FR2904905A1 - Data flow e.g. audio data flow, transmitting method for e.g. Internet, involves transmitting portion of data flow to base stations, where stations retransmit portion of data flow received via communication network to destination of receiver - Google Patents
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Abstract
Description
10 L'invention concerne un procédé et un système d'émission d'un flux deThe invention relates to a method and a system for transmitting a flow of
données d'un premier dispositif vers un troisième dispositif sur un réseau de communication, ainsi qu'un procédé et un système de réception dans un troisième dispositif d'un flux de données émis par un premier dispositif serveur sur un réseau de communication, le réseau de communication comprenant des 15 deuxièmes dispositifs. Les flux de données concernés sont notamment des flux de données de type audio, vidéo ou multimédia devant être transmis selon une certaine qualité de service, notamment en temps réel. La transmission de tels flux de données est réalisée sur un réseau 20 de communication, notamment un réseau qualifié de Peer to Peer ( P2P ou pair à pair ) ou le réseau Internet. Aujourd'hui, transmettre un flux de données de type multimédia sur un réseau de communication IP ( Internet Protocol en terminologie anglo-saxonne) ou best effort selon une certaine qualité de service, 25 notamment en temps réel, est une opération peu susceptible d'aboutir, quand bien même une faible bande passante serait utilisée. La raison en est que les réseaux de communication de type best effort , comme le réseau IP, sont tels qu'ils ne présentent aucune garantie quant à la transmission des paquets de données. En outre, les données des 30 paquets peuvent être corrompues, dupliquées, perdues, l'ordre des paquets modifié (même si le paquet A est émis avant le paquet B, le paquet B peut arriver avant le paquet A). 1 2904905 2 Un tel manque de fiabilité du réseau best effort est dû à la réduction de la complexité des routeurs présents sur le réseau. II est possible, sur les réseaux best effort , d'allouer une connexion ayant une large bande passante. Toutefois, cette connexion peut 5 être inappropriée pour la transmission de flux de données selon une certaine qualité de service, notamment en temps réel. II est connu qu'un signal téléphonique de bonne qualité nécessite une bande passante d'environ 9 kilobits, notamment dans le cas du GSM ( Global System for Mobile communications en terminologie anglo-saxonne). data from a first device to a third device on a communication network, and a method and a system for receiving in a third device a data stream transmitted by a first server device over a communication network, the network communication device comprising second devices. The data streams concerned include audio, video or multimedia data streams to be transmitted according to a certain quality of service, especially in real time. The transmission of such data streams is carried out on a communication network 20, in particular a peer-to-peer network (P2P or peer-to-peer network) or the Internet network. Today, transmitting a multimedia type data stream over an IP (Internet Protocol) or best effort communication network according to a certain quality of service, in particular in real time, is an operation that is unlikely to be implemented. succeed, even if a low bandwidth would be used. This is because the best effort communication networks, such as the IP network, are such that they have no guarantee for the transmission of data packets. In addition, the data of the packets may be corrupted, duplicated, lost, the packet order changed (even if packet A is transmitted before packet B, packet B may arrive before packet A). 1 2904905 2 Such a lack of reliability of the best effort network is due to the reduction of the complexity of the routers present on the network. It is possible, on best effort networks, to allocate a connection with a large bandwidth. However, this connection may be inappropriate for the transmission of data streams according to a certain quality of service, especially in real time. It is known that a good quality telephone signal requires a bandwidth of about 9 kilobits, in particular in the case of GSM (Global System for Mobile Communications in English terminology).
Dans un réseau IP, il est observé qu'une bande passante de 1 mégabit pour réaliser de la téléphonie sur IP n'est pas satisfaisante, alors que la bande passante est plus de 100 fois supérieure aux 9 kilobits normalement nécessaires. Cela est dû au temps nécessaire mis par un message pour faire un 15 aller-retour entre l'émetteur et le récepteur et au temps d'émission d'un accusé de réception. En théorie, si la taille des paquets pouvait être diminuée, alors le nombre de paquets inutilisables dans une application diminuerait. Toutefois, dans des réseaux de communication de type best effort , très largement 20 répandus et utilisant des protocoles de communication bien définis, de telles modifications ne sont pas envisageables. De même, une solution pourrait consister à utiliser une mémoire tampon de façon à supporter un léger différé. Cependant, cette solution n'est pas adaptée à des échanges de flux de données en temps réel. 25 La présente invention a pour objet de remédier à au moins un des inconvénients des techniques et processus de l'art antérieur précités. Un objet de la présente invention est, en particulier, un procédé d'émission d'un flux de données d'un premier dispositif vers un troisième dispositif sur un réseau de communication, le réseau de communication 30 comprenant des deuxièmes dispositifs, caractérisé en ce que le procédé comprend l'émission d'au moins une même portion du flux de données à une pluralité de deuxièmes dispositifs du réseau de communication, au moins 2904905 3 certains parmi ladite pluralité de deuxièmes dispositifs réémettant ladite au moins une portion de données à travers le réseau de communication à destination du troisième dispositif. La présente invention permet la transmission d'un flux de données, 5 notamment un flux de données audio ou vidéo respectant des contraintes de qualité de service, notamment de transmission en temps réel, sur des réseaux de communication de type best effort dans lesquels aucune contrainte de fiabilité n'existe. Pour cela, la présente invention s'appuie sur une étape d'émission 10 d'une même portion du flux de données à une pluralité de deuxièmes dispositifs du réseau de communication. Ces deuxièmes dispositifs réémettent ensuite cette portion du flux de données en direction du dispositif client. De la sorte, le troisième dispositif peut prendre la portion de données arrivée la première et ne pas tenir compte de la réception de cette même 15 portion arrivée ultérieurement. L'utilisation de différents deuxièmes dispositifs permet, d'une part, d'imposer l'utilisation de chemins différents en parallèle ou en pseudo-parallèle lors de l'émission d'une portion de flux et, donc, d'effectuer l'émission redondante d'une même portion et, d'autre part, d'utiliser des chemins efficaces 20 dans le réseau de communication. Selon une caractéristique, le procédé comprend une étape préalable de détermination des deuxièmes dispositifs. Selon une autre caractéristique, la détermination des deuxièmes dispositifs est réalisée par l'émission préalable d'une requête d'obtention d'une 25 liste de deuxièmes dispositifs existant entre le premier dispositif et le troisième dispositif à destination d'un dispositif phare, le dispositif phare contenant des données relative à la topologie du réseau de communication. Selon cette caractéristique, il est fait appel à un dispositif particulier appelé dispositif phare contenant des données représentatives de la topologie 30 du réseau. De la sorte, ce dernier est apte à déterminer, à partir des données, des deuxièmes dispositifs entre le premier dispositif et le troisième dispositif. 2904905 4 Selon une variante de réalisation, la détermination des deuxièmes dispositifs est réalisée par l'échange préalable de messages avec des dispositifs du réseau de communication. Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend une 5 étape de sélection des deuxièmes dispositifs déterminés en fonction de leur proximité par rapport au premier dispositif dans le réseau de communication. La présente invention a également pour but de fournir un procédé de réception dans un troisième dispositif d'un flux de données émis par un premier dispositif sur un réseau de communication, le réseau de communication 10 comprenant des deuxièmes dispositifs, caractérisé en ce que le procédé comprend la réception, en provenance d'une pluralité de deuxièmes dispositifs, d'au moins une même portion du flux de données, au moins certains parmi ladite pluralité de deuxièmes dispositifs ayant préalablement réémis ladite au moins une même portion du flux de données reçue en provenance du premier dispositif. Comme décrit précédemment, la présente invention permet la transmission d'un flux de données, notamment un flux de données audio ou vidéo, respectant des contraintes de qualité de service, notamment de transmission en temps réel, sur des réseaux de communication de type best effort dans lesquels il n'existe aucune contrainte de fiabilité. Pour cela, la présente invention s'appuie sur une étape de réception en provenance d'une pluralité de deuxièmes dispositifs d'au moins une portion du flux de données, ces deuxièmes dispositifs réémettant les portions du flux de données en provenance du premier dispositif. In an IP network, it is observed that a bandwidth of 1 megabit for performing telephony over IP is not satisfactory, while the bandwidth is more than 100 times higher than the 9 kilobits normally required. This is due to the time required for a message to make a round trip between the transmitter and the receiver and the time of issue of an acknowledgment of receipt. In theory, if the packet size could be decreased, then the number of unusable packets in an application would decrease. However, in best effort communication networks, widely spread and using well-defined communication protocols, such changes are not possible. Similarly, a solution could be to use a buffer to support a slight delay. However, this solution is not suitable for real-time data flow exchanges. The object of the present invention is to overcome at least one of the disadvantages of the aforementioned prior art techniques and processes. An object of the present invention is, in particular, a method of transmitting a data stream from a first device to a third device over a communication network, the communication network 30 comprising second devices, characterized in that that the method comprises transmitting at least a same portion of the data stream to a plurality of second devices of the communication network, at least some of said plurality of second devices reemitting said at least one portion of data across the communication network to the third device. The present invention enables the transmission of a data stream, in particular a stream of audio or video data complying with quality of service constraints, in particular of real-time transmission, on best effort communication networks in which no constraints reliability does not exist. For this, the present invention is based on a step of transmitting the same portion of the data stream to a plurality of second devices of the communication network. These second devices then re-transmit this portion of the data stream to the client device. In this way, the third device can take the data portion arrived first and ignore the receipt of the same portion arrived later. The use of different second devices makes it possible, on the one hand, to impose the use of different paths in parallel or pseudo-parallel when transmitting a portion of flow and, therefore, to perform the redundant transmission of the same portion and, secondly, to use efficient paths in the communication network. According to one characteristic, the method comprises a preliminary step of determining the second devices. According to another characteristic, the determination of the second devices is carried out by the prior transmission of a request to obtain a list of second devices existing between the first device and the third device intended for a flagship device, the flagship device containing data relating to the topology of the communication network. According to this characteristic, a particular device called a flagship device containing data representative of the topology of the network is used. In this way, the latter is able to determine, from the data, second devices between the first device and the third device. According to an alternative embodiment, the determination of the second devices is carried out by the prior exchange of messages with devices of the communication network. According to a particular characteristic, the method comprises a step of selecting the second devices determined according to their proximity with respect to the first device in the communication network. The present invention also aims to provide a method for receiving in a third device a data stream transmitted by a first device on a communication network, the communication network 10 comprising second devices, characterized in that the method comprises receiving, from a plurality of second devices, at least a same portion of the data stream, at least some of said plurality of second devices having previously retransmitted said at least a same portion of the received data stream; from the first device. As described above, the present invention makes it possible to transmit a data stream, in particular a stream of audio or video data, which complies with quality of service constraints, particularly of real-time transmission, on best effort communication networks. in which there is no reliability constraint. For this, the present invention is based on a reception step from a plurality of second devices of at least a portion of the data stream, these second devices re-transmitting portions of the data stream from the first device.
De la sorte, le troisième dispositif peut réceptionner la portion de données arrivée la première et ne pas tenir compte de la réception de cette même portion arrivée ultérieurement. Comme il a été précédemment précisé, l'utilisation de différents deuxièmes dispositifs permet, d'une part, d'imposer l'utilisation de chemins différents en parallèle ou en pseudo-parallèle lors la transmission d'une portion de flux et, donc, d'effectuer de la redondance dans la transmission d'une même 2904905 5 portion et, d'autre part, d'utiliser des chemins efficaces dans le réseau de communication. Selon une caractéristique, le procédé comprend : - une étape d'élaboration d'une liste d'identifiants de deuxièmes 5 dispositifs, ladite liste comprenant les identifiants des deuxièmes dispositifs de ladite pluralité de deuxièmes dispositifs, et - une étape d'émission de ladite liste au dispositif serveur. Selon cette caractéristique, on détermine un sous-ensemble de la pluralité de deuxièmes dispositifs de manière à réduire l'inondation relative du 10 réseau due à la redondance. Selon une caractéristique, le procédé comprend une étape d'émission de la liste d'identifiants de deuxièmes dispositifs élaborée à au moins un dispositif phare, le dispositif phare contenant des données de topologie du réseau de communication. In this way, the third device can receive the data portion arrived first and ignore the receipt of the same portion arrived later. As has been previously stated, the use of different second devices makes it possible, on the one hand, to impose the use of different paths in parallel or pseudo-parallel during the transmission of a portion of flow and, therefore, to perform redundancy in the transmission of the same portion and, secondly, to use efficient paths in the communication network. According to one characteristic, the method comprises: a step of generating a list of second device identifiers, said list comprising the identifiers of the second devices of said plurality of second devices, and a transmission step of said second devices; list to the server device. According to this feature, a subset of the plurality of second devices is determined so as to reduce the relative flooding of the network due to redundancy. According to one characteristic, the method comprises a step of transmitting the list of identifiers of second devices elaborated to at least one flagship device, the flagship device containing topology data of the communication network.
15 De la sorte, les données mémorisées dans le dispositif phare sont mises à jour. Selon une caractéristique, le procédé comprend, dès la réception d'une portion de données du flux de données, une étape d'émission d'un accusé de réception de ladite portion de données à des deuxièmes dispositifs à 20 destination desquels le premier dispositif a émis ladite portion de données. Cette caractéristique permet d'éviter les retards de transmission des portions de données induits par l'utilisation des deuxièmes dispositifs les moins performants. Corrélativement, l'invention fournit également un système d'émission 25 d'un flux de données d'un premier dispositif vers un troisième dispositif sur un réseau de communication, le réseau de communication comprenant des deuxièmes dispositifs, caractérisé en ce que le système comprend des moyens d'émission d'au moins une même portion du flux de données à une pluralité de deuxièmes dispositifs du réseau de communication, au moins certains parmi 30 ladite pluralité de deuxièmes dispositifs ayant des moyens de réémission aptes à réémettre ladite au moins une portion de données à travers le réseau de communication à destination du troisième dispositif.In this way, the data stored in the flagship device is updated. According to one characteristic, the method comprises, as soon as a data portion of the data stream is received, a step of transmitting an acknowledgment of said portion of data to second devices for which the first device has issued said portion of data. This feature makes it possible to avoid transmission delays of the data portions induced by the use of the second worst performing devices. Correlatively, the invention also provides a system for transmitting a data stream from a first device to a third device over a communication network, the communication network comprising second devices, characterized in that the system comprises means for transmitting at least a same portion of the data stream to a plurality of second devices of the communication network, at least some of said plurality of second devices having retransmission means adapted to re-transmit said at least one portion data through the communication network to the third device.
2904905 6 Ce dispositif présente les mêmes avantages que le procédé d'émission brièvement décrit ci-dessus. La présente invention a également pour but de fournir un système de réception dans un troisième dispositif d'un flux de données émis par un premier 5 dispositif sur un réseau de communication, le réseau de communication comprenant des deuxièmes dispositifs, caractérisé en ce que le système comprend des moyens de réception, en provenance d'une pluralité de deuxièmes dispositifs, d'au moins une même portion du flux de données, au moins certains parmi ladite pluralité de deuxièmes dispositifs ayant des moyens 10 de réémission aptes à réémettre ladite au moins une même portion du flux de données préalablement reçue en provenance du premier dispositif. Ce dispositif présente les mêmes avantages que le procédé de réception brièvement décrit ci-dessus. Selon un autre aspect, l'invention vise un programme d'ordinateur 15 stocké sur un support d'informations, ledit programme contenant des instructions permettant la mise en oeuvre du procédé d'émission d'un flux de données d'un premier dispositif vers un troisième dispositif sur un réseau de communication, le réseau de communication comprenant des deuxièmes dispositifs selon l'invention, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un 20 système informatique. Selon un autre aspect, l'invention vise un programme d'ordinateur stocké sur un support d'informations, ledit programme contenant des instructions permettant la mise en oeuvre du procédé de réception dans un troisième dispositif d'un flux de données provenant d'un premier dispositif sur 25 un réseau de communication, le réseau de communication comprenant des deuxièmes dispositifs conforme à l'invention, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique. Selon encore un autre aspect, l'invention vise un composant programmable pour générer un flux de données à émettre d'un premier 30 dispositif vers un troisième dispositif sur un réseau de communication, le réseau de communication comprenant des deuxièmes dispositifs, caractérisé en ce que le composant programmable comporte des moyens pour mettre en oeuvre 2904905 7 un procédé d'émission d'un flux de données du premier dispositif vers le troisième dispositif sur un réseau de communication selon l'invention. Selon encore un autre aspect, l'invention vise un composant programmable pour traiter dans un troisième dispositif un flux de données reçu 5 d'un premier dispositif sur un réseau de communication, le réseau de communication comprenant des deuxièmes dispositifs, caractérisé en ce que le composant programmable comporte des moyens pour mettre en oeuvre un procédé de réception dans le troisième dispositif d'un flux de données provenant du premier dispositif sur un réseau de communication selon 10 l'invention. L'invention vise également un dispositif comprenant au moins un des moyens parmi les moyens suivants : - les moyens du système d'émission selon l'invention, - les moyens du système de réception selon l'invention, 15 - des moyens de réémission aptes à réémettre au moins une portion du flux de données préalablement reçue en provenance du premier dispositif à destination du troisième dispositif dans le système d'émission ou de réception conforme à l'invention. D'autres aspects et avantages de la présente invention apparaîtront 20 plus clairement à la lecture de la description des modes de réalisation ci-après, cette description étant donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Figure 1 représente, de manière schématique, un réseau de communication dans lequel un dispositif émetteur transmet un flux de données 25 à un dispositif récepteur ; la Figure 2 illustre un algorithme d'échange de données initial pour découvrir la topologie environnant un nouveau dispositif émetteur conformément à l'invention ; la Figure 3 représente, de manière schématique, une mise en 30 oeuvre de l'interrogation d'un dispositif phare en vue de l'obtention d'une pluralité de dispositifs relais conformément à l'invention ; 2904905 8 la Figure 4 représente, de manière schématique, une mise en oeuvre des étapes 22 à 26 de l'algorithme de la Figure 2 ; - la Figure 5 illustre un algorithme de transmission d'un flux de données en mode de fonctionnement normal conformément à l'invention ; 5 - la Figure 6 illustre un exemple de tri d'adresses IP ; et - la Figure 7 représente, de manière schématique, une mise en oeuvre des étapes 54 à 57 de l'algorithme de la Figure 5. Une description détaillée du procédé et du système d'émission et de 10 réception d'un flux de données conformes à un objet de l'invention est fournie ci-après, en liaison avec les Figures 1 à 7. Un objectif de l'invention est de permettre la transmission d'un flux de données selon une qualité de service donnée, notamment en temps réel, d'un dispositif vers un autre dispositif.This device has the same advantages as the transmission method briefly described above. Another object of the present invention is to provide a system for receiving in a third device a data stream transmitted by a first device on a communication network, the communication network comprising second devices, characterized in that the system comprises means for receiving, from a plurality of second devices, at least a same portion of the data stream, at least some of said plurality of second devices having retransmitting means adapted to retransmit said at least one same portion of the previously received data stream from the first device. This device has the same advantages as the reception method briefly described above. According to another aspect, the invention is directed to a computer program stored on an information carrier, said program containing instructions for implementing the method of transmitting a data flow from a first device to a data carrier. a third device on a communication network, the communication network comprising second devices according to the invention, when this program is loaded and executed by a computer system. According to another aspect, the invention is directed to a computer program stored on an information medium, said program containing instructions for implementing the method of reception in a third device of a data stream coming from a data carrier. first device on a communication network, the communication network comprising second devices according to the invention, when this program is loaded and executed by a computer system. In yet another aspect, the invention is directed to a programmable component for generating a data stream to be transmitted from a first device to a third device on a communication network, the communication network comprising second devices, characterized in that the programmable component comprises means for implementing a method of transmitting a data stream from the first device to the third device over a communication network according to the invention. In yet another aspect, the invention provides a programmable component for processing in a third device a data stream received from a first device on a communication network, the communication network comprising second devices, characterized in that the programmable component comprises means for implementing a method of receiving in the third device a data stream from the first device on a communication network according to the invention. The invention also relates to a device comprising at least one of the following means: the means of the transmission system according to the invention, the means of the reception system according to the invention, suitable retransmission means. to re-transmit at least a portion of the previously received data stream from the first device to the third device in the transmission or reception system according to the invention. Other aspects and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the description of the embodiments below, this description being given solely by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings, in which: Figure 1 schematically shows a communication network in which a transmitting device transmits a data stream to a receiving device; Figure 2 illustrates an initial data exchange algorithm for discovering the surrounding topology of a new transmitter device according to the invention; Figure 3 schematically shows an implementation of the interrogation of a flagship device for obtaining a plurality of relay devices in accordance with the invention; FIG. 4 schematically represents an implementation of steps 22 to 26 of the algorithm of FIG. 2; FIG. 5 illustrates an algorithm for transmitting a data stream in normal operating mode in accordance with the invention; Figure 6 illustrates an example of sorting IP addresses; and FIG. 7 schematically represents an implementation of steps 54 to 57 of the algorithm of FIG. 5. A detailed description of the method and system for transmitting and receiving a data stream According to an object of the invention is provided below, in conjunction with Figures 1 to 7. An object of the invention is to allow the transmission of a data stream according to a given quality of service, especially in time real, from one device to another device.
15 Dans cette optique, les procédé et système d'émission d'un flux de données s'appuient sur des mécanismes de redondance d'émission d'une même portion de données du flux de données. Ainsi, selon l'invention, un premier dispositif, notamment un dispositif émetteur, émet au moins une même portion du flux de données à une pluralité 20 de deuxièmes dispositifs, notamment des dispositifs relais, du réseau de communication, les dispositifs relais étant des dispositifs présents sur le réseau de communication. A leur tour, ces dispositifs relais vont réémettre la portion de flux de données reçue à travers le réseau de communication à destination d'un troisième dispositif, notamment un dispositif récepteur.In this regard, the method and system for transmitting a data stream rely on emission redundancy mechanisms of the same data portion of the data stream. Thus, according to the invention, a first device, in particular a transmitting device, transmits at least one and the same portion of the data stream to a plurality of second devices, in particular relay devices, of the communication network, the relay devices being devices present on the communication network. In turn, these relay devices will re-transmit the portion of data stream received through the communication network to a third device, including a receiver device.
25 De la sorte, le dispositif émetteur émet une même portion de flux, une multitude de fois, en obligeant chacun des messages à suivre, au travers du réseau, un chemin différent tout en passant par différents points du réseau prédéterminés, ces points étant les dispositifs relais. Le dispositif récepteur recevant plusieurs portions identiques du flux 30 de données réémis par différents dispositifs relais peut prendre la portion du flux de données arrivée la première afin de respecter une qualité de service donnée.In this way, the transmitting device transmits the same portion of flow, a multitude of times, forcing each message to follow, through the network, a different path while passing through different predetermined points of the network, these points being the relay devices. The receiving device receiving several identical portions of the data stream re-transmitted by different relay devices can take the portion of the data stream that arrives first in order to respect a given quality of service.
2904905 9 Toutefois, il peut être envisagé d'imposer, pour une portion de données, de passer par une pluralité de dispositifs relais l'un après l'autre. II est à noter que les portions de données sont émises sur le réseau de communication, notamment, après leur encapsulation dans des paquets.However, it may be envisaged to require, for a portion of data, to go through a plurality of relay devices one after the other. It should be noted that the portions of data are transmitted on the communication network, in particular, after their encapsulation in packets.
5 Selon un mode de réalisation particulier, il est observé que si un nombre y d'une même portion du flux a été émis et qu'un sous-ensemble x d'une même portion du flux est statistiquement retardé, c'est-à-dire reçu dans une fenêtre temporelle inacceptable, alors il suffit d'émettre une même portion (1 + x / y) fois pour compenser la perte des portions et assurer une qualité de 10 service donnée. Bien que ce mode de réalisation présente l'inconvénient d'inonder le réseau de communication de paquets inutiles, l'inondation du réseau est toutefois relativement faible. On notera qu'une telle redondance peut être réalisée sur la première 15 portion du flux de données émise ou sur les premières portions du flux de données émises. En effet, à l'issue de cette étape, le dispositif récepteur est apte à analyser les dispositifs relais par lesquels les temps de transmission d'une portion de données (par exemple un paquet) entre le dispositif émetteur et le 20 dispositif récepteur sont les plus courts. Ensuite, il peut sélectionner un sous-ensemble des dispositifs relais adaptés au transfert et à une transmission permettant le respect de contraintes imposées par une qualité de service donnée. La liste des dispositifs relais sélectionnés par le dispositif récepteur 25 est ensuite émise au dispositif émetteur. Ce dernier peut, de la sorte, restreindre l'émission d'une même portion de données seulement au nombre de dispositifs relais sélectionnés. Il est à noter que le nombre de dispositifs relais utilisés au cours de la transmission du flux de données peut varier et être ajusté au mieux durant 30 toute la transmission. En outre, un dispositif émetteur peut ultérieurement se comporter comme un dispositif relai ou un dispositif récepteur et vice versa.According to a particular embodiment, it is observed that if a number y of the same portion of the stream has been emitted and a subset x of the same portion of the stream is statistically delayed, that is, say, received in an unacceptable time window, then it is sufficient to issue the same portion (1 + x / y) times to compensate for the loss of portions and ensure a given quality of service. Although this embodiment has the drawback of flooding the communication network with unnecessary packets, the flooding of the network is however relatively weak. It should be noted that such redundancy can be performed on the first portion of the transmitted data stream or on the first portions of the transmitted data stream. Indeed, at the end of this step, the receiver device is able to analyze the relay devices by which the transmission times of a portion of data (for example a packet) between the transmitting device and the receiving device are the following. shorter. Then, it can select a subset of the relay devices adapted to the transfer and transmission to comply with constraints imposed by a given quality of service. The list of relay devices selected by the receiving device 25 is then transmitted to the transmitting device. The latter can, in this way, restrict the transmission of the same portion of data only to the number of selected relay devices. It should be noted that the number of relay devices used during the transmission of the data stream may vary and be best adjusted throughout the transmission. In addition, a transmitting device may later behave as a relay device or a receiver device and vice versa.
2904905 10 La figue 1 illustre la topologie d'un réseau de communication dans lequel un dispositif émetteur nommé a doit émettre un flux de données à un dispositif récepteur nommé k. Les différents dispositifs présents dans le réseau sont nommés de a 5 à u. Conformément à l'invention, afin d'envoyer un flux de données du dispositif émetteur a au dispositif récepteur k tout en respectant une certaine qualité de service, par exemple une transmission en temps réel, il est nécessaire, dans un premier temps, de définir des dispositifs relais sur 10 différents chemins possibles de communication entre le dispositif émetteur a et le dispositif récepteur k. Différentes méthodes peuvent être utilisées pour déterminer les dispositifs relais entre un dispositif émetteur a et un dispositif récepteur k. Selon une méthode, la détermination des dispositifs relais peut être 15 effectuée à partir d'une connaissance, par le dispositif émetteur, de la topologie du réseau ou d'au moins d'une partie de la topologie du réseau. Cette connaissance peut être issue d'échanges précédents, notamment lors de l'installation du dispositif émetteur a sur le réseau ou dans une période préalable à la communication entre le dispositif émetteur a et le 20 dispositif récepteur k, par exemple lors de l'établissement de la communication entre ces deux dispositifs. Selon une autre méthode, le dispositif émetteur a peut obtenir la connaissance de la topologie du réseau, notamment en communiquant avec une station principale, aussi appelée dispositif phare avec un maximum de 25 paquets émis vers des dispositifs relais. De la sorte, il lui suffit de faire une topologie basée sur le temps de transit des données entre les dispositifs. II est à noter que des échanges ayant des temps de transit proches doivent se faire sur des chemins à peu près identiques. De même, on peut 30 utiliser des méthodes statistiques classiques pour connaître cette topologie.Fig. 1 illustrates the topology of a communication network in which a sending device named a must transmit a data stream to a receiving device named k. The different devices present in the network are named from 5 to u. According to the invention, in order to send a data stream from the sending device a to the receiving device k while respecting a certain quality of service, for example a transmission in real time, it is necessary, in a first step, to define relay devices on 10 different possible paths of communication between the transmitter device a and the receiver device k. Different methods can be used to determine the relay devices between a transmitter device a and a receiver device k. According to one method, the determination of the relay devices can be performed from a knowledge, by the transmitting device, of the topology of the network or of at least a part of the topology of the network. This knowledge may be derived from previous exchanges, in particular during the installation of the transmitter device on the network or in a period prior to the communication between the transmitter device a and the receiver device k, for example during the establishment. communication between these two devices. According to another method, the transmitting device can obtain knowledge of the topology of the network, in particular by communicating with a main station, also called a flagship device with a maximum of 25 packets transmitted to relay devices. In this way, it is enough for him to make a topology based on the transit time of the data between the devices. It should be noted that exchanges having close transit times must be made on almost identical paths. Likewise, conventional statistical methods can be used to know this topology.
2904905 11 Cette connaissance de la topologie peut ainsi être déterminée à l'établissement de la communication entre le dispositif émetteur a et le dispositif récepteur k. En outre, le dispositif émetteur a peut interroger un ou plusieurs 5 dispositifs phares afin de déterminer l'identité des dispositifs relais potentiels. Les dispositifs phares sont des dispositifs dont le rôle de phare est public. Ceux-ci contiennent des données sur la topologie du réseau de communication. L'utilisation des dispositifs relais lors de la transmission d'un flux de données d'un dispositif émetteur à un dispositif récepteur permet d'emprunter 10 dans le réseau de communication des chemins qui, potentiellement, n'auraient pas été autorisés par les protocoles de routage utilisés sur les dispositifs routeurs. En effet, un dispositif routeur possède des tables de routage qui ne sont pas nécessairement optimisées, de sorte que les routages effectués ne 15 sont pas toujours très efficaces. En référence à la Figure 2, il est maintenant décrit un algorithme conforme à l'invention gérant les échanges initiaux en vue d'obtenir une connaissance sur la topologie du réseau de communication environnant le dispositif émetteur.This knowledge of the topology can thus be determined at the establishment of the communication between the transmitter device a and the receiver device k. In addition, the transmitting device may interrogate one or more flagship devices to determine the identity of the potential relay devices. Flagship devices are devices whose role as a lighthouse is public. These contain data on the topology of the communication network. The use of the relay devices during the transmission of a data stream from a transmitting device to a receiving device makes it possible to borrow from the communication network paths which, potentially, would not have been authorized by the protocols routing used on routers. Indeed, a router device has routing tables that are not necessarily optimized, so that the routing is not always very effective. Referring to Figure 2, there is now described an algorithm according to the invention managing the initial exchanges to obtain a knowledge of the topology of the communication network surrounding the transmitting device.
20 Cet algorithme est particulièrement adapté à un dispositif émetteur nouvellement installé sur le réseau de communication et lui permet de découvrir son environnement réseau. En outre, si des mécanismes de routage implantés au voisinage de ce dispositif émetteur sont inefficaces, alors ils seront détectés lors de 25 l'obtention de la connaissance du réseau. De plus, cet algorithme permet d'établir la liste des dispositifs relais permettant l'utilisation de chemins sur le réseau qui sont efficaces et permettent la transmission de flux de données en respectant des contraintes de qualité de service, notamment la transmission d'un flux de données en temps réel.This algorithm is particularly adapted to a transmitter device newly installed on the communication network and allows it to discover its network environment. In addition, if routing mechanisms located in the vicinity of this transmitter device are inefficient, then they will be detected upon obtaining knowledge of the network. In addition, this algorithm makes it possible to establish the list of relay devices allowing the use of paths on the network which are efficient and allow the transmission of data streams respecting quality of service constraints, in particular the transmission of a stream. real-time data.
30 L'algorithme débute, à l'étape 21, par la détermination de dispositifs relais. Selon un mode de réalisation, le dispositif émetteur interroge un dispositif 2904905 12 phare afin de déterminer au moins trois relais possibles entre le dispositif émetteur a et le dispositif récepteur k. La Figure 3 illustre, au moyen d'un exemple, l'étape 21. Un dispositif émetteur interroge (31) un dispositif phare afin d'obtenir des adresses de 5 dispositifs relais existants entre le dispositif émetteur et le dispositif récepteur. Cette interrogation (31) est notamment réalisée au moyen d'un langage de commande approprié convenu par avance dans le système. Le dispositif phare établit (32) la liste des dispositifs relais et émet cette liste au dispositif émetteur (33), la liste contenant, par exemple, une 10 pluralité d'adresses IP des dispositifs relais. De retour à la Figure 2, l'étape 21 est suivie de l'étape 22 d'émission par le dispositif émetteur d'au moins une même portion à la pluralité de dispositifs relais déterminés lors de l'étape 21 ou à seulement certains d'entre eux. Selon le mode de réalisation précédemment décrit, le dispositif émetteur 15 émet au moins trois messages contenant une même portion du flux de données à transmettre vers les dispositifs relais. Sur réception de cette portion du flux de données, chaque dispositif relais récepteur réémet cette portion, lors de l'étape 23, à destination du dispositif récepteur directement ou indirectement, par exemple, via d'autres 20 dispositifs relais. Lors de l'étape 24, le dispositif récepteur reçoit une même portion du flux de données, une pluralité de fois, en provenance de la pluralité de dispositifs relais et de façon sensiblement décalée dans le temps. Le dispositif récepteur compare entre eux les différents temps d'arrivée de la portion du flux 25 en provenance de la pluralité de dispositifs relais. Le dispositif récepteur établit, ensuite, à l'étape 25, une liste d'identifiants de dispositifs relais telle que cette liste comprenne, parmi la pluralité de dispositifs relais par l'intermédiaire desquels le dispositif émetteur a émis une même portion de données, un sous-ensemble de cette pluralité. Ce 30 sous-ensemble de dispositifs relais comprend les dispositifs relais présentant, par exemple, les temps de transmission parmi les plus courts.The algorithm starts in step 21 by determining relay devices. According to one embodiment, the transmitter device interrogates a beacon device to determine at least three possible relays between the transmitter device a and the receiver device k. Figure 3 illustrates, by way of example, step 21. A sending device interrogates (31) a beacon device to obtain relay device addresses existing between the transmitting device and the receiving device. This interrogation (31) is performed in particular by means of a suitable command language agreed in advance in the system. The beacon device establishes (32) the list of relay devices and transmits this list to the transmitting device (33), the list containing, for example, a plurality of IP addresses of the relay devices. Returning to FIG. 2, step 21 is followed by step 22 of transmission by the transmitter device of at least one and the same portion to the plurality of relay devices determined during step 21 or only certain 'between them. According to the embodiment previously described, the transmitting device 15 transmits at least three messages containing the same portion of the data stream to be transmitted to the relay devices. On receiving this portion of the data stream, each relay relay device re-transmits this portion, in step 23, to the receiving device directly or indirectly, for example, via other relay devices. In step 24, the receiving device receives a same portion of the data stream, a plurality of times, from the plurality of relay devices and substantially shifted in time. The receiver device compares the different arrival times of the portion of the stream 25 from the plurality of relay devices. The receiving device then establishes, at step 25, a list of relay device identifiers such that this list comprises, among the plurality of relay devices through which the transmitting device has transmitted the same portion of data, a subset of this plurality. This subset of relay devices comprises relay devices having, for example, the shortest transmission times.
2904905 13 Enfin, lors de l'étape 26, on procède à une réduction progressive du nombre de messages contenant une même portion du flux de données émis en parallèle ou en pseudo-parallèle. Pour ce faire, le dispositif récepteur émet à destination du dispositif émetteur la liste des dispositifs relais sélectionnés. De 5 la sorte, la redondance d'émission diminue. En outre, cette liste peut également être émise à destination du dispositif phare, de telle sorte que ce dernier obtienne des données de topologie plus précises. II est à noter que la liste comprend au minimum deux identifiants de 10 dispositifs relais. La Figure 4 illustre, au moyen d'un exemple, les étapes 22 à 26 de l'algorithme de la Figure 2. Le dispositif émetteur transmet aux dispositifs relais 1, 2 et 3 une même portion du flux (41) et chacun de ces dispositifs relais réémet à son tour cette portion en direction du dispositif récepteur (42).Finally, during step 26, the number of messages containing the same portion of the data stream transmitted in parallel or in pseudo-parallel is progressively reduced. To do this, the receiving device transmits to the transmitting device the list of selected relay devices. In this way, the emission redundancy decreases. In addition, this list can also be sent to the flagship device, so that the latter obtains more accurate topology data. It should be noted that the list comprises at least two identifiers of 10 relay devices. FIG. 4 illustrates, by means of an example, the steps 22 to 26 of the algorithm of FIG. 2. The transmitting device transmits to the relay devices 1, 2 and 3 the same portion of the stream (41) and each of these relay devices in turn repeats this portion towards the receiving device (42).
15 Le dispositif récepteur effectue ensuite un classement (43) conformément aux étapes 24 et 25 de la Figure 2 et transmet au dispositif émetteur et au dispositif phare la liste des relais ayant les temps de transmission les plus courts (44 et 45). En référence à la Figure 5, il est maintenant décrit un algorithme 20 utilisé lors d'échanges en mode de fonctionnement normal entre un dispositif émetteur et un dispositif récepteur. Cet algorithme permet d'ajuster la transmission du flux de données en fonction d'événements ponctuels qui peuvent affecter la transmission. L'algorithme débute, à l'étape 51, par l'obtention, après interrogation 25 d'un dispositif phare, d'une liste de dispositifs relais présent dans le réseau entre le dispositif émetteur a et le dispositif récepteur k. Un exemple illustrant cette étape est représenté sur la Figure 3 précédemment décrite. Lors de l'étape suivante (étape 52), le dispositif émetteur détermine 30 la topologie du réseau de communication existant entre le dispositif émetteur et le dispositif récepteur et détermine ainsi des dispositifs relais potentiels.The receiving device then ranks (43) in accordance with steps 24 and 25 of Fig. 2 and transmits to the transmitting device and the beacon device the list of relays having the shortest transmission times (44 and 45). With reference to FIG. 5, an algorithm 20 is now described which is used during exchanges in normal operating mode between a transmitting device and a receiving device. This algorithm makes it possible to adjust the transmission of the data stream according to one-off events that may affect the transmission. The algorithm starts, in step 51, obtaining, after interrogation 25 of a flagship device, a list of relay devices present in the network between the transmitter device a and the receiver device k. An example illustrating this step is shown in Figure 3 previously described. In the next step (step 52), the transmitting device determines the topology of the existing communication network between the transmitting device and the receiving device and thereby determining potential relay devices.
2904905 14 Lors de l'étape 53, le dispositif émetteur détermine une liste de dispositifs relais à partir de la liste obtenue à l'étape 51 et des dispositifs relais potentiels identifiés lors de l'étape 52. La détermination de la pluralité de dispositifs relais auxquels le 5 dispositif émetteur fait appel pour l'émission du flux de données vers le dispositif récepteur se fait notamment au moyen d'un algorithme de type CIDR ( Classless Inter-Domain Routing en terminologie anglo-saxonne). Selon cet algorithme, on considère que les dispositifs dont les adresses IP sont numériquement proches sont également géographiquement 10 proches sur le réseau de communication. Ainsi, l'ensemble des adresses IP des dispositifs relais identifiés lors des étapes 51 et 52 sont triées suivant leur valeur numérique. La figure 6 illustre une organisation des adresses IP des dispositifs relais.In step 53, the transmitting device determines a list of relay devices from the list obtained in step 51 and the potential relay devices identified in step 52. Determining the plurality of relay devices which the transmitting device uses for the transmission of the data stream to the receiving device is done in particular by means of a CIDR (Classless Inter-Domain Routing) type algorithm. According to this algorithm, it is considered that the devices whose IP addresses are numerically close are also geographically close on the communication network. Thus, all the IP addresses of the relay devices identified in steps 51 and 52 are sorted according to their numerical value. Figure 6 illustrates an organization of the IP addresses of the relay devices.
15 Selon cet arbre d'adresses triées, si l'on considère l'adresse IP suivante 142.68.45.8, alors l'adresse IP suivante 142.68.46.21 est considérée comme proche de la première adresse sur le réseau de communication. L'adresse IP suivante 142.69.23.76 est, quant à elle, plus éloignée de la première adresse IP.According to this sorted address tree, if we consider the following IP address 142.68.45.8, then the following IP address 142.68.46.21 is considered to be close to the first address on the communication network. The following IP address 142.69.23.76 is more distant from the first IP address.
20 Enfin, l'adresse IP suivante 154.68.45.8 est la plus éloignée des trois adresses IPprécédentes par rapport à la première adresse IP. De la sorte, à partir d'un tel arbre d'adresses IP triées, on détermine la pluralité de dispositifs relais dont les adresses sont proches de l'adresse IP du dispositif émetteur.Finally, the next IP address 154.68.45.8 is furthest from the three previous IP addresses with respect to the first IP address. In this way, from such a tree of sorted IP addresses, the plurality of relay devices whose addresses are close to the IP address of the transmitting device is determined.
25 La pluralité de dispositifs relais doit contenir au moins deux dispositifs relais. Selon un mode de réalisation, le dispositif émetteur se connecte aux dispositifs relais déterminés à partir notamment de leur adresse IP et indique, selon un langage de commande approprié convenu par avance dans le 30 système, l'adresse, notamment l'adresse IP, du dispositif récepteur destinataire des portions de flux de données que le dispositif émetteur va émettre.The plurality of relay devices must contain at least two relay devices. According to one embodiment, the transmitting device connects to the relay devices determined from their particular IP address and indicates, according to a suitable command language agreed in advance in the system, the address, including the IP address, of the receiving device for the portions of the data stream that the transmitting device will transmit.
2904905 15 De retour à la Figure 5, l'algorithme se poursuit, à l'étape 54, par l'émission d'une portion du flux de données à destination de la pluralité de dispositifs relais déterminés à l'étape 53. A l'étape 55, les dispositifs relais, dès la réception de la portion du 5 flux de données, réémettent cette portion en direction du dispositif récepteur. Dès que le dispositif récepteur reçoit la portion du flux de données, celui-ci émet (étape 56) un message contenant un accusé de réception vers la pluralité de dispositifs relais déterminés à l'étape 53. Ce message est émis à destination de l'ensemble des dispositifs 10 relais déterminés, même si ces derniers n'ont pas encore reçu la portion à transmettre au dispositif récepteur, de manière à ne pas accumuler de retard dans les délais. Lors de l'étape 57, le dispositif récepteur compare les temps d'arrivée d'une même portion en provenance de la pluralité de dispositifs relais 15 et sélectionne une liste de dispositifs relais parmi cette pluralité. Cette liste comprend les dispositifs relais aptes à assurer les temps de transmission sur le réseau parmi les plus courts. Cette liste comprend au moins deux dispositifs relais. Cette liste est transmise au dispositif émetteur et peut également 20 être transmise au dispositif phare. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif récepteur émet un message d'accusé de réception global vers la pluralité de dispositifs relais. Les étapes 54 à 57 peuvent être itérées tant qu'il existe des portions du flux de données non encore transmises du dispositif émetteur a vers le 25 dispositif récepteur k. Une telle redondance d'émission d'une même portion permet le respect de contraintes de qualité de service, notamment la transmission en temps réel de données. II convient de noter qu'une liste de relais détenue par un dispositif 30 phare connu du dispositif émetteur peut être obtenue à tout moment de manière à découvrir un nouveau relais.Returning to FIG. 5, the algorithm continues, in step 54, by sending a portion of the data stream to the plurality of relay devices determined in step 53. In step 55, the relay devices, upon receipt of the portion of the data stream, re-transmit this portion to the receiving device. As soon as the receiving device receives the portion of the data stream, the latter transmits (step 56) a message containing an acknowledgment to the plurality of relay devices determined in step 53. This message is sent to the destination. set of devices 10 relays determined, even if they have not yet received the portion to be transmitted to the receiving device, so as not to accumulate delay in time. In step 57, the receiver device compares the arrival times of the same portion from the plurality of relay devices 15 and selects a list of relay devices from this plurality. This list includes the relay devices able to ensure the transmission times on the network among the shortest. This list includes at least two relay devices. This list is transmitted to the transmitting device and can also be transmitted to the flagship device. According to a particular embodiment, the receiving device transmits a global acknowledgment message to the plurality of relay devices. Steps 54 to 57 may be iterated as long as there are portions of the data stream not yet transmitted from the transmitting device a to the receiving device k. Such emission redundancy of the same portion allows compliance with quality of service constraints, including real-time transmission of data. It should be noted that a relay list held by a known flagship device of the transmitter device can be obtained at any time so as to discover a new relay.
2904905 16 La Figure 7 illustre, au moyen d'un exemple, les étapes 54 à 57 de la Figure 5. Le dispositif émetteur transmet aux dispositifs relais 1, 2 et 3 une même portion du flux (71) et chacun de ces dispositifs relais réémet cette portion en direction du dispositif récepteur (72).FIG. 7 illustrates, by means of an example, the steps 54 to 57 of FIG. 5. The transmitting device transmits to the relay devices 1, 2 and 3 a same portion of the flow (71) and each of these relay devices. re-transmits this portion to the receiving device (72).
5 Le dispositif récepteur, lors de la réception d'une portion du flux, émet un accusé de réception global (73) à destination de la pluralité des dispositifs relais (relais 1, 2 et 3) conformément à l'étape 56 de la Figure 5. En outre, le dispositif récepteur effectue un classement (74) des dispositifs relais en fonction de leur performance en termes de transmission 10 d'une portion de flux de données. Le dispositif récepteur émet vers le dispositif émetteur et le dispositif phare la liste des relais ayant les temps de transmission les plus courts (75 et 76). Les procédé et système d'émission et les procédé et système de réception selon l'invention peuvent être mis en oeuvre dans le contexte d'un 15 réseau peer to peer . Pour ce faire, les systèmes formant le réseau peer to peer constituent les différents systèmes nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif émetteur a a préalablement procédé à une étape d'authentification du dispositif récepteur k 20 avant l'émission de portions du flux de données. En outre, le dispositif émetteur et le dispositif récepteur peuvent échanger une clé permettant l'encryptage des portions du flux de données afin de sécuriser la transmission du flux de données. 25The receiving device, upon receiving a portion of the stream, transmits a global acknowledgment (73) to the plurality of relay devices (relays 1, 2 and 3) in accordance with step 56 of FIG. 5. In addition, the receiving device ranks (74) the relay devices based on their performance in transmitting a portion of a data stream. The receiving device transmits to the transmitting device and the flagship device the list of relays with the shortest transmission times (75 and 76). The method and transmission system and the method and reception system according to the invention can be implemented in the context of a peer to peer network. To do this, the systems forming the peer-to-peer network constitute the various systems necessary for the implementation of the invention. According to a particular embodiment, the transmitting device has previously carried out an authentication step of the receiver device k before transmitting portions of the data stream. In addition, the transmitting device and the receiving device can exchange a key for encrypting portions of the data stream to secure the transmission of the data stream. 25
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Citations (2)
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- 2006-08-11 FR FR0653360A patent/FR2904905A1/en active Pending
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