取者的客户端的工作流程体现了本发明的三个关键特征：

工作在P2P混杂模式的客户端使用不同的下载模块和不同的协议（P2P协议，udp/tcp协议和http/https协议）从不同的服务器下载相关的资源，并隐藏了这些不同的下载方式之间的差异，对用户完全透明。

使用不同的协议的资源可以被标准的html标签描述，并同时出现在同一个网页中，并且可以被客户端正确地辨认识别。

客户端根据网页对所述资源的描述，判断这些资源的先后播放或者运行顺序，在合适的时机从相应的子系统下载，避免网络拥堵同时也隐藏了网络波动和协议的延迟开销。

实施例2

根据本发明实施例,详述其中的p2p下载的工作流程，如图4所示，该流程包括以下步骤：

步骤401,客户端凭着从网页中提取出的令牌，连接控制服务器，向控制服务器索取其他p2p对等设备标识。

步骤402,控制服务器的客户端接口模块首先验证用户的身份，如果通过验证的话就调用状态机模块解析用户的请求，状态机模块首先提取用户的特征： 用户所在的城市，用户的NAT网络类型，用户的拥有的资源片断和用户的带宽估计，在已有的状态表中查找匹配的其他的资源索取者和P2P资源提供者，然后把这些节点的对等设备标识发给所述的客户端。如果控制服务器的客户端接口模块验证失败，就把此资源索取者列入黑名单，并通报网页服务器。

步骤403,得到了p2p对等设备标识列表的所述的客户端通过向所述的M个其他的资源索取者和N个P2P资源提供者发出测试帧，根据往返时延决定最优的网络连接，然后基于这个网络路径和其他节点建立数据连接/交换。所述的客户端首先向其中一个P2P资源提供者索取分片资源序列号标识和重组信息，以便确定这些分片资源的播放或者运行顺序，如果已经事先保存了这些分片资源序列号标识和重组信息，就可以跳过这一步。

步骤404，所述的客户端根据分片资源序列号标识和事先记录的播放进度，向其中的K个资源索取者索取分片资源，如果其他的资源索取者都没有相关的分片资源，则向上述P2P资源提供者索取。另一方面，如果所连接的其他资源索取者向所述的客户端索取分片资源，并且所述的客户端拥有该分片资源的话，则提供该分片资源；如果没有该分片资源，就回复没有。

步骤405,获得了所需的分片资源后，所述的客户端根据重组信息重新组织这些分片资源，然后就交给客户端的播放模块开始播放，余下的分片资源可以一边下载，一边播放或者运行。

步骤406,一旦客户端连接上了控制服务器，就会定期向控制服务器报告自己的状态：资源拥有的情况，估计的带宽，上传/下载的速度，自己连接的其他p2p节点的对等设备标识，同时在客户端本地记录播放进度，分片资源序列号标识和重组信息。相应地，控制服务器的状态机模块会根据这些信息更新状态表，并根据有关的规则，决定是否给这个客户端增

加新的其他资源索取者。

步骤407,如果所述的客户端收到新节点的对等设备标识，就会重复上述步骤404。

本发明实施例的p2p下载方式还支持断点续传，如果当前的下载过程被中断，以后碰到同一个p2p资源，p2p模块就会根据记录的资源下载进度接着播放运行；作为直接下载方式的一种有益的补充，p2p下载方式充分利用了资源索取者的上行带宽，减少文件服务器和CDN 网络的带宽消耗，同时也减轻了骨干网的负载，优化了整个网络。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种在播放运行过程中动态跳转到商品信息的方法实施例。在资源索取者的客户端在播放或者运行某些网页的过程中，某些网页元素会显示一些商品的编号，如果用户通过客户端输入某个商品的编号，客户端就会跳到该商品的网页，播放该商品的信息；播放完成后，又继续播放或者运行刚才被中断的资源。

具体的步骤如图5所示：

步骤501 用户通过客户端的菜单选项输入商品的编号。

资源索取者的客户端在播放或者运行某些网页的过程中，某些网页元素会显示一些商品的编号，如果用户通过客户端的菜单选项输入某个商品的编号，客户端就会执行步骤502。

步骤502 客户端保存正在播放的资源的状态，然后向网页服务器请求新的网页。

客户端把目前正在播放或者运行的资源的所有信息记录下来，包括播放或者运行的进度，资源的名称，使用的协议，服务器的名称和地址，如果是p2p资源的话，还包括分片资源序列号标识和重组信息，然后把当前网页的参数和步骤501所述的商品编号提交给网页服务器。

步骤503 网页服务器根据客户端正在播放的资源和商品的编号，更新网页。

网页服务器根据客户端提交的参数和具体的网页资源，更新网页，新的网页包含指定商品的资源网页元素和用户此前正在播放的资源网页元素。

步骤504 客户端重新下载并播放或者运行网页描述的资源，当运行或者播放步骤502中所述的资源时，则自动从中断的地方继续播放或者运行。

收到更新的网页的客户端重复上述实施例1和实施例2的过程，由于在步骤502保存了最新网页中所描述的一部分资源的状态信息，因此当执行至这些资源的时候，相应协议的模块根据这些保存下来的资源的信息，跳至此前中断的地方继续运行，以实施例2所述的p2p下载的工作流程为例，在步骤404中向其他的资源索取者索取的分片资源是此前被中断播放的部分，特殊的分片资源的切割方式保证了客户端可以播放或者运行任意一个播放时刻所对应的分片资源。

本示例演示了客户端在播放或者运行过程中，用户看到感兴趣的商品，通过客户端输入该商品的编号，浏览该商品的信息；浏览完成后，又继续播放或者运行刚才被中断的资源的过程。本实施的关键技术在于客户端能够记录并保存被中断播放或者被中断运行的资源的有关信息，专门配套的网页服务器能动态生成包含商品信息和被中断的资源的新网页。当客户端再次播放或者运行被中断的资源时，能自动从中断处开始执行。

Claims (15)

1.一种混杂模式的P2P 内容分发系统， 包括资源索取者，P2P资源提供者，切片服务器，网页服务器，使用udp/tcp协议的文件服务器，使用公共协议（ http , https）的CDN 网络和控制服务器，其特征在于：

所有的资源索取者均使用相同的客户端，此客户端支持与其他用户进行实时的音频或和视频互动；

有浏览网页的功能：即下载网页及网页所描述的所有元素，播放或者运行网页；

此外，此客户端内部集成了各种通信协议，根据网页中对所述的各个元素的描述，所述的客户端自动使用适当的协议和其他的客户端与子系统通信，获取所述的元素。

2.根据权利要求1所述的混杂模式的P2P 内容分发系统， 其特征在于：

整个下载，播放或者运行过程由资源索取者使用的客户端自动执行，无需用户干预。

3.根据权利要求1所述的混杂模式的P2P 内容分发系统， 其特征在于：

所述客户端从网页中提取出标识用户身份的令牌，以此为请求的凭证，连接控制服务器和或文件服务器和或CDN网络。

4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于：

控制服务器根据资源索取者的请求，指派M个其他的资源索取者和N个P2P资源提供者给此资源索取者提供资源（M和N均为大于等于0的整数）；此资源索取者根据收到的对等设备标识列表，使用p2p通信协议连接这些资源索取者和P2P资源提供者，索取资源。

5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于：

所有的资源索取者定期向控制服务器报告自己的资源拥有的情况，估计的带宽，上传/下载的速度，自己连接的其他p2p节点的对等设备标识。

6.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于：

资源索取者根据P2P资源提供者所提供的分片资源序列号标识和重组信息,重组所有的被切片服务器切片的资源片断。

7.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于：

所有的资源索取者互相交换自己拥有的资源片断，如果其他的资源索取者没有所需的资源，则由P2P资源提供者提供。

8.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于：

资源索取者把重组后的资源片断作为所述网页的p2p元素，播放或者运行。

9.根据权利要求1所述的混杂模式的P2P 内容分发系统，其特征在于：

客户端定期记录正在播放或者运行的资源的所有信息，包括播放或者运行的进度，资源的名称，使用的协议，服务器的名称和地址，如果是p2p资源的话，还包括分片资源序列号标识和重组信息，以便被中断后，如果再次碰到同一个元素，可以接着被中断的片断继续播放或者运行 。

10.根据权利要求1所述的混杂模式的P2P 内容分发系统，其特征在于:

资源索取者根据网页所描述的元素出现的顺序决定这些元素的播放或者运行顺序。

11.一种混杂模式的P2P 内容分发系统， 包括资源索取者，P2P资源提供者，切片服务器, 网页服务器，使用udp/tcp协议的文件服务器，使用公共协议（ http , https ) 的CDN网络和 控制服务器 ， 其特征在于 ：

切片服务器对需要使用P2P传播的资源切片，连同分片资源序列号标识和重组信息，一起交给P2P资源提供者。

12.一种混杂模式的P2P 内容分发系统， 包括资源索取者，P2P资源提供者，切片服务器, 网页服务器，使用udp/tcp协议的文件服务器，使用公共协议（ http , https ) 的CDN网络和 控制服务器 ， 其特征在于 ：

任何一个网页元素仅存在一种下载的方式。

13.一种混杂模式的P2P 内容分发系统， 包括资源索取者，P2P资源提供者，切片服务器, 网页服务器，使用udp/tcp协议的文件服务器，使用公共协议（ http , https ) 的CDN网络和 控制服务器 ， 其特征在于 ：

客户端在播放或者运行的过程中，会显示一些商品的编号， 如果用户通过客户端的界面输入某一个商品的编号，则客户端会刷新网页，并按照新的页面播放该商品的信息，播放完毕后，会接着播放或者运行在输入商品编号之前的过程。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于:

网页服务器根据客户端提交的参数和具体的网页资源，更新网页，新的网页包含指定商品的资源网页元素和用户此前正在播放的资源网页元素。

15.一种混杂模式的P2P 内容分发系统， 包括资源索取者，P2P资源提供者，切片服务器, 网页服务器，使用udp/tcp协议的文件服务器，使用公共协议（ http , https ) 的CDN网络和 控制服务器 ， 其特征在于 ：

网页服务器提供的网页使用标准Html标签描述p2p元素。