TWI533689B - 網路點播服務系統與方法 - Google Patents

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Description

網路點播服務系統與方法
本案是有關於一種在網路中提供點播服務之系統與方法。
提供點播(Video-on-Demand,VOD)服務的點對點(Peer-to-peer,P2P)技術可以大幅減輕影音服務提供商的頻寬成本。然而，許多網路服務提供商(Internet Service Provider,ISP)利用防火牆(Firewall)來全面封鎖P2P流量，或者限制P2P的搜索效果與傳輸速度。導致被防火牆所屏蔽的用戶(亦稱為屏蔽用戶)不易與位於防火牆外的公開用戶交換影音資料。而且，隨著P2P程式的進化，網路業者也會更新防火牆的技術來因應。
故而，如何在網路環境中更有效地提供點播服務乃是業者努力方向之一。
根據本案之一實施例，提出一種網路點播服務系統，包括：複數個用戶裝置；以及一伺服器，耦接至該些用戶裝置。於下載一目標資料時，當該些用戶裝置之一的一點對點傳輸 功能被限制時，該用戶裝置只啟動一許可傳輸模式；以及當該用戶裝置的該點對點傳輸功能未被限制時，該用戶裝置選擇性啟動該許可傳輸模式與一點對點傳輸模式。該用戶裝置統計該許可傳輸模式與該點對點傳輸模式的各自傳輸速度以決定該兩種傳輸模式所要負責的各自下載範圍，該兩種傳輸模式中具有較高傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之一起始點之一區段，而該兩種傳輸模式中具有較低傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之一結束點之一區段。根據其他用戶裝置暫存該目標資料的一情況，該用戶裝置指定該兩種傳輸模式對於該目標資料之複數片段的下載順序以下載該目標資料之該些片段。
根據本案之另一實施例，提出一種網路點播服務方法。偵測一用戶裝置的一點對點傳輸功能是否被限制。當該用戶裝置的該點對點傳輸功能被限制時，該用戶裝置只啟動一許可傳輸模式。當該用戶裝置的該點對點傳輸功能未被限制時，該用戶裝置選擇性啟動該許可傳輸模式與一點對點傳輸模式。該用戶裝置統計該許可傳輸模式與該點對點傳輸模式的各自傳輸速度以決定該兩種傳輸模式所要負責的各自下載範圍，該兩種傳輸模式中具有較高傳輸速度者負責下載靠近一目標資料之一起始點之一區段，而該兩種傳輸模式中具有較低傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之一結束點之一區段。根據其他用戶裝置暫存該目標資料的一情況，該用戶裝置指定該兩種傳輸模式對於該目標資料之複數片段的下載順序以下載該目標資料之該些片段。
為了對本案之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100‧‧‧網路點播服務系統
110、120‧‧‧用戶裝置
130‧‧‧伺服器
135‧‧‧資料庫
140‧‧‧防火牆
150‧‧‧網路
210‧‧‧啟動決策模組
220‧‧‧下載任務決定模組
230‧‧‧目標片段選擇模組
240‧‧‧FATM模組
250‧‧‧P2P模組
260‧‧‧下載器
270‧‧‧儲存區
280‧‧‧上載器
310~380、410~495‧‧‧步驟
第1圖顯示根據本案實施例之在網路中提供點播服務之系統架構圖。
第2圖顯示根據本案實施例之用戶裝置之架構圖。
第3圖顯示根據本案實施例之啟動決策模組的啟動決策流程。
第4圖顯示根據本案實施例的下載任務決定模組的下載任務決定流程。
第5圖顯示根據本案實施例的「即將播放區段」與「稍後播放區段」的示意圖。
第6A圖與第6B圖顯示根據本案實施例之更新x、y與z值的兩種例子。
本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。對於該領域習見的技術或原理，若不涉及本揭露之技術特徵，將不予贅述。此外，圖示中元件之形狀、尺寸、比例等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本揭露之用，非對本揭露之實施範圍加以限制。
本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。 在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。
在底下，所謂的被防火牆許可傳輸模式，指的是ISP業者所明訂的傳輸模式(如：平均流量不可超過1Mbps)、或是ISP業者所默許的傳輸模式(即傳輸行為類似傳統的網路應用程式的行為，像是瀏覽網頁、用ftp傳輸資料等)。所謂的「傳統的網路應用程式」的行為是指，使用者通常只會與少數的伺服器建立連線，且通常連線的使用期間相對較長。但以P2P行為模式來看，使用者通常會同時與許多其他用戶建立連線，且其連線時間相對較短。
本案實施例係有關於一種在網路中提供點播服務之系統與方法。當系統中的用戶裝置被防火牆屏蔽時，用戶裝置僅會使用被防火牆許可的傳輸模式(Firewall Allowed Transmission Mode,FATM)來傳輸資料。當用戶裝置不被防火牆屏蔽時，則可採用被防火牆許可的傳輸模式以及P2P傳輸模式來傳輸資料。此外，在用戶設備進行下載任務時，本案實施例可依據上述兩者傳輸模式的下載速度與情況來動態調節上述兩種傳輸模式的下載任務。
現請參考第1圖，其顯示根據本案實施例之在網路中提供點播服務之系統架構圖。網路點播服務系統100包括：複數個用戶裝置110、120與伺服器130。此伺服器130更包括一資 料庫135，資料庫135紀錄每個ISP業者是否會封鎖或限制P2P流量。當用戶裝置110/120登入網路點播服務系統100時，用戶裝置110/120發出訊息給伺服器130。伺服器130可經由此訊息得知用戶裝置110/120是使用哪個ISP業者，然後告知用戶裝置110/120是否會被防火牆屏蔽。如果會被屏蔽，則用戶裝置會將自己設定為屏蔽用戶(如用戶裝置120被防火牆140所屏蔽)；反之，用戶裝置會將自己設定為公開用戶(如用戶裝置110)。用戶裝置110/120與伺服器130之間透過網路150而彼此耦接。公開用戶之點對點傳輸功能並未被限制，但屏蔽用戶的點對點傳輸功能則被限制。
為了不被防火牆140列入黑名單，屏蔽用戶120只啟動FATM傳輸模式，以跟公開用戶110與其他屏蔽用戶120之間傳送資料。當公開用戶110偵測到有其他公開用戶110在收看同一頻道的話，則此公開用戶110啟動P2P傳輸模式，以在此公開用戶110與其他公開用戶110之間傳輸資料(比如是影片等)；當公開用戶110偵測到有屏蔽用戶120在收看同一頻道的話，則公開用戶110啟動FATM傳輸模式，以在此公開用戶110與屏蔽用戶120之間傳輸資料。當公開用戶110同時運作此兩種傳輸模式(P2P傳輸模式與FATM傳輸模式)時，則公開用戶110會進行協調，以避免此兩種傳輸模式下載相同的資料片段，如此可避免浪費頻寬。
現請參照第2圖，其顯示根據本案實施例之用戶裝 置110/120之架構圖。用戶裝置110/120包括：啟動決策模組210、下載任務決定模組220、目標片段選擇模組230、FATM模組240、P2P模組250、下載器260、儲存區270與上載器280。為方便說明，底下以下載影片資料為例做說明。此影片資料分割為多個影音片段。在下載時，並非一次將整個影片資料全部下載，而是一個一個影音片段分別下載。
啟動決策模組210負責偵測用戶裝置110/120所處網路環境是否有會封鎖或限制P2P流量的防火牆。也就是說，啟動決策模組210會偵測提供服務的ISP業者的防火牆是否會封鎖或限制P2P流量。此外，根據(1)防火牆是否封鎖或限制P2P流量之資訊與(2)網路上是否有其他公開用戶或其他屏蔽用戶收看相同頻道，啟動決策模組210決定是否要啟用P2P傳輸模式或FATM傳輸模式。當兩個傳輸模式都要被啟動時，啟動決策模組210致能下載任務決定模組220與目標片段選擇模組230。若僅啟動P2P傳輸模式或FATM傳輸模式之一，則啟動決策模組210關閉下載任務決定模組220與目標片段選擇模組230。啟動決策模組210的細節將於底下說明之。
簡言之，啟動決策模組210依據網路環境內防火牆之有無，與系統內用戶裝置的網路環境和暫存資料狀態，決定是否要啟動FATM傳輸模式與P2P傳輸模式。然而，多啟動一個傳輸模式可以增加傳輸效率，但也會增加控制花費與計算負擔。所以，於本案實施例中，公開用戶偵測到收看相同頻道的其他屏蔽 用戶的存在時，公開用戶才會開啟FATM傳輸模式；另外，公開用戶偵測到收看相同頻道的其他公開用戶存在時，公開用戶才會開啟P2P傳輸模式。
下載任務決定模組220負責週期性檢查儲存區270的內容，據此統計兩種傳輸模式的各自傳輸速度，然後計算出此兩種傳輸模式所要負責的新下載範圍。下載任務決定模組220將新的下載範圍、以及哪些影音片段的下載未完成等資訊，告知目標片段選擇模組230。
目標片段選擇模組230會根據下載任務決定模組220所傳來的上述資訊，以及FATM模組240與P2P模組250所收集到的其他用戶的儲存區狀態，決定此兩個傳輸模式各自對目標影音片段的下載順序，並告知FATM模組240與P2P模組250。
FATM模組240運行FATM演算法(如：詢問集中式追蹤伺服器(Tracker Server)，該追蹤伺服器大略記錄用戶的儲存區內容)，來得知其他公開用戶和其他屏蔽用戶擁有哪些影音片段。
P2P模組250運行P2P演算法(如：BitTorrent協定)，來得知其他公開用戶擁有哪些影音片段。如果P2P模組250所運行P2P演算法可以是公眾熟知的，則應用本案實施例之公開用戶可以與未應用本案實施例之公開用戶以P2P演算法互相交換(影音)資料；故而，在此情況下，「應用本案實施例之公開用戶」與「未應用本案實施例的公開用戶」統稱為「公開用戶」。但如果 P2P模組250所運行P2P演算法並非為公眾所熟知的，如此未應用本案實施例之公開用戶便無法自應用本案實施例的公開用戶取得(影音)資料；故而，在此情況下，「公開用戶」包括「應用本案實施例之公開用戶」但並不包括「未應用本案實施例的公開用戶」。
下載器260負責下載影音片段(例如：一分鐘的影音片段)。細言之，下載器260下載FATM模組240與P2P模組250所指定的目標影音片段，並儲存在儲存區270。上載器280則負責將儲存區270所儲存的影音片段，上傳給其他用戶110/120。
元件210~250、260與280可以軟體或硬體實現之。
第3圖顯示根據本案實施例之啟動決策模組210的啟動決策流程。第3圖的啟動條件可能是，用戶裝置110/120剛加入至網路點播服務系統100時、或每次經過一周期T(在此比如，周期T是1分鐘，但本案實施例並不受限於此)後、或是用戶裝置110/120偵測底層網路型態發生變化。在此，偵測底層網路型態發生變化比如是，偵測到用戶裝置110/120處於漫遊狀態，則用戶裝置110/120的網路環境有可能會改變，比如，可能由有防火牆的網路環境漫遊至無防火牆的網路環境(或是相反))。故而，於步驟310，啟動決策模組210檢查用戶裝置所處網路環境是否有會封鎖或限制P2P流量的防火牆。比如，伺服器130接收用戶裝置所發出的訊息，藉由檢查該訊息的網路層標頭的來源位址，判斷用戶裝置是由哪一ISP業者服務。之後，伺服器130查 詢資料庫135(其儲存有，目前已知會封鎖或限制P2P流量的ISP業者名單)。然後，伺服器130將查詢結果告知用戶裝置110/120。
或者，用戶裝置110/120可以試著與P2P系統的伺服器建立連線，若能成功建立連線，表示所處網路環境沒有會封鎖P2P流量的防火牆；反之，則表示所處網路環境存有會封鎖P2P流量的防火牆。不過，此偵測方式較不建議，因為有些防火牆可能因為這個嘗試連線動作，而封鎖用戶裝置。
於步驟320，根據偵測結果，啟動決策模組210判斷用戶裝置的網路環境是否有防火牆存在。如果有的話(此時的用戶裝置會被設定為屏蔽用戶)，則用戶裝置僅啟用FATM傳輸模式，避免被防火牆封鎖，如步驟330所示。
於步驟330中，啟動決策模組210更會啟動FATM模組240，且於啟動時，啟動決策模組210會告知FATM模組240，用戶裝置的ISP業者為何。這是因為，不同的ISP業者可能對P2P傳輸有不同的限制，如ISP A業者可能限制P2P傳輸的平均流量不可超過1Mbps，ISP B業者可能限制同時連線數目不可超過10條等，這些資訊乃是事先建立好。FATM模組會依據ISP業者的限制條件來進行FATM傳輸模式。
如果步驟320為否(亦即，用戶裝置的網路環境沒有會封鎖或限制P2P流量的防火牆時)，用戶裝置(此時的用戶裝置會被設定為公開用戶)找尋是否有收看相同頻道的屏蔽用戶，如步驟340。如果步驟340的結果為有，則啟動決策模組210啟動FATM 傳輸模式(亦即，啟動FATM模組240)，如步驟350；如果步驟340的結果為無，則啟動決策模組210關閉FATM傳輸模式(亦即，關閉FATM模組240)。
於步驟360中，用戶裝置找尋是否有收看相同頻道的其他公開用戶。如果有，則啟動P2P傳輸模式(亦即P2P模組250被啟動)，如步驟370；無，則關閉P2P傳輸模式。
於步驟380中，經過周期T後，或如果偵測到所處網路環境改變(如上述般，偵測到用戶裝置處於漫遊)，則流程接續至步驟310。
透過第3圖的流程，啟動決策模組210決定要啟動FATM傳輸模式及/或P2P傳輸模式。
現請參考第4圖，其顯示根據本案實施例的下載任務決定模組220的下載任務決定流程。如第4圖所示，於步驟410中，決定所要下載的影音資料是否有輔助檔案。在此，輔助檔案例如是：描述檔或是廣告影音檔。描述檔描述此影音資料的每一秒的關鍵幀(Key Frame)位於完整影音檔案中的位址(此描述檔通常用來支援改變播放進度)。如果找到輔助檔案的話，則用戶裝置可以先下載這些輔助檔案，用以測試P2P傳輸模式和FATM傳輸模式的傳輸速度。於步驟420中，P2P傳輸模式和FATM傳輸模式各自下載一半的輔助檔案。據此，可初步比較出P2P傳輸模式和FATM傳輸模式的傳輸速度誰較高。
於步驟430中，以較高傳輸速度的傳輸模式來下載 「即將播放區段」。「即將播放區段」是指，比如將所要下載的影音資料分為兩區段，前段區段(較靠近影片開頭或較靠近目前觀看時間)視為「即將播放區段」，而後段區段(較靠近影片結尾)視為「稍後播放區段」。由於用戶裝置會較先播放「即將播放區段」，故而，「即將播放區段」由較高傳輸速度的模式來下載，而「稍後播放區段」由較低傳輸速度的模式來下載。第5圖顯示根據本案實施例的「即將播放區段」與「稍後播放區段」的示意圖。在第5圖中，參數x代表未完成下載的影音片段中具最小播放時間者(其初始預設值為影片的起始處(播放時間為0))；參數y代表未完成下載的影音片段中具最大播放時間者(其初始預設值為影片的結尾處)；以及參數z為分界點。如果所下載的資料不是影音資料而是其他格式的資料的話，x與y亦可視為代表「檔案位置」。
如果在步驟410中找不到輔助檔案的話，則比較收看相同頻道的公開用戶的數目與屏蔽用戶的數目，如步驟440。步驟440的原因在於，如果用戶數目越多，通常會有較多的機會選到頻寬較大的資料提供者。所以，如果收看相同頻道的公開用戶較多，則優先選擇P2P傳輸模式來下載「即將播放區段」中的影音片段，如步驟450；反之，如果收看相同頻道的屏蔽用戶較多，則優先選擇FATM傳輸模式來下載「即將播放區段」中的影音片段，如步驟460。
於步驟470中，判斷是否已經過周期T。如果是的話，則於步驟480中，依據過去的下載情況來評估這兩個傳輸模 式的未來傳輸速度何者較快，其細節將於底下描述之。
於步驟490中，兩種傳輸模式的未來傳輸速度之快慢順序是否有變化；以及如果有變化的話，兩者傳輸速度之差距是否超過一定比例。
如果步驟490中為是，則選擇所評估未來傳輸速度較快者來下載「即將播放區段」之影音片段，如步驟495。如果步驟490為否，則兩個傳輸模式維持原本的下載任務。
比如，假設原本是P2P傳輸模式的傳輸速度較快(比如其為10Kbps)而FATM傳輸模式的傳輸速度較慢(比如其為3Kbps)，但經過步驟480的評估後，FATM傳輸模式的未來傳輸速度反而變得較快(比如其變為18Kbps)而P2P傳輸模式的未來傳輸速度反而變得較慢(比如其變為9Kbps)，且其傳輸速度之差距超過一既定值，則於步驟495中，重新選擇，讓FATM傳輸模式來下載「即將播放區段」而讓P2P傳輸模式來下載「稍後播放區段」。
現將說明本案實施例所提出的兩種評估未來傳輸速度的方法。
P2P傳輸模式：於第n次評估(亦即第n個周期即將結束時)時，P2P傳輸模式於第n個周期內的平均實際傳輸速度為a(n)，而P2P傳輸模式的下一周期的預估傳輸速度以A(n)表示。
FATM傳輸模式：於第n次評估時，FATM傳輸模式於第n個周期內的平均實際傳輸速度為b(n)，而FATM傳輸模式 的下一周期的預估傳輸速度以B(n)表示。
第一種評估未來傳輸速度的方法，即把a(n)設定到A(n)，b(n)設定到B(n)。這樣的做法好處是簡單易實作。
第二種評估未來傳輸速度的方法，是把過往的h+1次所統計的實際傳輸速度乘以權重後相加，其中0<h<n，h為正整數。越舊的實際傳輸速度，會分配到越小的權重值；越新的實際傳輸速度，會分配到越大的權重值。這種評估方法較不易被近期的劇烈網路變化所誤導。
底下列舉其中一個可能的權重值分配如下：A(n)=a(n)+γ a(n-1)+γ2a(n-2)+…+γha(n-h)
B(n)=b(n)+γ b(n-1)+γ2b(n-2)+…+γhb(n-h)
0<γ<1,0<h<n,h N
現將說明目標片段選擇模組230如何決定FATM模組240與P2P模組250的各自下載任務。請再次參照第5圖。為方便解說，在此以用戶裝置從影片的開頭下載為例做說明，但當知本案並不受限於此。
參數z的決定方式有關於是否有輔助檔案。如果沒有輔助檔案的話，則z設為x與y的中央點，這是因為，如上述般，沒有輔助檔案的話，則無法評估兩種傳輸模式的傳輸速度，所以，就預設兩種傳輸模式的傳輸速度為一樣，所以，z的初始值設為z=(x+y)/2。
如果有輔助檔案的話，則如上述般，於兩種傳輸模 式各自下載完一半輔助檔案後，可以評估兩種傳輸模式的各別傳輸速度，令其為a與b，其中a>b。則z值的設定如後：(z-x)：(y-z)=a：b
x~z的影音片段(亦即，「即將播放區段」)由具有較高傳輸速度的傳輸模式來下載，而z~y的影音片段(亦即，「稍後播放區段」)由具有較低傳輸速度的傳輸模式來下載。
細言之，由x到z的影音片段的播放期限較短，所以建議由即x朝z的方向下載(亦即，由具有最小播放時間的影音片段開始下載)。在此，播放期限是指，此段影音片段距離目前播放時間的時間差，比如，此段影音片段為5~6分鐘，而目前播放時間為第3分鐘，則播放期限為2分鐘。如果在「即將播放區段」中的已完成下載的影音片段已經達一定門檻(如：「即將播放區段」中的已經有10分鐘的影音片段被完成下載)，則可以變成“稀少性優先”的下載方式，亦即被越少用戶擁有的影音片段越優先下載，如此可增加資料的可得性。更甚者，如果在「即將播放區段」中的已完成下載的影音片段已經達一定門檻，且x到z的這部份是由FATM傳輸模式所下載，則可以變成“豐富性優先”的下載順序，即下載用戶向擁有最多所需影音片段的其他用戶下載所需之影音片段，如此可以減少用戶裝置的連線常常在切換，避免被防火牆視為用戶裝置在進行P2P連線而遭到封鎖。
由y到z的影音片段的播放期限較長，所以下載順序較無限制。可以從具有最小播放時間的影音片段開始下載(即 z朝y的順序下載)；或者是“稀少性優先”的下載方式；如果z到y的這部份是由FATM傳輸模式所下載，則可以變成“豐富性優先”的下載順序。更甚者，可以隨機決定下載順序，以方便實作。
每當下載任務決定模組220評估完未來下載速度時，分界點z的位置需要被重新決定，以讓下載速度快的傳輸模式能負責下載較多的影音片段。現將說明如何決定分界點z，及如何更新參數x、y與z。
x值要被更新為「未完成下載者中，具有最小播放時間的影音片段的播放時間」。y值要更新為「未完成下載者中，具有最大播放時間的影音片段的播放時間」。
第6A圖與第6B圖顯示根據本案實施例之更新x、y與z值的兩種例子。在第6A圖與第6B圖中，假設所要下載的影片共分為14個影音片段，此影片假設為14分鐘，一個影音片段包括1分鐘的內容。為方便解釋，x、y與z的初始值分別為0、14與8。已完成下載的影音片段顯示為斜線區塊，未完成下載的影音片段顯示為白色區塊。
以第6A圖為例，經過周期T後，在x~z的範圍內，0~2分鐘的影音片段已被完成下載，但2~8分鐘的影音片段下載未完成，則x會被更新為2(分鐘)(x2=2)。經過周期T後，在y~z的範圍內，13~14分鐘的影音片段已被完成下載，但11~13分鐘的影音片段下載未完成(雖然8~11分鐘的影音片段已被完成下 載)，則y會被更新為13(分鐘)(y2=13)。
同樣地，以第6B圖為例，經過周期T後，在x~z的範圍內，0~4分鐘的影音片段已被完成下載，但4~8分鐘的影音片段下載未完成，則x會被更新為4(分鐘)。經過周期T後，在y~z的範圍內，8~9分鐘的影音片段與10~11分鐘的影音片段已被完成下載，但9~10分鐘的影音片段與11~14分鐘的影音片段下載未完成，則y會被更新為14(分鐘)。
現將說明如何決定z值。根據下載結果，可統計出，在周期T經過後，於x2~y2之間，未完全下載的影音片段的個數為w2，則可推論出另一參數s2如後：s2=w2*C(n)/(C(n)+D(n))
其中，C(n)與D(n)分別代表下一周期負責下載「即將播放區段」與「稍後播放區段」的傳輸模式的預估傳輸速度，C(n)≧D(n)。或者說，C(n)為A(n)與B(n)中之較大者，而D(n)為A(n)與B(n)中之較小者。
於決定出s2後，由x2往y2的方向，從x2起算，第s2個未完全下載的影音片段處，即為z2之位置。
以第6A圖為例，一開始使用者由x處開始觀看，經過周期T後，原本負責下載x到z範圍的傳輸模式(暫稱甲)已完全下載2個影音片段(以斜線區塊表示之)；而原本負責下載z到y範圍的傳輸模式(暫稱乙)已完全下載4個影音片段。為方便起見，以前一個周期T的平均下載速度來當作未來的預估下載速 度，則甲乙傳輸模式之未來-下載速度之比值為2：4。另外，目前還有8個影音片段為下載未完成(以空白區塊表示之)。因此，s2值為s2=8*4/(4+2)=5.33。對s2取四捨五入後，s25。故於x2往y2方向數，從x2起算，第5個未下載完全的影音片段的位置，即為z2的位置，即第6A圖中的x2+5(=2+5=7)(z2=7)處。也就是說，以第6A圖的情況來看，於周期T經過後，換成由乙傳輸模式來負責下載由x2~z2中的影音片段，而由甲傳輸模式來負責下載由z2~y2中的影音片段。
相似地，以第6B圖為例，一開始使用者由x處開始觀看，經過周期T後，原本負責下載x到z範圍的傳輸模式(暫稱甲)已完全下載4個影音片段(以斜線區塊表示之)；而原本負責下載z到y範圍的傳輸模式(暫稱乙)已完全下載2個影音片段。為方便起見，以前一個周期T的平均下載速度來當作未來的預估下載速度，則甲乙傳輸模式之未來下載速度之比值為4：2。另外，目前還有8個影音片段為下載未完成(以空白區塊表示之)。因此，s2值為s2=8*4/(4+2)=5.33。對s2取四捨五入後，s25。故於x2往y2方向數，從x2起算，第5個未下載完全的影音片段的位置，即為z2的位置，即第6B圖中的第10分鐘處(請注意，第8~9分鐘的影音片段已完全下載，故在計算z2的位置時，第8~9分鐘的影音片段不能被納入考量)。也就是說，以第6B圖的情況來看，於周期T經過後，仍由甲傳輸模式來負責下載由x2~z2中的影音片段，而仍由乙傳輸模式來負責下載由z2~y2中的影音片段。
此外，在傳輸模式切換時，為避免浪費資源，會考量未完全下載的影音片段的下載程度來決定是由原本負責下載的傳輸模式來繼續下載，或改由新的傳輸模式來重新下載之。
在此，所謂的傳輸模式切換是指，比如，於第6A圖的情況，原本由甲傳輸模式來下載「即將播放區段」而乙傳輸模式來下載「稍後播放區段」，但經過周期T後，變成由傳輸速度較快的乙傳輸模式來下載「即將播放區段」而由甲傳輸模式來下載「稍後播放區段」。
在要切換傳輸模式時，如果第2~3分鐘的影音片段的下載完成度未達一門檻值(如50%)，則在切換傳輸模式後，由乙傳輸模式來重新下載第2~3分鐘的影音片段(也就是說，原本甲傳輸模式所下載的第2~3分鐘的未完全下載影音片段會被丟棄。但在要切換傳輸模式的當下，如果第2~3分鐘的影音片段的下載完成度已達門檻值(如50%)或以上，則在切換傳輸模式後，仍由甲傳輸模式來繼續下載第2~3分鐘的影音片段，直到將第2~3分鐘的影音片段下載完全。但在傳輸模式切換之後，乙傳輸模式下載第3~4分鐘的影音片段，至於甲傳輸模式則於將第2~3分鐘的影音片段下載完全後才接著下載z2~y2的影音片段。若甲傳輸模式是點對點傳輸模式，那甲傳輸模式可以同時下載第2~3分鐘的影音片段和z2~y2的影音片段。
由上述可知，於本案實施例中，當用戶裝置被防火牆屏蔽時，此屏蔽用戶僅會使用被防火牆許可的傳輸模式來下載 資料並提供影音點播服務；反之，如果用戶裝置未被防火牆屏蔽時，此公開用戶可使用被防火牆許可的傳輸模式與P2P傳輸模式來下載資料並提供影音點播服務。如此一來，可提高資料下載的分享效率。
在本案實施例中，啟動決策機制依據網路環境內防火牆之有無，與系統內用戶裝置的網路環境和暫存資料狀態，決定是否要啟動FATM傳輸模式與P2P傳輸模式。雖然多啟動一個傳輸模式可以增加傳輸效率，但也會增加控制花費與計算負擔。所以，於本案實施例中，當公開用戶偵測到收看相同頻道的其他屏蔽用戶的存在時，公開用戶才會開啟FATM傳輸模式；當公開用戶偵測到收看相同頻道的其他公開用戶存在時，公開用戶才會開啟P2P傳輸模式。如此可以在傳輸效率與計算負擔之間取得平衡。
在本案實施例中，下載任務決定機制週期性地判斷兩種傳輸模式孰快孰慢，並指定傳輸速度較快者來下載即將播放區段，而另一者下載其他部分，以改善使用者的觀賞體驗。
在本案實施例中，目標片段選擇機制根據其他用戶的暫存資料的狀況，指定兩傳輸模式的各自負責的下載任務。於指定時，會考量播放期限與資料稀少性，以兼顧使用者觀賞體驗和整體分享率。
綜上所述，雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫 離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110、120‧‧‧用戶裝置
210‧‧‧啟動決策模組
220‧‧‧下載任務決定模組
230‧‧‧目標片段選擇模組
240‧‧‧FATM模組
250‧‧‧P2P模組
260‧‧‧下載器
270‧‧‧儲存區
280‧‧‧上載器

Claims (18)

  1. 一種網路點播服務系統，包括：複數個用戶裝置；以及一伺服器，耦接至該些用戶裝置；其中，於下載一目標資料時，當該些用戶裝置之一的一點對點傳輸功能被限制時，該用戶裝置只啟動一許可傳輸模式；當該用戶裝置的該點對點傳輸功能未被限制時，該用戶裝置選擇性啟動該許可傳輸模式與一點對點傳輸模式；該用戶裝置統計該許可傳輸模式與該點對點傳輸模式的各自傳輸速度以決定該兩種傳輸模式所要負責的各自下載範圍，該兩種傳輸模式中具有較高傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之一起始點之一區段，而該兩種傳輸模式中具有較低傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之一結束點之一區段；以及根據其他用戶裝置暫存該目標資料的一情況，該用戶裝置指定該兩種傳輸模式對於該目標資料之複數片段的下載順序以下載該目標資料之該些片段。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之網路點播服務系統，其中該伺服器包括一資料庫，該資料庫記錄複數網路服務提供商是否限制點對點傳輸功能；以及於該用戶裝置登入時，回應於該用戶裝置所發出之一訊息，該伺服器告知該用戶裝置的該點對點傳輸功能是否被限制。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之網路點播服務系統，其中該用戶裝置包括：一啟動決策模組；一下載任務決定模組；以及一目標片段選擇模組；其中，根據該點對點傳輸功能是否被限制，與網路上是否有其他公開用戶或其他屏蔽用戶收看相同頻道，該啟動決策模組決定是否要啟用該點對點傳輸模式及/或該許可傳輸模式；當啟動該兩種傳輸模式時，該啟動決策模組致能該下載任務決定模組與該目標片段選擇模組。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之網路點播服務系統，其中於該用戶裝置剛加入至該網路點播服務系統時、或每次經過一周期、或是該用戶裝置偵測一底層網路型態發生變化時，該啟動決策模組偵測該用戶裝置所處的網路環境，以決定該用戶裝置的該點對點傳輸功能是否被限制；於該點對點傳輸功能未被限制時，該啟動決策模組偵測網路上是否有該其他公開用戶收看相同頻道以決定是否要啟用該點對點傳輸模式；於該點對點傳輸功能未被限制時，該啟動決策模組偵測網路上是否有該其他屏蔽用戶收看相同頻道以決定是否要啟用該許可傳輸模式；以及於該點對點傳輸功能被限制時，該啟動決策模組僅啟用該許 可傳輸模式。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之網路點播服務系統，其中該下載任務決定模組決定所要下載的該目標資料是否有一輔助檔案；如果有該輔助檔案，該用戶裝置下載該輔助檔案，用以測試該兩種傳輸模式的各自傳輸速度；該下載任務決定模組決定該兩種傳輸模式中具有較高傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之該起始點之該區段，而該兩種傳輸模式中具有較低傳輸速度者負責下載較靠近該目標資料之該結束點之該區段；如果找不到該輔助檔案，該下載任務決定模組比較暫存有該目標資料的該些公開用戶與該些屏蔽用戶的各自數目；如果暫存有該目標資料的該些公開用戶的數目較多，則該下載任務決定模組選擇該點對點傳輸模式來下載靠近該目標資料之該起始點之該區段；如果暫存有該目標資料的該些屏蔽用戶的數目較多，則該下載任務決定模組選擇該許可傳輸模式來下載靠近該目標資料之該起始點之該區段；以及依據過去的下載情況，該下載任務決定模組評估該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度，以決定是否要切換該兩種傳輸模式的下載範圍。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之網路點播服務系統，其中， 該下載任務決定模組於評估該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度時，該下載任務決定模組以前一周期的該兩種傳輸模式的各自實際傳輸速度當成該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度；或者該下載任務決定模組於評估該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度時，該下載任務決定模組以過往的複數個周期次所統計的該兩種傳輸模式的各自實際傳輸速度乘以權重後相加以當成該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度，其中，越早周期的實際傳輸速度分配到越小的權重值。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之網路點播服務系統，其中，該目標片段選擇模組根據該兩種傳輸模式的各自傳輸速度之比值來決定一分界點，該分界點位於一第一參數與一第二參數之間，該第一參數有關於該目標資料中之未完成下載片段中之具有最小檔案位置的一片段，該第二參數有關於該目標資料之未完成下載片段中之具有最大檔案位置的一片段；於一周期經過後，根據該目標資料之該些片段的下載情況，更新該第一與該第二參數，並計算出未完成下載片段的個數以推論出一第三參數，其中，從該第一參數起算，於該第三參數個未完成下載片段的位置即為更新後的該分界點；以及指定該兩種傳輸模式中之較高傳輸速度者來下載從該第一參數至該分界點間的未完成下載片段，並指定該兩種傳輸模式中之較低傳輸速度者來下載從該分界點至該第二參數間的未完成下載片段。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之網路點播服務系統，其中，如果切換傳輸模式的話，根據一未完成下載片段的一下載程度，來決定由原本負責下載的該傳輸模式繼續-下載或者是丟棄之。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之網路點播服務系統，其中，從該第一參數至該分界點間之該些片段，由具有最小檔案位置的未完成下載片段開始下載，或者是，以稀少性優先方式來下載，或者是，以豐富性優先方式來下載；以及從該分界點至該第二參數間之該些片段，由具有最小檔案位置的未完成下載片段開始下載，或者是，以稀少性優先方式來下載，或者是，以豐富性優先方式來下載，或者是隨機方式下載。
  10. 一種網路點播服務方法，包括：偵測一用戶裝置的一點對點傳輸功能是否被限制；當該用戶裝置的該點對點傳輸功能被限制時，該用戶裝置只啟動一許可傳輸模式；當該用戶裝置的該點對點傳輸功能未被限制時，該用戶裝置選擇性啟動該許可傳輸模式與一點對點傳輸模式；該用戶裝置統計該許可傳輸模式與該點對點傳輸模式的各自傳輸速度以決定該兩種傳輸模式所要負責的各自下載範圍，該兩種傳輸模式中具有較高傳輸速度者負責下載靠近一目標資料之一起始點之一區段，而該兩種傳輸模式中具有較低傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之一結束點之一區段；以及 根據其他用戶裝置暫存該目標資料的一情況，該用戶裝置指定該兩種傳輸模式對於該目標資料之複數片段的下載順序以下載該目標資料之該些片段。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之網路點播服務方法，更包括：於該用戶裝置登入時，回應於該用戶裝置所發出之一訊息，查詢一資料庫以得知該用戶裝置的該點對點傳輸功能是否被限制，該資料庫記錄複數網路服務提供商是否限制點對點傳輸功能。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之網路點播服務方法，其中根據該點對點傳輸功能是否被限制，與網路上是否有其他公開用戶或其他屏蔽用戶收看相同頻道，決定是否要啟用該點對點傳輸模式及/或該許可傳輸模式。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之網路點播服務方法，其中於該用戶裝置剛加入時、或每次經過一周期、或是該用戶裝置偵測一底層網路型態發生變化時，偵測該用戶裝置所處的網路環境，以決定該用戶裝置的該點對點傳輸功能是否被限制；於該點對點傳輸功能未被限制時，偵測網路上是否有該其他公開用戶收看相同頻道以決定是否要啟用該點對點傳輸模式；於該點對點傳輸功能未被限制時，偵測網路上是否有該其他屏蔽用戶收看相同頻道以決定是否要啟用該許可傳輸模式；以及於該點對點傳輸功能被限制時，僅啟用該許可傳輸模式。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之網路點播服務方法，其中決定所要下載的該目標資料是否有一輔助檔案；如果有該輔助檔案，下載該輔助檔案以測試該兩種傳輸模式的各自傳輸速度；決定該兩種傳輸模式中具有較高傳輸速度者負責下載靠近該目標資料之該起始點之該區段，而該兩種傳輸模式中具有較低傳輸速度者負責下載較靠近該目標資料之該結束點之該區段；如果找不到該輔助檔案，比較暫存有該目標資料的該些公開用戶與該些屏蔽用戶的各自數目；如果暫存有該目標資料的該些公開用戶的數目較多，選擇該點對點傳輸模式來下載靠近該目標資料之該起始點之該區段；如果暫存有該目標資料的該些屏蔽用戶的數目較多，選擇該許可傳輸模式來下載靠近該目標資料之該起始點之該區段；以及依據過去的下載情況，評估該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度，以決定是否要切換該兩種傳輸模式的下載範圍。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之網路點播服務方法，其中，於評估該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度時，以前一周期的該兩種傳輸模式的各自實際傳輸速度當成該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度；或者於評估該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度時，以過往的複數個周期次所統計的該兩種傳輸模式的各自實際傳輸速度乘以權重後相加以當成該兩種傳輸模式的各自未來傳輸速度，其中， 越早周期的實際傳輸速度分配到越小的權重值。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之網路點播服務方法，其中，根據該兩種傳輸模式的各自傳輸速度之比值來決定一分界點，該分界點位於一第一參數與一第二參數之間，該第一參數有關於該目標資料中之未完成下載片段中之具有最小檔案位置的一片段，該第二參數有關於該目標資料之未完成下載片段中之具有最大檔案位置的一片段；於一周期經過後，根據該目標資料之該些片段的下載情況，更新該第一與該第二參數，並計算出未完成下載片段的個數以推論出一第三參數，其中，從該第一參數起算，於該第三參數個未完成下載片段的位置即為更新後的該分界點；以及指定該兩種傳輸模式中之較高傳輸速度者來下載從該第一參數至該分界點間的未完成下載片段，並指定該兩種傳輸模式中之較低傳輸速度者來下載從該分界點至該第二參數間的未完成下載片段。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之網路點播服務方法，其中，如果切換傳輸模式的話，根據一未完成下載片段的一下載程度，來決定由原本負責下載的該傳輸模式繼續下載或者是丟棄之。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之網路點播服務方法，其 中，從該第一參數至該分界點間之該些片段，由具有最小檔案位置的未完成下載片段開始下載，或者是，以稀少性優先方式來下載，或者是，以豐富性優先方式來下載；以及從該分界點至該第二參數間之該些片段，由具有最小檔案位置的未完成下載片段開始下載，或者是，以稀少性優先方式來下載，或者是，以豐富性優先方式來下載，或者是隨機方式下載。
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