CN115002129B - 一种增加可分享用户基数的p2p流媒体控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统及其方法，包括节目源服务器、内容管理系统、SP服务器集群和P2P客户端集群，内容管理系统用于完成统一节目下发；节目源服务器用于提供数据拆分方案、并将自身存储的特征信息发送给SP服务器集群；SP服务器集群用于完成数据统一拆分、封装和分发，以及完成服务端数据分享构成P2P网络，同时将所有信息同步至客户端；P2P客户端集群用于与SP服务器集群进行数据交互、并完成P2P客户端之间的数据分享；通过P2P分享策略部署服务器，保证服务器间数据完整，提高可分享P2P客户端基数和分享率；保持P2P数据一致性和P2P服务器之间数据可分享。

Description

一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统及其方法

【技术领域】

本发明涉及网络传输领域，尤其是一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统及其方法。

【背景技术】

近年来，随着网络带宽的逐步扩大，多媒体行业的蓬勃发展，短视频和直播等业务场景的逐渐增多，视频数据的网络数据量也不断的增加。那么对于这些视频数据的提供商和运营商来说，如何降低因视频数据而产生的巨额的网络带宽费用就尤其重要，大部分的视频网站都会采用P2P分布式网络传输技术来降低带宽费用，增加服务器并发量。P2P分布式网络传输结构改变了传统流媒体传输播放方式-Client/Server集中式网络模式，充分利用了客户端之间的闲置存储资源，平衡了流媒体网络媒体服务器的负载，增加了所支持客户数目、实时性和整个流媒体直播或点播传输网络负载均衡性。

同时，由于流媒体服务实时性强，在P2P流媒体系统中，服务器P2P数据拆分尤为重要，现有数据拆分方案包括一下几种方式：

1、按照数据帧拆分，将发送数据端待发送的流媒体文件以每秒钟具有的帧数n为基准拆分成n份小文件，依次编号m，1≤m≤n；其中，第m份小文件按时间顺序存储流媒体文件中每秒内相应的第m帧数据；

2、按照数据PCR拆分，将发送数据端待发送的流媒体文件以PCR为基准，将两个PCR之间的数据打包成一个数据包，一次以PCR编号，每个PCR文件按照时间顺序存储流媒体文件；

3、自定义格式，数据包由流媒体P2P数据拆分得到，并且数据包按照自定义的格式封装，自定义的格式中包括第一标识，第一标识用于描述每个数据包唯一性。

不同的数据拆分切割方案，对应者不同的服务器部署方案；比如：(1)、将所有的节目都部署在一个服务器上，这样的方案，存在的局限在于随着客户端数量的增长，服务器的性能不够；(2)、服务器扩展，根据节目的受欢迎程度，决定服务器部署的节目以及数量，这样可以有效改善节目客户端增长的问题，但是又带来一个新问题，减少相同节目可分享数据的客户端基数，不同服务器上的P2P客户端无法进行数据分享，无法保证数据的一致性，尤其是在P2P数据拆分方案1和拆分方案3中尤为明显；(3)、服务器只能从节目源CDN中获取流媒体数据，无法实现数据的分享，且数据远距离传输受到网络波动的影响。

所以，现有的P2P数据拆分策略决定了服务器的部署策略，服务器的部署策略决定了系统的负载能力，同时也决定了P2P数据分享的能力。因此，现有P2P数据拆分技术存在以下缺点：

(1)、按照数据帧拆分数据和按照PCR拆分，对服务器性能要求不一致；

(2)、按照数据帧拆分和自定义数据格式拆分，单个服务器部署，服务器能力不够，不利于扩展，只允许单个服务器上的P2P客户端进行数据的分享；

(3)、按照数据帧拆分和自定义数据格式拆分，多服务器部署，可分享数据的P2P客户端基数少，P2P数据分享率无法提升；

(4)、按照PCR拆分数据的方式，只支持TS封装格式的流媒体数据，Flv、Mp4这些封装格式的流媒体数据不支持；

(5)、将Flv、Mp4这些封装格式的流媒体数据，转码为TS封装格式的数据，需要增加转码的成本。

【发明内容】

本发明实施例提供一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统及其方法，能够通过P2P分享策略部署服务器，保证服务器间数据完整，提高可分享P2P客户端基数和分享率；能够自定义P2P数据拆分格式，保持P2P数据一致性；具有P2P服务器之间数据可分享，减少服务网络波动以及服务器远距离带来数据传输不稳定情况。

本发明至少一个实施例采用如下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统，包括节目源服务器、内容管理系统、作为服务端的SP服务器集群和P2P客户端集群，其中，

内容管理系统，用于完成统一节目下发，并产生流媒体文件的唯一标识；

节目源服务器，用于提供数据拆分方案、并将自身存储的原始流媒体资源的特征信息发送给SP服务器集群；

SP服务器集群，用于向节目源服务器发送请求、并接收下发的音视频数据，以及接收内容管理系统下发的节目内容，采用P2P分享策略部署和服务器之间数据完整的P2P分享完成服务端数据分享构成P2P网络，以及自定义P2P数据拆分格式并完成数据统一拆分、封装和分发，同时将所有信息同步至P2P客户端集群；

P2P客户端集群，用于与所述SP服务器集群进行数据交互、并完成P2P客户端之间的数据相互分享。

优选地，所述SP服务器集群包括至少两个分发服务器，每个分发服务器连接有至少三个数据相互P2P分享的接收服务器，两个分发服务器分别对应的接收服务器之间还相互P2P分享数据。

优选地，所述SP服务器集群还用于接收P2P客户端集群的流媒体节点查询请求服务，并根据P2P客户端集群自身携带缓存数据的数据块位置、与流媒体数据缓存区间进行对比，建立连接和分享数据至P2P客户端集群。

优选地，所述SP服务器集群还用于接收流媒体文件节点携带的节目唯一标识，快速并唯一定位流媒体文件，且同时用于管理P2P客户端集群中当前登录自身的各P2P客户端的状态信息，并根据P2P客户端的请求服务将系统当前所能提供的流媒体资源的特征信息显示给P2P客户端。

优选地，所述节目源服务器还用于完成节目源的点播、提供直播节目源和直播节目源的数据拆分方案。

第二分方面，本发明实施例提供一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，采集服务器将数据传输至节目源服务器，节目源服务器完成节目源的点播、提供直播节目源和直播节目源的数据拆分方案，同时将自身存储的原始流媒体资源的特征信息发送给SP服务器集群的各个分发服务器；

步骤S2，内容管理系统完成统一节目下发至SP服务器集群的各个分发服务器，并产生流媒体文件的唯一标识；

步骤S3，SP服务器集群向节目源服务器发送请求，接收下发的音视频数据，以及接收内容管理系统下发的节目内容，各个分发服务器自定义P2P数据拆分格式并完成数据统一拆分、封装和分发，各个分发服务器采用P2P分享策略部署、形成相互之间数据完整P2P分享的P2P网络，各个接收服务器同时将所有信息同步至P2P客户端集群；

步骤S4，P2P客户端集群与SP服务器集群进行数据交互，完成P2P客户端之间的数据相互分享。

进一步地，所述步骤S3中还包括：

步骤S3.1，分发服务器接收节目源服务器下发的音视频数据，以及接收内容管理系统下发的节目内容；

步骤S3.2，分发服务器自定义P2P数据拆分格式，完成数据统一拆分、封装和分发；

步骤S3.3，分发服务器将数据分发到至少三个接收服务器，至少三个接收服务器采用P2P分享策略部署、形成相互之间数据完整P2P分享的P2P网络；

步骤S3.4，各个接收服务器将各自的所有信息分别同步至P2P客户端集群中各自对应的P2P客户端；

步骤S3.5，所有的P2P客户端之间相互进行完整的P2P数据分享。

进一步地，所述步骤S3.2中还包括：

步骤S3.2.1，根据P2P流媒体数据自定义大小，统一按照大小切割数据块，以此自定义数据的切割方案；

步骤S3.2.2，根据时间戳、自增、硬件信息自定义唯一标识，P2P数据块生唯一ID标识；

步骤S3.2.3，自定义封装格式，P2P数据块再次分装。

本发明至少一个实施例或至少一个技术方案的优点如下：

本发明中，由于通过P2P分享策略部署服务器，可以有效保证服务器间的数据完整，提高可分享P2P客户端基数和分享率；同时能够自定义P2P数据的拆分格式，可以保持P2P数据一致性；且P2P服务器之间数据可分享，减少服务网络波动以及服务器远距离带来数据传输不稳定情况，以及P2P服务器能够容灾，客户端自动切换；使得本发明具有以下效果：

1.分发服务器统一拆分流媒体数据，封装以及分发，保证数据的一致性，与现有技术中按照数据帧拆分、且将所有的节目都部署在一个服务器上相比，可保证多个服务器之间的客户端可以互相分享，有效实现服务端的P2P策略；

2.多个接收服务器之间形成P2P网络，减少距离带来的网络不稳定情况，利于减小不同服务器之间的数据延迟；

3.多个接收服务器之间的P2P客户端可以数据分享，增加P2P客户端可分享的基数，与现有技术中按照数据帧拆分、且根据节目的受欢迎程度决定服务器部署的节目以及数量相比，P2P客户端的数据分享可以有效提升分享率；

4.分发服务器和接收服务器支持横向扩展，动态部署，可以提高服务器的负载能力，可由一对多模式演变为多对多模式；

5.服务器能够实现容灾处理，单个服务器出现异常时，客户端可以自动切换，不会影响用户体验；

6.自定义P2P数据的拆分格式，解决不同流媒体数据封装格式的支持，与现有技术中按照数据帧拆分或按照数据PCR拆分相比，可以支持多种封装格式的数据进行数据分享。

【说明书附图】

图1为本发明实施例的系统架构图；

图2为本发明实施例的服务端与客户端之间的数据流向图；

图3为本发明实施例的数据切割方案图。

【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。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

下面结合附图通过具体实例对本发明的内容作进一步的说明。

第一方面：一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统，如图1所示，包括节目源服务器1、内容管理系统2、作为服务端的SP服务器集群3和作为客户端的P2P客户端集群4，其中，内容管理系统2用于完成统一节目下发、并产生流媒体文件的唯一标识，节目源服务器1用于完成节目源的点播、提供直播节目源、提供直播节目源的数据拆分方案、并将自身存储的原始流媒体资源的特征信息发送给SP服务器集群3；SP服务器集群3用于向节目源服务器1发送请求、并接收下发的音视频数据，以及接收内容管理系统2下发的节目内容，并采用P2P分享策略部署和服务器之间数据完整的P2P分享完成服务端数据分享构成P2P网络，以及自定义P2P数据拆分格式并完成数据统一拆分、封装和分发，同时将所有信息同步至P2P客户端集群4；P2P客户端集群4用于与SP服务器集群3进行数据交互、并完成P2P客户端之间的数据相互分享。

继续如图1所示，该SP服务器集群3包括第一分发服务器30和第二分发服务器31，第一分发服务器30连接有三个数据相互P2P分享的第一接收服务器32、第二接收服务器33和第三接收服务器34，第二分发服务器31连接有三个数据相互P2P分享的第四接收服务器35、第五接收服务器36和第六接收服务器37，第三接收服务器34与第四接收服务器35之间还相互P2P分享第一分发服务器30与第二分发服务器31之间的数据。

其中，SP服务器集群3还用于接收P2P客户端集群4的流媒体节点查询请求服务，并根据P2P客户端集群4自身携带缓存数据的数据块位置、与流媒体数据缓存区间进行对比，建立连接和分享数据至P2P客户端集群4；该SP服务器集群3还用于接收流媒体文件节点携带的节目唯一标识，快速并唯一定位流媒体文件，且同时用于管理P2P客户端集群4中当前登录自身的各P2P客户端的状态信息，并根据P2P客户端的请求服务将系统当前所能提供的流媒体资源的特征信息显示给P2P客户端。

第二分方面，本发明实施例提供一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

步骤S1，采集服务器将数据传输至节目源服务器1，节目源服务器1完成节目源的点播、提供直播节目源和直播节目源的数据拆分方案，同时将自身存储的原始流媒体资源的特征信息发送给SP服务器集群3的第一分发服务器30和第二分发服务器31；

步骤S2，内容管理系统2完成统一节目下发至SP服务器集群3的第一分发服务器30和第二分发服务器31，并产生流媒体文件的唯一标识；

步骤S3，SP服务器集群3向节目源服务器1发送请求，接收下发的音视频数据，以及接收内容管理系统2下发的节目内容，第一分发服务器30和第二分发服务器31分别自定义P2P数据拆分格式并完成数据统一拆分、封装和分发，各个分发服务器采用P2P分享策略部署、形成相互之间数据完整P2P分享的P2P网络，各个接收服务器同时将所有信息同步至P2P客户端集群4；

该步骤S3中还包括：

步骤S3.1，第一分发服务器30和第二分发服务器31分别接收节目源服务器1下发的音视频数据，以及接收内容管理系统2下发的节目内容；

步骤S3.2，第一分发服务器30和第二分发服务器31分别自定义P2P数据拆分格式，完成数据统一拆分、封装和分发；如图3所示，该步骤S3.2中还包括：

步骤S3.2.1，根据P2P流媒体数据自定义大小，统一按照大小切割数据块，以此自定义数据的切割方案；

步骤S3.2.2，根据时间戳、自增、硬件信息等自定义唯一标识，P2P数据块生唯一ID标识，保证数据唯一性；

步骤S3.2.3，自定义封装格式，P2P数据块再次分装，保证数据的安全传输；

步骤S3.3，第一分发服务器30和第二分发服务器31各自将数据分发到三个接收服务器，三个接收服务器采用P2P分享策略部署、形成相互之间数据完整P2P分享的P2P网络；

步骤S3.4，三个接收服务器将各自的所有信息分别同步至P2P客户端集群4中各自对应的P2P客户端；

步骤S4，P2P客户端集群4与SP服务器集群3进行数据交互，完成P2P客户端之间的数据相互分享。

步骤S3.5，所有的P2P客户端之间相互进行完整的P2P数据分享。

从以上实施例中，可以明确得知，本发明的分发服务器采用统一拆分流媒体数据、封装以及分发，有效保证数据的一致性，可保证多个服务器之间的客户端可以互相分享，有效实现服务端的P2P策略；同时，多个接收服务器之间形成P2P网络，减少距离带来的网络不稳定情况，利于减小不同服务器之间的数据延迟；而且，多个接收服务器之间的P2P客户端可以数据分享，增加P2P客户端可分享的基数，有效提升分享率；同时，分发服务器和接收服务器支持横向扩展，动态部署，可以提高服务器的负载能力，可由一对多模式演变为多对多模式。

另外，该发明的服务器能够实现容灾处理，单个服务器出现异常时，客户端可以自动切换，不会影响用户体验；且自定义P2P数据的拆分格式，解决不同流媒体数据封装格式的支持，与现有技术中按照数据帧拆分或按照数据PCR拆分相比，可以支持多种封装格式的数据进行数据分享。

以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外；凡依本发明之方法及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统，其特征在于，包括节目源服务器、内容管理系统、作为服务端的SP服务器集群和P2P客户端集群，其中，

内容管理系统，用于完成统一节目下发，并产生流媒体文件的唯一标识；

节目源服务器，用于提供数据拆分方案、并将自身存储的原始流媒体资源的特征信息发送给SP服务器集群；

SP服务器集群，用于向节目源服务器发送请求、并接收下发的音视频数据，以及接收内容管理系统下发的节目内容，采用P2P分享策略部署和服务器之间数据完整的P2P分享完成服务端数据分享构成P2P网络，以及自定义P2P数据拆分格式并完成数据统一拆分、封装和分发，同时将所有信息同步至P2P客户端集群；

P2P客户端集群，用于与所述SP服务器集群进行数据交互、并完成P2P客户端之间的数据相互分享；

所述SP服务器集群包括至少两个分发服务器，每个分发服务器连接有至少三个数据相互P2P分享的接收服务器，两个分发服务器分别对应的接收服务器之间还相互P2P分享数据。

2.根据权利要求1所述的一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统，其特征在于，所述SP服务器集群还用于接收P2P客户端集群的流媒体节点查询请求服务，并根据P2P客户端集群自身携带缓存数据的数据块位置、与流媒体数据缓存区间进行对比，建立连接和分享数据至P2P客户端集群。

3.根据权利要求1所述的一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统，其特征在于，所述SP服务器集群还用于接收流媒体文件节点携带的节目唯一标识，快速并唯一定位流媒体文件，且同时用于管理P2P客户端集群中当前登录自身的各P2P客户端的状态信息，并根据P2P客户端的请求服务将系统当前所能提供的流媒体资源的特征信息显示给P2P客户端。

4.根据权利要求1所述的一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制系统，其特征在于，所述节目源服务器还用于完成节目源的点播、提供直播节目源和直播节目源的数据拆分方案。

5.一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，采集服务器将数据传输至节目源服务器，节目源服务器完成节目源的点播、提供直播节目源和直播节目源的数据拆分方案，同时将自身存储的原始流媒体资源的特征信息发送给SP服务器集群的各个分发服务器；

步骤S2，内容管理系统完成统一节目下发至SP服务器集群的各个分发服务器，并产生流媒体文件的唯一标识；

步骤S3，SP服务器集群向节目源服务器发送请求，接收下发的音视频数据，以及接收内容管理系统下发的节目内容，各个分发服务器自定义P2P数据拆分格式并完成数据统一拆分、封装和分发，各个分发服务器采用P2P分享策略部署、形成相互之间数据完整P2P分享的P2P网络，各个接收服务器同时将所有信息同步至P2P客户端集群；

步骤S3.1，分发服务器接收节目源服务器下发的音视频数据，以及接收内容管理系统下发的节目内容；

步骤S3.2，分发服务器自定义P2P数据拆分格式，完成数据统一拆分、封装和分发；

步骤S3.3，分发服务器将数据分发到至少三个接收服务器，至少三个接收服务器采用P2P分享策略部署、形成相互之间数据完整P2P分享的P2P网络；

步骤S3.4，各个接收服务器将各自的所有信息分别同步至P2P客户端集群中各自对应的P2P客户端；

步骤S3.5，所有的P2P客户端之间相互进行完整的P2P数据分享；

步骤S4，P2P客户端集群与SP服务器集群进行数据交互，完成P2P客户端之间的数据相互分享。

6.根据权利要求5所述的一种增加可分享用户基数的P2P流媒体控制方法，其特征在于，所述步骤S3.2中还包括：

步骤S3.2.1， 根据P2P流媒体数据自定义大小，统一按照大小切割数据块，以此自定义数据的切割方案；

步骤S3.2.2，根据时间戳、自增、硬件信息自定义唯一标识，P2P数据块生唯一ID标识；

步骤S3.2.3，自定义封装格式，P2P数据块再次分装。

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