TWI452875B - 調整對等串流網路之樹狀覆蓋網的方法與系統 - Google Patents

Description

調整對等串流網路之樹狀覆蓋網的方法與系統

本揭露係關於一種調整對等(PEER-TO-PEER，P2P)串流網路之樹狀(tree-based)覆蓋網(overlay)的方法與系統。

在P2P串流應用中，各節點(peer)經由P2P串流覆蓋網傳送、取得串流資料。P2P網路串流技術已廣泛使用在各種內容傳遞(content delivery)的應用中，例如收看即時轉播(live streaming)、視訊點播(video on demand)、即時通訊，或是允許使用者發佈其所擁有的多媒體內容、建立個人頻道。

起始傳輸延遲(root delay)與串流品質(streaming quality)是P2P串流架構在一般應用上的主要考量因素。起始傳輸延遲是串流自串流來源(stream source)發佈，經P2P網路傳輸至終端使用者(end-user)所經過的時間延遲。串流品質則會受封包遺失(packet loss)及上游節點的上傳頻寬所影響。各種應用情境對此兩種考量因素的重視程度不同。

一般的樹狀P2P串流傳輸覆蓋網路若未經過最佳化，可能會產生一些狀況。例如，若上傳頻寬低的節點先加入P2P串流傳輸覆蓋網，則會造成覆蓋網的深度增加，因而增加起始傳輸延遲與封包遺失的機會，導致串流品質下降。又例如，若實際地理位置距離串流來源較遠的節點先加入P2P串流傳輸覆蓋網，則會產生起始傳輸延遲增加與串流品質下降。

在P2P串流應用中，對於覆蓋網最佳化的技術可分為分散式轉換(distributed transformation)與本地集中安排(localized central arrangement)兩分支。通常，本地集中安排的技術所需要的計算資源及其衍生的網路訊息負荷(overhead)較分散式轉換的技術要大。分散式轉換相關之覆蓋網最佳化的技術例如是考量樹-成本(tree-cost)、考量起始傳輸延遲、考量頻寬等最佳化技術。

考量樹-成本最佳化技術的著眼點是覆蓋網中所有連結成本(link cost)的總和，其設計是將覆蓋網中的子節點(child peer)切換至具有較低之連結成本的父節點(parent peer)的位置。如第一圖所示，以覆蓋網100中的子節點110為例，此技術探測(probe)子節點110之兩個鄰近節點122~123的連結成本，分別如標號122a與123a所示，得到此兩個鄰近節點122~123的連結成本分別為60與130，其中符號←‧→代表探測連結成本。相較其父節點121的連結成本100，因此將子節點110切換至具有更低之連結成本60的父節點122之下，如標號110a所示。

考量起始傳輸延遲最佳化技術的著眼點是自串流來源至播放串流的節點之間的時間延遲，其設計是將覆蓋網中的子節點切換至具有較低之起始傳輸延遲的父節點的位置。如第二圖所示，以覆蓋網200中的子節點210為例，其起始傳輸延遲為30+80+40+50，也就是等於200。此技術探測子節點210的兩鄰近節點221與222的起始傳輸延遲，分別如標號221a與222a所示，得到此兩鄰近節點221與222的起始傳輸延遲分別為145(即等於30+80+45)與100(即等於40+60)，其中符號←．→代表探測起始傳輸延遲並估算兩節點間的連結傳輸延遲，在此例子中，節點210與節點222的連結傳輸延遲為60。因此將子節點210切換至具有更低之起始傳輸延遲為160(即等於節點222的起始傳輸延遲100+連結傳輸延遲60)的父節點222的位置，如標號210a所示。

考量頻寬最佳化技術的著眼點是覆蓋網中節點的上傳頻寬，其設計是提升覆蓋網中具有高頻寬的節點的所在位置，來降低樹狀覆蓋網的深度(overlay depth)。如第三圖所示，以覆蓋網300中的節點310為例，其上傳頻寬為1500，此技術詢問節點310的兩上層節點321與322的上傳頻寬，分別如標號321a與322a所示，其中符號←．→代表頻寬詢問。得知節點310的上傳頻寬(1500)高於節點321的上傳頻寬(1000)，但低於節點322的上傳頻寬(2000)。因此提升節點310至取代節點321的位置，如標號310a所示。

以上相關技術是由網路傳輸的觀點切入，依不同的著眼點而有不同的覆蓋網最佳化方式。

本揭露實施例可提供一種調整對等(P2P)串流網路之樹狀覆蓋網的方法與系統。

所揭露的一實施例是關於一種調整對等串流網路之樹狀覆蓋網的方法。此方法包含：非同步週期性地(periodically)回報此P2P串流網路的一覆蓋網中至少一節點的接收串流率(received stream rare，RSR)資訊；根據此接收串流率資訊、此至少一節點的每一節點與此至少一節點的每一節點的至少一上層節點之每一上層節點的一第一連結延遲、此至少一上層節點之每一上層節點的一第一起始傳輸延遲、一起始傳輸延遲門檻值、以及一連線串流率，計算此至少一上層節點之每一上層節點的一第一適應性評分；根據此至少一節點的每一節點與該至少一節點的每一節點的至少一祖父節點之每一祖父節點的一第二連結延遲、以及該至少一祖父節點之每一祖父節點的一第二起始傳輸延遲，計算此至少一節點的每一節點的一第三起始傳輸延遲；根據此接收串流率資訊、此至少一節點的每一節點與此至少一節點的每一節點的至少一下層節點之每一下層節點的一第三連結延遲、此第三起始傳輸延遲、以及此連線串流率，計算當此節點與此上層節點對換時，此節點的一第二適應性評分；以及根據此第一與第二適應性評分，調整此節點與此上層節點在此覆蓋網中的位置。

所揭露的另一實施例是關於一種調整對等(P2P)串流網路之樹狀覆蓋網的系統。此系統包含一或多個適應性評分裝置(adaptive scoring device)與一或多個分散式轉換裝置(distributed transformation device)。此P2P串流網路的一覆蓋網中多個節點的每一節點被配置一適應性評分裝置與一分散式轉換裝置，並且接收其一或多個子節點各自非同步且週期性地回報的接收串流率(RSR)資訊。每一節點的適應性評分裝置於此P2P串流網路的應用，參考其一或多個子節點回報的RSR資訊，綜合考量一起始傳輸延遲的要求與一串流品質的要求，計算本身的一第一適應性評分。每一節點的分散式轉換裝置比較此節點的此第一適應性評分與其一或多個上層節點自身的一或多個第二適應性評分與一轉換門檻的一或多個乘積值，以調整此覆蓋網中上層節點與下層節點的位置。

茲配合下列圖示、實施例之詳細說明及申請專利範圍，將上述及本發明之其他優點詳述於後。

在對等網路串流應用中，本揭露實施例提供一種調整此P2P串流網路之樹狀覆蓋網的技術。此覆蓋網調整技術由應用面(使用者端)的觀點切入，綜合考量節點的起始傳輸延遲與網路的串流品質，探討此兩因素之間的應用相依性(application-dependency)，對P2P網路中的節點進行具適應性評分(adaptive scoring)，並依據評分結果決定是否調整上層節點與下層節點在覆蓋網中的位置，從而對整個P2P樹狀覆蓋網以分散式的方式進行最佳化。

此覆蓋網調整技術可包含兩部分，其中一部分為適應性評分，另一部分為分散式轉換(distributed transformation)。適應性評分是依據應用需求，綜合考量節點的起始傳輸延遲與網路的串流品質，週期性地對一P2P串流網路之覆蓋網中的節點評分。分散式轉換是依據評分結果決定是否調整上層節點與下層節點在覆蓋網中的位置。當下層節點的評分高過上層節點的評分，則上層節點在覆蓋網中的位置被下層節點取代。

根據本揭露實施例，此覆蓋網調整技術的適應性評分可設計為多個參數的一函式。適應性評分AS _s (p,r )代表依據一P2P串流應用的需求，基於一子節點r 對其父節點p 所提供串流服務的觀點，綜合考量此起始傳輸延遲及此串流品質，對覆蓋網中的父節點p 的評分，下標s 代表串流來源。適應性評分AS _s (p,r )可用下列的函式來表示。串流來源是最初產生內容(content)，例如串流視訊(stream video)、多媒體檔案(multimedia file)等，的節點。

θ=起始傳輸延遲門檻值(root delay threshold)，

Delays (r ,p )=自串流來源s經父節點p 至子節點r 的起始傳輸延遲，

B =被要求的串流媒體(requested stream media)的平均播放位元率(bit rate)，亦稱做串流連線的位元率或是連線串流率(session stream rate)，

RSR(r )=子節點r 的接收串流率(RSR)，

0≦RSR(r )≦B，

α是調整起始傳輸延遲與串流品質之間相對比重的一應用導向權衡參數(application-specific parameter)，0≦α≦∞，max為一最大值函式。

由上述適應性評分AS _s (p ,r )的函式可以看出，對覆蓋網中的父節點p 的適應性評分AS _s (p ,r )的主要組成項目為起始傳輸延遲Delays (r ,p )與可反應串流品質的子節點r 的接收串流率RSR(r )。此適應性評分的值可由一延遲條件值(delay criterion)與一品質條件值(quality criterion)，兩者之一以一應用導向權衡參數α為指數再以乘法運算結合另一者而得出。並且，此延遲條件值及此品質條件值皆為0到1之間的數值。也就是說，此適應性評分可包含一延遲評分、以及一品質評分，並且此延遲評分與此品質評分可用一應用導向權衡參數來做比重調整。

此延遲條件值與多個參數有關，此多個參數至少包含子節點r 的起始傳輸延遲以及一起始傳輸延遲門檻值(delay threshold)θ。也就是說，此延遲評分係根據此起始傳輸延遲門檻值θ與子節點r 的起始傳輸延遲而決定；此品質條件值與被要求的串流連線的位元率B 、以及子節點r 的接收串流率(RSR)有關。也就是說，此品質評分係根據子節點r 的接收串流率(RSR)資訊與被要求的連線串流率而決定。

應用導向權衡參數α的其中三種特殊情況說明如下。當α=0時，此情況為適應性評分只考慮品質條件值，不考慮延遲條件值；當α=∞時，此情況為只在當子節點r 的起始傳輸延遲低於延遲門檻值θ時，才給予p 正面評分；當α=1時，此情況為適應性評分對於此延遲條件值及此品質條件值是給予同等的重視程度。

根據本揭露實施例，P2P串流網路之覆蓋網中的父節點的所有子節點會週期性地回報資訊予父節點。此最佳化技術的分散式轉換的設計是週期性地依據P2P串流網路之覆蓋網中子節點回報的串流頻寬資訊，動態計算適應性評分，決定是否調整上層節點與下層節點在覆蓋網中的的位置。

承上述，根據本揭露一實施例，第四圖說明一種調整對等(P2P)串流網路之樹狀覆蓋網的方法。參考第四圖，此方法非同步且週期性地回報此P2P串流網路的一覆蓋網中至少一節點的接收串流率資訊(步驟410)。然後，根據此接收串流率資訊、每一節點與每一節點的至少一上層節點之每一上層節點的一第一連結延遲、此每一上層節點的一第一起始傳輸延遲、一起始傳輸延遲門檻值、以及一連線串流率，計算此每一上層節點的一第一適應性評分(步驟420)；並且，根據此每一節點與每一節點的至少一祖父節點之每一祖父節點的一第二連結延遲、此每一祖父節點的一第二起始傳輸延遲，計算此每一節點的一第三起始傳輸延遲(步驟430)；再根據此接收串流率資訊、此每一節點與每一節點的至少一下層節點之每一下層節點的一第三連結延遲、此第三起始傳輸延遲、以及此連線串流率，計算當此節點與此上層節點對換時，此節點的一第二適應性評分(步驟440)。然後，此方法根據此第一與第二適應性評分，調整此節點與此上層節點在此覆蓋網中的位置(步驟450)，以對此覆蓋網中的多個節點進行一分散式轉換。

所以，此方法係基於此P2P串流網路的應用需求，並參考覆蓋網中的多個節點各自回報的接收串流率(RSR)資訊，綜合考量一起始傳輸延遲的要求與一串流品質的要求，基於子節點對其父節點所提供串流服務的觀點，對此P2P串流網路的覆蓋網中至少一上層節點進行一適應性評分，並對一下層節點估算若經位置轉換後可得到的另一適應性評分。再依據此兩適應性評分的結果，來調整上層節點與下層節點在此覆蓋網中的位置，以對此覆蓋網中多個節點進行一分散式轉換。

根據本揭露一實施例，第五圖進一步說明此調整P2P串流網路之樹狀覆蓋網的方法中，分散式轉換的運作。在第五圖的步驟510中，可使每一父節點依據P2P覆蓋網中其一或多個子節點週期性地回報各自的接收串流率，來計算自身的一目前的適應性評分。然後，如步驟520所示，可比較「一或多個上層節點的目前的適應性評分」與「一下層節點的估算的適應性評分」。再根據比較結果，決定是否調整上層節點與下層節點的位置。例如，當子節點的評分較高時，下層節點取代上層節點的位置，接在一祖父節點(grandparent peer)之後；也就是說，根據比較結果，在一或多個目前的適應性評分與此估算的適應性評分中，決定評分較高者成為一祖父節點的子節點，如步驟530所示。

當進行上述分散式轉換時，若發生兩個同樣靠近一祖父節點的下層節點的情況時，根據本揭露實施例，可決定具有上傳頻寬大的下層節點來取代上層節點的位置，接在此祖父節點之後。若發生兩個上傳頻寬相同的下層節點的情況時，根據本揭露實施例，可決定較靠近祖父節點的下層節點來取代上層節點的位置。若發生一節點的第一適應性評分等於一上層節點的第二適應性評分、且此節點的一上傳頻寬大於此上層節點的另一上傳頻寬時，根據本揭露實施例，可對換此節點與此上層節點在該覆蓋網中的位置。

在決定是否進行分散式轉換時，此方法會計算上層節點p 的目前的適應性評分current_AS _s (p )，即為p 的所有子節點對p 的目前的適應性評分總和，根據本揭露一實施例，可用下列的函式來表示。

承上述，此方法同時會估算下層節點r 經過位置轉換後的適應性評分estimated_AS _s (r )，即為節點r 的所有子節點對r 估算轉換後的適應性評分總和，可用下列的函式來表示：

其中Delay _s (r ,c )為”當下層節點r 和上層節點p 經由位置轉換後，節點r 的子節點c 的起始傳輸延遲”的估計值。

第六圖是根據本揭露一實施例，說明一P2P串流應用的情境，其節點連接狀況，其中，在P2P覆蓋網600中，S代表串流來源，實線箭頭表示串流傳輸路徑，虛線用來表示兩節點之間的連結延遲，此連結延遲的單位例如是ms。在第六圖的例子中，各節點須在加入P2P覆蓋網600後，可用如測量或詢問等方式來估計自身的起始傳輸延遲，例如，以子節點P詢問父節點Q的起始傳輸延遲，此例為50ms，再加上節點間的連結延遲(link latency)，此例為65ms，做為子節點P的起始傳輸延遲(即，50ms+65m=115ms)的估計方法，但不依此限定子節點的起始傳輸延遲的估計方法。

以下以第六圖之P2P串流應用情境為例，詳細說明上述之調整P2P串流網路之樹狀覆蓋網的方法的各步驟、適應性評分的計算、以及進行分散式轉換的各步驟。

第七圖是根據本揭露一實施例，說明父節點根據所有子節點週期性地回報的RSR資訊，來計算本身的目前的適應性評分current_AS。在第七圖中，各子節點週期性地(可不需同步)將RSR回報給父節點，並且附帶回報兩者之間的連結延遲，一RSR回報例如是RSR(280K,40ms)。父節點收到RSR回報後，計算本身的current_AS。假設θ=150ms、B=300K、以及α=1，K代表10³ ，並且節點R的起始傳輸延遲為185ms(等於50ms+65ms+70ms)。父節點R收到其三個子節點711~713的RSR回報後，則根據上述的適應性評分函式，其目前的適應性評分current_AS _s (R )可計算如下。

繼第七圖的流程之後，第八圖是根據本揭露一實施例，說明下層節點詢問上層節點的目前的適應性評分current_AS，以及上層節點收到詢問後回覆的訊息流(message flow)。在第八圖中，下層節點R送出詢問適應性評分訊息cAS_Probe給上層節點P與一上層節點810，如標號812所示。例如，下層節點R可群播一目前的適應性評分的探測封包給上層節點P與上層節點810。上層節點P收到詢問後，回覆本身的current_AS，此current_AS以縮寫cAS表示，例如cAS=1.6，給下層節點R。

第九圖是根據本揭露一實施例，說明子節點探測祖父節點的起始傳輸延遲，以及祖父節點的回應。在第九圖中，子節點R送出探測起始傳輸延遲的訊息Delay_Probe給祖父節點Q，然後祖父節點回覆自身的起始傳輸延遲(此例為50ms)，如標號912所示，此過程即為起始傳輸延遲的探測(delay probe)。子節點R收到回覆時，可估計子節點R與祖父節點Q兩者間的連結延遲(此例為30ms，示於第六圖中)。子節點R收到回覆後，可利用上述估算的適應性評分的函式，來計算本身的estimated_AS _s (R)如下，其中，假設θ=150ms、B=300R、以及α=1。

第九圖的例子中，estimated_AS _s 以縮寫eAS表示，例如eAS=2.80。

根據本揭露實施例，繼第七圖之後的第八圖與第九圖的訊息流可以不分先後順序。也就是說，在執行完第七圖的步驟之後，可以先執行第八圖的訊息流，再執行第九圖的訊息流；或是先執行第九圖的訊息流，再執行第八圖的訊息流。

第十圖是根據本揭露一實施例，說明子節點要求取代具較低之適應性評分的父節點或是上層節點。在第十圖的例子中，下層節點R比較自身的estimated_AS(圖中縮寫為eAS)與上述在第八圖之流程中詢問過的上層節點的current_AS(圖中縮寫為cAS)。當下層節點R的estimated_AS高過於某一上層節點的current_AS與一轉換門檻值的乘積時，則下層節點R向該上層節點發出一提升要求(promote request)；並且準備取代該上層節點的位置。

在第十圖的例子中，下層節點R的estimated_AS為2.80，高於上層節點P的current_AS(假設其值為1.93)與轉換門檻值的乘積(即1.93×1=1.93)，在此例中門檻值為1但不限定。所以，下層節點R向上層節點P發出一提升要求Promote_Req，如標號1012所示。

承上述，對換下層節點R與上層節點的依據例如是，當乘積某一父節點的目前的適應性評分current_AS與一轉換門檻值，而獲得一第三適應性評分時，若節點R(利用上述的適應性評分的函式)估算的estimated_AS大於此第三適應性評分時，則可對換節點R與此父節點。

繼第十圖的流程之後，第十一圖是根據本揭露一實施例，說明被取代的節點向其父節點發出離開(leave)通知。在第十一圖的例子中，上層節點P在收到提升要求之後，向其父節點Q(即下層節點R的祖父節點)發出離開通知Child_Leave，如標號1112所示。節點P與Q兩者之間的連結隨後即消失。

第十二圖是根據本揭露一實施例，說明被取代節點(replaced peer)通知被提升節點(promoted peer)加入祖父節點。在第十二圖的例子中，被取代的上層節點P 向被提升的下層節點R 發出一提升回應訊息Prompte_Rsp，如標號1212所示，以回覆下層節點R 。如第十二圖所示，節點Q與P兩者之間的連結已消失。

第十三圖是根據本揭露一實施例，說明被提升節點加入祖父節點。在第十三圖的例子中，被提升的下層節點R 向祖父節點Q發出一加入要求(join request)Child_Join，如標號1312所示，隨即建立連結。第十四圖是根據本揭露一實施例，說明被取代節點加入被提升節點。在第十四圖的例子中，被取代的上層節點P向被提升的下層節點R 發出一加入要求Child_Join，如標號1412所示，隨即建立連結。

承上述第十圖至第十四圖的範例說明，在一覆蓋網中對換一節點與某一上層節點的動作至少包含此上層節點向此節點的一祖父節點發出一離開通知、通知此祖父節點加入此節點、此節點加入此祖父節點、以及此父節點加入此節點等。

承上述第七圖至第十四圖的範例說明，本揭露之調整P2P串流網路之樹狀覆蓋網的方法的訊息流可包含如下：(1)由一節點R的所有子節點回報接收到的串流率RSR給此節點R；(2)由此節點R(視為下層節點R)詢問其上層節點P的適應性評分，以及該上層節點P收到詢問後回覆；(3)由此節點R(視為子節點R)詢問其祖父節點Q的起始傳輸延遲，以及該祖父節點Q收到詢問後回覆；(4)由此節點R(視為子節點R)要求取代具較低之適應性評分的其父節點P或是上層節點；(5)被取代節點(父節點P或是上層節點)向其父節點Q發出離開通知；(6)被取代節點(父節點P或是上層節點)通知被提升節點R加入其祖父節點Q；(7)被提升節點R加入其祖父節點Q；以及(8)被取代節點(父節點P或是上層節點)加入被提升節點R。其中，(2)與(3)的順序可互換。並且，下層節點R被提升的依據是下層節點R的estimated_AS高過於某一上層節點的current_AS與轉換門檻值的乘積。

根據本揭露一實施例，第十五圖是一範例示意圖，說明一種調整對等(P2P)串流網路之樹狀覆蓋網的系統。參考第十五圖，此系統包含一或多個適應性評分裝置1510、以及一或多個分散式轉換裝置1520，其中此P2P串流網路的一覆蓋網1500中多個節點的每一節點可被配置一適應性評分裝置1510與一分散式轉換裝置1520；其中，僅範例顯示節點R與其上層節點(節點P1及節點P2)的適應性評分裝置1510與分散式轉換裝置1520來做說明，其餘節點則省略顯示其適應性評分裝置與分散式轉換裝置。每一節點，例如節點R，接收其一或多個子節點各自週期性地回報的接收串流率(RSR)資訊。

每一節點的適應性評分裝置1510基於該P2P串流網路的應用，參考回報的RSR資訊，綜合考量一起始傳輸延遲的要求與一串流品質的要求，計算本身的一目前的適應性評分。每一節點的分散式轉換裝置1520比較此節點，例如節點R，的一估算的適應性評分與其一或多個上層節點(例如父節點P1與一上層節點P2)的目前的適應性評分，以決定如何調整覆蓋網1500中上層節點與下層節點的位置。例如，經由前述分散式轉換的運作，在估算的適應性評分與一或多個目前的適應性評分的每一目前的適應性評分中，決定其中評分較高者成為一祖父節點，例如節點Q，的子節點。每一節點的適應性評分裝置1510可在收到一祖父節點回覆的一起始傳輸延遲後，來計算此估算的適應性評分。

覆蓋網1500中的每一節點還可包含一收發器，來接收與傳送在覆蓋網1500中適應性評分裝置1510與分散式轉換裝置1520運作時所衍生的多個訊息，此多個訊息包括如(1)此節點的所有子節點回報的接收串流率(RSR)；(2)此節點向其上層節點發出的適應性評分的詢問訊息，以及其上層節點回覆的適應性評分；(3)此節點向其祖父節點發出的起始傳輸延遲的詢問訊息，以及其祖父節點回覆的起始傳輸延遲的訊息；(4)此節點要求取代其父節點或是上層節點而發出的提升要求訊息；(5)被取代節點向其父節點發出的離開通知；(6)被取代節點發出的提升回覆訊息；(7)被提升節點向其祖父節點發出的加入訊息；以及(8)被取代節點向被提升節點發出的加入訊息。

根據本揭露實施例，每一節點可在一或多電腦系統或實體處理器的控制下，結合其收發器來實現其適應性評分裝置1510與分散式轉換裝置1520的運作。

綜上所述，本揭露實施範例基於P2P串流應用，提供一種調整P2P串流網路之樹狀覆蓋網的方法與系統。其技術考量起始傳輸延遲及串流品質的要求，對一P2P網路中的多個節點進行具適應性評分，並依據評分結果決定是否以多播樹(multicast tree)中位於較下層的節點取代其他較上層的節點位置，從而對整個P2P覆蓋網進行最佳化(overlay optimization)，提昇P2P串流應用的效能表現與規模。

以上所述者僅為本揭露實施例，當不能依此限定本揭露實施之範圍。即大凡本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍。

100．．．覆蓋網

110．．．子節點

110a．．．切換

121~123．．．上層節點

122a、123a．．．探測連結成本

200．．．覆蓋網

210．．．子節點

210a．．．切換

221~222．．．上層節點

221a、222a．．．探測起始傳輸延遲

300．．．覆蓋網

310．．．子節點

310a．．．提升

321~322．．．上層節點

321a、322a．．．探測頻寬

410．．．週期性且非同步地回報此P2P串流網路的一覆蓋網中至少一節點的接收串流率資訊

420．．．根據此接收串流率資訊、每一節點與每一節點的至少一上層節點之每一上層節點的一第一連結延遲、此每一上層節點的一第一起始傳輸延遲、一起始傳輸延遲門檻值、以及一連線串流率，計算此每一上層節點的一第一適應性評分

430．．．根據此每一節點與每一節點的至少一祖父節點之每一祖父節點的一第二連結延遲、此每一祖父節點的一第二起始傳輸延遲，計算此每一節點的一第三起始傳輸延遲

440．．．根據此接收串流率資訊、此每一節點與每一節點的至少一下層節點之每一下層節點的一第三連結延遲、此第三起始傳輸延遲、以及此連線串流率，計算當此節點與此上層節點對換時，此節點的一第二適應性評分

450．．．根據此第一與第二適應性評分，調整此節點與此上層節點在此覆蓋網中的位置

510．．．使每一父節點依據P2P覆蓋網中其一或多個子節點週期性地回報各自的接收串流率，來計算自身的一目前的適應性評分

520．．．比較「一或多個上層節點的目前的適應性評分」與「一下層節點的估算的適應性評分」

530．．．根據比較結果，在一或多個目前的適應性評分與此估算的適應性評分中，決定其中評分較高者成為一祖父節點的子節點

600．．．P2P覆蓋網

711~713．．．三個子節點

RSR．．．接收串流率

810．．．上層節點

cAS．．．目前的適應性評分

812．．．下層節點R送出詢問適應性評分訊息cAS_Probe給上層節點P

912．．．子節點R送出探測起始傳輸延遲的訊息Delay_Probe給祖父節點Q，然後祖父節點Q回覆自身的起始傳輸延遲

1012．．．下層節點R向上層節點P發出一提升要求Promote_Req

eAS．．．估算的適應性評分

1112．．．上層節點P向其父節點Q發出離開通知Child_Leave

1212．．．被取代的上層節點P向被提升節點的下層節點R 發出一提升回應訊息Prompte_Rsp

1312．．．被提升的下層節點R向祖父節點Q發出一加入要求Child_Join

1412．．．被取代的上層節點P向被提升的下層節點R發出一加入要求Child_Join

1500．．．覆蓋網

1510．．．適應性評分裝置

1520．．．分散式轉換裝置

第一圖是一種考量樹-成本最佳化技術的一範例示意圖。

第二圖是一種考量起始傳輸延遲最佳化技術的一範例示意圖。

第三圖是一種考量頻寬最佳化技術的一範例示意圖。

第四圖根據本揭露一實施例，說明一種調整P2P串流網路之樹狀覆蓋網的方法。

第五圖是根據本揭露一實施例，說明調整P2P串流網路之樹狀覆蓋網的方法中，分散式轉換的運作。

第六圖是根據本揭露一實施例，說明一P2P串流應用的情境，其節點連接狀況。

第七圖是根據本揭露一實施例，說明父節點根據所有子節點週期性地回報的資訊，來計算本身的目前的適應性評分。

第八圖是根據本揭露一實施例，說明下層節點詢問上層節點的current AS，以及上層節點收到詢問後回覆的訊息流。

第九圖是根據本揭露一實施例，說明子節點詢問祖父節點的起始傳輸延遲，以及祖父節點收到詢問後回覆。

第十圖是根據本揭露一實施例，說明子節點要求取代具較低之適應性評分的父節點或是上層節點。

第十一圖是根據本揭露一實施例，說明被取代的節點向其父節點發出離開通知。

第十二圖是根據本揭露一實施例，說明被取代節點通知被提升節點加入祖父節點。

第十三圖是根據本揭露一實施例，說明被提升節點加入祖父節點。

第十四圖是根據本揭露一實施例，說明被取代節點加入被提升節點。

第十五圖是根據本揭露一實施例，說明一種調整對等(P2P)串流網路之樹狀覆蓋網的系統。

410．．．週期性且非同步地回報此P2P串流網路的一覆蓋網中至少一節點的接收串流率資訊

420．．．根據此接收串流率資訊、每一節點與每一節點的至少一上層節點之每一上層節點的一第一連結延遲、此每一上層節點的一第一起始傳輸延遲、一起始傳輸延遲門檻值、以及一連線串流率，計算此每一上層節點的一第一通應性評分

430．．．根據此每一節點與每一節點的至少一祖父節點之每一祖父節點的一第二連結延遲、此每一祖父節點的一第二起始傳輸延遲，計算此每一節點的一第三起始傳輸延遲

440．．．根據此接收串流率資訊、此每一節點與每一節點的至少一下層節點之每一下層節黔的一第三連結延遲、此第三起始傳輸延遲、以及此達線串流率，計算當此節點與此上層節點對換時，此節點的一第二適應性評分

450．．．根據此第一與第二適應性評分，調整此節點與此上層節點在此覆蓋網中的位置

Claims (15)

1. 一種調整對等(P2P)串流網路之樹狀覆蓋網的方法，該方法包含：非同步地且週期性地回報該P2P串流網路的一覆蓋網中至少一節點的接收串流率資訊；根據該接收串流率資訊、該至少一節點的每一節點與該至少一節點的每一節點的至少一上層節點之每一上層節點的一第一連結延遲、該至少一上層節點之每一上層節點的一第一起始傳輸延遲、一起始傳輸延遲門檻值、以及一連線串流率，計算該至少一上層節點之每一上層節點的一第一適應性評分；根據該至少一節點的每一節點與該至少一節點的每一節點的至少一祖父節點之每一祖父節點的一第二連結延遲、以及該至少一祖父節點之每一祖父節點的一第二起始傳輸延遲，計算該至少一節點的每一節點的一第三起始傳輸延遲；根據該接收串流率資訊、該至少一節點的每一節點與該至少一節點的每一節點的至少一下層節點之每一下層節點的一第三連結延遲、該第三起始傳輸延遲、以及該連線串流率，計算當該節點與該上層節點對換時，該節點的一第二適應性評分；以及根據該第一與第二適應性評分，調整該節點與該上層節點在該覆蓋網中的位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一適應性評分包含一延遲評分、以及一品質評分，並且該延遲評 分與該品質評分以一應用導向權衡參數做比重調整。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該延遲評分係根據該起始傳輸延遲門檻值與該第一起始傳輸延遲而決定。
4. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該品質評分係根據該接收串流率資訊與該連線串流率而決定。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：乘積該節點的一上層節點的該第一適應性評分與一轉換門檻值，以獲得一第三適應性評分；以及當該第二適應性評分大於該第三適應性評分時，對換該節點與該上層節點在該覆蓋網中的位置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中對換該節點與該上層節點在該覆蓋網中的位置還包括：該上層節點向該節點的該祖父節點發出一離開通知；通知該祖父節點加入該節點；該節點加入該祖父節點；以及該上層節點加入該節點。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該上層節點的該第一適應性評分為該覆蓋網中，該上層節點的所有子節點的每一子節點對該上層節點的一目前的適應性評分的總和。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中每一子節點r 對該上層節點p 的該目前的適應性評分AS _S (p ,r )利用下列函式計算得出：，並且 θ為該起始傳輸延遲門檻值，Delays (r ,p )為經該上層節點p 至該子節點r 的一第四起始傳輸延遲，該第四起始傳輸延遲為該第一連結延遲與該第一起始傳輸延遲之和，α為一應用導向權衡參數，0≦α≦∞，B 是該連線串流率，RSR(r )為子節點r 的接收串流率，0≦RSR(r )≦B ，max為一最大值函式。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二適應性評分為當該節點與該上層節點對換時，於該覆蓋網中，該節點的所有子節點的每一子節點對該節點的一目前的適應性評分的總和。
10. 一種調整對等(P2P)串流網路之樹狀覆蓋網的系統，包含：一或多個適應性評分裝置與一或多個分散式轉換裝置，並且該P2P串流網路的一覆蓋網中多個節點的每一節點被配置一適應性評分裝置與一分散式轉換裝置，並且接收其一或多個子節點各自非同步且週期性地回報的接收串流率資訊；其中，該每一節點的適應性評分裝置基於該P2P串流傳輸網路的應用，參考其一或多個子節點回報的接收串流率資訊，綜合考量一起始傳輸延遲的要求與一串流品質的要求，計算本身的一第一適應性評分；以及該每一節點的分散式轉換裝置比較該節點的該第一適應性評分與其一或多個上層節點自身的一或多個第二適應性評分與一轉換門檻的一或多個乘積值，以調整該 覆蓋網中上層節點與下層節點的位置。
11. 如申請專利範圍第10項所述之系統，其中該覆蓋網中的每一節點還包含一收發器，來接收與傳送該適應性評分裝置與該分散式轉換裝置運作時所衍生的多個訊息。
12. 如申請專利範圍第10項所述之系統，其中該每一節點在一或多電腦系統或實體處理器的控制下，結合該收發器來實現其適應性評分裝置與其分散式轉換裝置的運作。
13. 如申請專利範圍第10項所述之系統，其中該每一節點的分散式轉換裝置根據該比較的評分結果，在比較該第一適應性評分與該一或多個乘積值中，決定其中值較高者成為一祖父節點的子節點。
14. 如申請專利範圍第10項所述之系統，其中該每一節點的適應性評分裝置是在收到一祖父節點回覆的一起始傳輸延遲後，來計算該第一適應性評分。
15. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中該多個訊息還包含：該每一節點的該一或多個子節點回報的接收串流率；該每一節點向其上層節點發出的適應性評分的一詢問訊息，以及其上層節點回覆的適應性評分；該每一節點向其祖父節點發出的起始傳輸延遲的另一詢問訊息，以及其祖父節點回覆的一起始傳輸延遲；該每一節點要求取代其父節點或是上層節點而發出的一提升要求訊息；一被取代節點向其父節點發出的一離開通知； 該被取代節點發出的一提升回覆訊息；一被提升節點向其祖父節點發出的一加入訊息；以及該被取代節點向該被提升節點發出的另一加入訊息。