CN110730388B - 一种p2p视频点播***中节点连接方法 - Google Patents

一种p2p视频点播***中节点连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种P2P视频点播***中节点连接方法，其中，P2P视频点播***中每一节点均包括加密缓存区、共享区和已发送区，该方法包括：节点P0发起资源请求，将共享区内含有该资源的节点形成待连接节点集合U，并发送给节点P0；节点P0接收到待连接节点集合U后，选择与其建立连接的节点；该方法提高了资源定位的速度，提高了连接的准确性和稳定性，降低了用户观看视频时缓存等待时间长的问题，提高了用户观看视频的体验。

Description

一种P2P视频点播***中节点连接方法
技术领域
本发明属于视频点播领域，特别涉及一种P2P视频点播***中节点连接方法。
背景技术
随着互联网与传统媒体的融合，视频点播已经成为了人们观看视频的主流方式。并且随着P2P网络的诞生，P2P技术与视频点播相融合产生的P2P视频点播***克服了传统客户端/服务器***中存在的服务器带宽消耗大的问题，越来越受广大用户的喜爱。
P2P视频点播***的框架主要包括管理层、服务层和用户层，管理层主要监控整个***内视频资源的分布、使用情况和节点运行情况；服务层主要设立节点服务中心和资源服务中心，节点服务中心主要用于采集并管理节点的情况，包括网络地址、软硬件性能和上行带宽等；资源服务中心主要用于为节点提供资源分片，以保证视频服务质量，并且从内容分发***下载资源，对资源进行切片生成视频块（各视频块均有多个数据包组成），使视频可以在P2P***内部传输和还原播放；并且还用于存储节点资源索引信息表；用户层为各节点，由客户端组成。但是建立连接的节点之间存在着资源共享，容易出现泄密的问题，造成网络安全性降低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种P2P视频点播***中节点连接方法。
本发明其中一个技术方案提供一种P2P视频点播***中节点连接方法，所述P2P视频点播***中每一节点均包括加密缓存区、共享区和已发送区，所述连接方法包括：
节点P0发起资源请求，将共享区内含有该资源的节点形成待连接节点集合U，并发送给节点P0；所述资源请求包括请求的视频m，所述视频m包括n个视频块；
节点P0接收到待连接节点集合U后，选择与其建立连接的节点。
进一步改进的方案中，所述节点P0接收到待连接节点集合U后，选择与其建立连接的节点，具体包括：节点P0接收到待连接节点集合U后，选择连接度大于连接度阈值的节点，并与其建立连接，所述节点的连接度按照公式（一）计算：
Li=
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（一）
其中，Li表示待连接节点集合U内第i个节点的连接度；yi表示第i个节点内加密缓存区数据包的个数；xi表示第i个节点内共享区数据包的个数；zi表示第i个节点内已发送区数据包的个数；si表示共享区内含有与第i个节点相同视频块的节点个数。
进一步改进的方案中，所述方法还包括：
当共享区内不存在请求资源时，将加密缓存区内含有所述请求资源的节点形成节点集合U2，并发送给节点P0；
节点P0接收到节点集合U2后，根据各节点行为选择待连接节点形成节点集合U3；
节点P0向节点集合U3内的节点发送连接请求，当节点集合U3内某一节点同意请求后，将请求对应的资源复制于共享区内，并与P0建立连接。进一步改进的方案中，所述根据各节点行为选择待连接节点具体为选择分享度大于分享度阈值的待连接节点，所述分享度按照公式（二）计算：
Fj=
Figure 200083DEST_PATH_IMAGE002
（二）
其中，Fj表示第j个节点的分享度，yj表示第j个节点内加密缓存区数据包的个数； xj表示第j个节点内共享区数据包的个数；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个节点所连接的节点的个数。
进一步改进的方案中，所述方法还包括：
将节点P0选择重新建立连接的节点形成连接节点集合U4，并统计连接节点集合U4内节点的个数G，当个数大于个数阈值G1时;
为连接节点集合U4内每一个节点设置连接时限T；
当连接节点集合U4内某一节点的连接时间超过连接时限T时，节点P0自动断开与该节点的连接。
进一步改进的方案中，所述方法还包括：
从建立连接节点集合U4开始，在预设时间Δt内，Δt≤T，统计连接节点集合U4内各节点发送给节点P0的数据包的个数zf及节点P0发送给连接节点集合U4内各节点数据包的个数zf1；zf表示连接节点集合U4内第f个节点发送给节点P0的数据包的个数，f≥1，zf1表示节点P0发送给连接节点集合U4第f个节点数据包的个数；
计算Δzf，并与阈值Δz1进行比较，当Δzf≥Δz1，节点P0自动断开与其连接的节点, Δzf= zf1-zf。
进一步改进的方案中，所述方法还包括：
在预设时间Δt1内，Δt1＜Δt，节点P0再次发起资源请求，所述资源请求包括请求视频k，所述视频k包括a个视频块，a=n-b，b为节点P0已观看过的视频块；
将共享区内含有再次请求资源的节点形成待连接节点集合U5，并发送给节点P0；节点P0接收到待连接节点集合U5后，选择与其重新建立连接的节点。
进一步改进的方案中，所述方法还包括判断节点P0的拥塞程度Y，当拥塞程度Y大于阈值Y1时，断开与P0连接的邻居节点的连接，所述拥塞程度Y按照公式（三）计算：
Y=
Figure 212033DEST_PATH_IMAGE004
（三）
其中，x0表示节点P0的加密缓存区内数据包的个数，y0表示节点P0的共享区内数据包的个数，c表示节点P0每分钟从已发送区复制的数据包个数。
本发明提供的一种P2P视频点播***中节点连接方法，该方法中，每一个节点单独设置了加密缓存区、共享区和已发送区，从内容分发***下载的资源直接缓存至加密缓存区，其余节点无法访问，节点将可以共享的资源复制至共享区内，供其他节点进行下载等操作，这样保证了节点共享资源的同时，降低了泄密的风险，提高了P2P视频点播***的安全性。并且本申请根据各节点的连接度，将发起资源请求的节点P0与含有请求资源的节点建立连接，提高了资源定位的速度，提高了连接的准确性和稳定性，降低用户观看视频时缓存等待时间长的问题，提高用户观看视频的体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明其中一个实施例的P2P视频点播***中节点连接方法的流程图；
图2是发明其第二个实施例的P2P视频点播***中节点连接方法的流程图；
图3是发明其第三个实施例的P2P视频点播***中节点连接方法的流程图；
图4是发明其第四个实施例的P2P视频点播***中节点连接方法的流程图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明其中一个实施例提供一种P2P视频点播***中节点连接方法，所述P2P视频点播***中每一节点均包括加密缓存区、共享区和已发送区，其中，节点从内容分发***下载的视频块缓存至加密缓存区，其余节点无法访问加密缓存区内的资源；共享区，节点将可共享的内容复制至共享区，供与其建立连接的节点共享；已发送区，用于复制已发送给其余节点的视频块，其中，共享区和已发送区内的资源定期清空，加密缓存区内的视频资源定期更新；如图1所示，该连接方法包括如下步骤：
1）节点P0发起资源请求，将共享区内含有该资源的节点形成待连接节点集合U，并发送给节点P0；所述资源请求包括请求的视频m，所述视频m包括n个视频块；其中n≥1；
2）节点P0接收到待连接节点集合U后，选择与其建立连接的节点；在一些优选的实施例中，选择连接度大于连接度阈值的节点，并与其建立连接，所述节点的连接度按照公式（一）计算：
Li=
Figure 943228DEST_PATH_IMAGE001
（一）
其中，Li表示待连接节点集合U内第i个节点的连接度；yi表示第i个节点内加密缓存区数据包的个数；xi表示第i个节点内共享区数据包的个数；zi表示第i个节点内已发送区数据包的个数；si表示共享区内含有与第i个节点相同视频块的节点个数。
本申请提供的一种P2P视频点播***中节点连接方法首先为每一个节点单独设置了加密缓存区、共享区和已发送区，从内容分发***下载的资源直接缓存至加密缓存区，其余节点无法访问，节点将可以共享的资源复制至共享区内，供其他节点进行下载等操作，这样保证了节点共享资源的同时，降低了泄密的风险，提高了P2P视频点播***的安全性。并且本申请根据各节点的连接度，将发起资源请求的节点P0与含有请求资源的节点建立连接，提高了资源定位的速度，提高了连接的准确性和稳定性，降低用户观看视频时缓存等待时间长的问题，提高用户观看视频的体验。
如图2所示，本发明另一个实施例提供的一种P2P视频点播***中节点连接方法还包括如下步骤：
3）当共享区内不存在请求资源时，将加密缓存区内含有所述请求资源的节点形成节点集合U2，并发送给节点P0；
4）节点P0接收到节点集合U2后，根据各节点行为选择待连接节点形成节点集合U3；
其中，根据各节点行为选择待连接节点具体为选择分享度大于分享度阈值的待连接节点，所述分享度按照公式（二）计算：
Fj=
Figure 749642DEST_PATH_IMAGE002
（二）
其中，Fj表示第j个节点的分享度，yj表示第j个节点内加密缓存区数据包的个数； xj表示第j个节点内共享区数据包的个数；
Figure 503971DEST_PATH_IMAGE003
表示第j个节点所连接的节点的个数；
5）节点P0向节点集合U3内的节点发送连接请求，当节点集合U3内某一节点同意请求后，将请求对应的资源复制于共享区内，并与P0建立连接。
本申请提供的方法中，当共享区内不存在请求资源时，从加密缓存区内进行资源搜索，将搜索到含有请求资源的节点形成集合，并发送给节点P0，节点P0根据分享度发送连接请求，同意连接请求的节点将资源复制于共享区，然后与P0建立连接。并且本申请通过分享度选择发送请求的节点，使得建立连接的网络资源间的查询负载得到均衡，并且使得节点P0选择的节点具有更多的资源，降低了观看视频过程中的不稳定性等问题。
如图3所示，本发明另一个实施例提供的一种P2P视频点播***中节点连接方法还包括如下步骤：
5）将节点P0选择重新建立连接的节点形成连接节点集合U4，并统计连接节点集合U4内节点的个数G，当个数大于个数阈值G1时;
6)为连接节点集合U4内每一个节点设置连接时限T；
7）当连接节点集合U4内某一节点的连接时间超过连接时限T时，节点P0自动断开与该节点的连接；设置连接时限可以提高共享节点之间网络安全性；
8)从建立连接节点集合U4开始，在预设时间Δt内，Δt≤T，统计连接节点集合U4内各节点发送给节点P0的数据包的个数zf及节点P0发送给连接节点集合U4内各节点数据包的个数zf1；zf表示连接节点集合U4内第f个节点发送给节点P0的数据包的个数，f≥1，zf1表示节点P0发送给连接节点集合U4第f个节点数据包的个数；
9）计算Δzf，并与阈值Δz1进行比较，当Δzf≥Δz1，节点P0自动断开与其连接的节点, Δzf= zf1-zf;
10)在预设时间Δt1内，Δt1＜Δt，节点P0再次发起资源请求，所述资源请求包括请求视频k，所述视频k包括a个视频块，a=n-b，b为节点P0已观看过的视频块；
11）将共享区内含有再次请求资源的节点形成待连接节点集合U5，并发送给节点P0；节点P0接收到待连接节点集合U5后，选择与其重新建立连接的节点。
本申请进一步对与P0重新建立连接的节点进行监控，当连接时间超过连接时限，节点P0自动断开连接，当在一段时间内重新建立连接的某一节点发送给节点P0的数据包个数明显少于节点P0发生给该节点的个数，存在此情况下，节点P0也断开与该节点的连接，并且在预设时间段，P0还继续进行资源请求，保证后续资源观看的连续性，提高观看的稳定性，提高观看体验；本申请设置滑动时间窗，进而实现动态节点的断开和再重新连接，避免某些节点由于长时间连接造成的连接稳定性差，且突然断开而给用户观看带来缓存等待时间长或无法继续观看的问题，提高观看体验。
如图4所示，本发明另一个实施例提供的一种P2P视频点播***中节点连接方法还包括如下步骤：
12）判断节点P0的拥塞程度Y，当拥塞程度Y大于阈值Y1时，断开与P0连接的邻居节点的连接，所述拥塞程度Y按照公式（三）计算：
Y=
Figure 303300DEST_PATH_IMAGE004
（三）
其中，x0表示节点P0的加密缓存区内数据包的个数，y0表示节点P0的共享区内数据包的个数，c表示节点P0每分钟从已发送区复制的数据包个数。
根据节点P0的拥塞程度断开与其连接的邻居节点，进而提高节点P0的观看流程度，避免网络拥塞。
在一些优选的实施例中，断开与节点P0连接弱的邻居节点。所述弱的邻居节点为节点P0与邻居节点之间数据包传输的数量之和小于阈值的节点。
本发明另一个实施例还提供另一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中的存储器中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述一个或者一个以上程序被一个或者一个以上的处理器用来执行实施例所提供的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种P2P视频点播***中节点连接方法，其特征在于，所述P2P视频点播***中每一节点均包括加密缓存区、共享区和已发送区，所述连接方法包括：节点P0发起资源请求，将共享区内含有请求资源的节点形成待连接节点集合U，并发送给节点P0；所述资源请求包括请求的视频m，所述视频m包括n个视频块，其中n≥1；
节点P0接收到待连接节点集合U后，选择与其建立连接的节点；所述节点P0接收到待连接节点集合U后，选择与其建立连接的节点具体包括：节点P0接收到待连接节点集合U后，选择连接度大于连接度阈值的节点，并与其建立连接，所述节点的连接度按照公式(一)计算：
Figure FDA0002430396920000011
其中，Li表示待连接节点集合U内第i个节点的连接度；yi表示第i个节点内加密缓存区数据包的个数；xi表示第i个节点内共享区数据包的个数；zi表示已发送区数据包的个数；si表示共享区内含有与第i个节点相同视频块的节点个数。
2.如权利要求1所述的P2P视频点播***中节点连接方法，其特征在于，所述方法还包括：
当共享区内不存在请求资源时，将加密缓存区内含有所述请求资源的节点形成节点集合U2，并发送给节点P0；
节点P0接收到节点集合U2后，根据各节点行为选择待连接节点形成节点集合U3；
节点P0向节点集合U3内的节点发送连接请求，当节点集合U3内某一节点同意请求后，将请求对应的资源复制于共享区内，并与P0建立连接。
3.如权利要求2所述的P2P视频点播***中节点连接方法，其特征在于，所述根据各节点行为选择待连接节点具体为选择分享度大于分享度阈值的待连接节点，所述分享度按照公式(二)计算：
Figure FDA0002430396920000021
其中，Fj表示第j个节点的分享度，yj表示第j个节点内加密缓存区数据包的个数；xj表示第j个节点内共享区数据包的个数；spj表示第j个节点所连接的节点的个数。
4.如权利要求1所述的P2P视频点播***中节点连接方法，其特征在于，所述方法还包括：
将节点P0选择建立连接的节点形成连接节点集合U4，并统计连接节点集合U4内节点的个数G，当个数大于个数阈值G1时；
为连接节点集合U4内每一个节点设置连接时限T；
当连接节点集合U4内某一节点的连接时间超过连接时限T时，节点P0自动断开与该节点的连接。
5.如权利要求4所述的P2P视频点播***中节点连接方法，其特征在于，所述方法还包括：
从建立连接节点集合U4开始，在预设时间Δt内，Δt≤T，统计连接节点集合U4内各节点发送给节点P0的数据包的个数zf及节点P0发送给连接节点集合U4内各节点数据包的个数zf1；zf表示连接节点集合U4内第f个节点发送给节点P0的数据包的个数，f≥1，zf1表示节点P0发送给连接节点集合U4第f个节点数据包的个数；
计算Δzf，并与阈值Δz1进行比较，当Δzf≥Δz1，节点P0自动断开与其连接的节点,Δzf＝zf1-zf。
6.如权利要求5所述的P2P视频点播***中节点连接方法，其特征在于，所述方法还包括：
在预设时间Δt1内，Δt1＜Δt，节点P0再次发起资源请求，所述资源请求包括请求视频k，所述视频k包括a个视频块，a＝n-b，b为节点P0已观看过的视频块的个数；
将共享区内含有再次请求资源的节点形成待连接节点集合U5，并发送给节点P0；节点P0接收到待连接节点集合U5后，选择与其建立连接的节点。
7.如权利要求1所述的P2P视频点播***中节点连接方法，其特征在于，所述方法还包括判断节点P0的拥塞程度Y，当拥塞程度Y大于阈值Y1时，断开与P0连接的邻居节点，所述拥塞程度Y按照公式(三)计算：
Figure FDA0002430396920000031
其中，x0表示节点P0的加密缓存区内数据包的个数，y0表示节点P0的共享区内数据包的个数，c表示节点P0每分钟复制于已发送区的数据包个数。
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