專利名稱：基于網(wǎng)格技術(shù)的視頻點(diǎn)播直播的實(shí)現(xiàn)方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播、直播的系統(tǒng)和方法，尤其涉及基于web形式訪問(wèn)、基于網(wǎng)格技術(shù)的視頻點(diǎn)播、直播系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
目前，根據(jù)訪問(wèn)方式和播放方式的不同，視頻點(diǎn)播可分為普通互動(dòng)電視和網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)電視。
一.普通互動(dòng)電視系統(tǒng)由客戶通過(guò)電話或者其他方式與服務(wù)端互動(dòng)，服務(wù)端通過(guò)廣電信道向觀看該頻道的所有電視機(jī)終端發(fā)送該電視節(jié)目。該點(diǎn)播系統(tǒng)需要通過(guò)電視機(jī)終端展示內(nèi)容；且同時(shí)只能響應(yīng)一個(gè)用戶的點(diǎn)播需求；所有終端用戶看到同樣的內(nèi)容，不能滿足不同用戶觀看不同節(jié)目的需求。
二.網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)電視是在網(wǎng)頁(yè)(web)中，嵌入媒體服務(wù)，客戶點(diǎn)擊后，在網(wǎng)絡(luò)終端(各種規(guī)模和形式的計(jì)算機(jī)終端)展現(xiàn)內(nèi)容。
當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)電視系統(tǒng)又可分為如下三種1.先下載后播放。
這種模式下，用戶請(qǐng)求觀看視頻資源后，先將該視頻資源下載到客戶端，然后播放。該方式具有如下缺點(diǎn)(1)客戶等待的時(shí)間長(zhǎng)；(2)客戶效率低下，如客戶等待時(shí)間下載一個(gè)視頻作品后，播放時(shí)發(fā)現(xiàn)并不是其所希望的內(nèi)容，則浪費(fèi)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)資源；(3)不能保護(hù)內(nèi)容提供商的版權(quán)，客戶下載后，可以方便地移動(dòng)、復(fù)制、傳播該內(nèi)容。
(4)服務(wù)器負(fù)載重，因?yàn)榭蛻粼L問(wèn)效率低下，大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬和服務(wù)器計(jì)算能力被浪費(fèi)；而且服務(wù)器集中提供服務(wù)，所有的視頻服務(wù)請(qǐng)求都有服務(wù)器集中滿足，因此服務(wù)器負(fù)載很重，只能滿足少量用戶的服務(wù)需求。
2.集中式網(wǎng)絡(luò)在線播放該方式下，服務(wù)器集中為客戶提供服務(wù)，客戶一邊下載一邊播放，該方式具有如下缺點(diǎn)(1)負(fù)載容量有限問(wèn)題，因?yàn)橐曨l多媒體的數(shù)據(jù)量比較大，而且傳輸控制中多媒體控制計(jì)算量大，服務(wù)器負(fù)載很重，通常100M端口的服務(wù)器只能承受一百用戶同時(shí)訪問(wèn)，不能大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用；
(2)客戶端播放質(zhì)量不高問(wèn)題?？蛻舳瞬シ刨|(zhì)量隨著服務(wù)器負(fù)載、客戶端的網(wǎng)絡(luò)連接速度變化而變化，不能保證服務(wù)的穩(wěn)定性，播放質(zhì)量，畫(huà)面、音頻不連續(xù)、不清晰；(3)客戶端緩沖時(shí)間比較長(zhǎng)，且需要經(jīng)常中斷以便緩沖的問(wèn)題，即經(jīng)常中斷服務(wù)以從服務(wù)器端獲得數(shù)據(jù)繼續(xù)服務(wù)。
3.對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的直播系統(tǒng)該方式下，在網(wǎng)絡(luò)直播中，由于各個(gè)客戶機(jī)需要看到的是同一內(nèi)容，因此，各個(gè)客戶機(jī)在收到服務(wù)器或者其他客戶機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，立即向其他客戶機(jī)發(fā)送。該方式具有如下缺點(diǎn)(1)只適應(yīng)于視頻直播，在點(diǎn)播中，不同的客戶在不同的時(shí)間請(qǐng)求不同的內(nèi)容，這是與直播的本質(zhì)區(qū)別，客戶機(jī)收到視頻內(nèi)容數(shù)據(jù)包后向其他客戶機(jī)發(fā)送，不能被具他客戶機(jī)所接受，因此該方法應(yīng)用于電視點(diǎn)播，并不能取得比集中式的點(diǎn)播更好的效果；(2)客戶機(jī)負(fù)載重，客戶機(jī)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源沒(méi)有經(jīng)過(guò)優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本系統(tǒng)(GVOD)通過(guò)將分布式存儲(chǔ)技術(shù)與集中檢索、控制技術(shù)結(jié)合，基于網(wǎng)格技術(shù)，由服務(wù)器將分散于各個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的視頻內(nèi)容資源、桌面計(jì)算閑置資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬閑置資源整合在一起，并優(yōu)化設(shè)置、調(diào)度上述資源，為客戶形成一個(gè)透明的、具有超級(jí)計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的超級(jí)虛擬服務(wù)器，以便為客戶提供響應(yīng)迅速的、連續(xù)的、清晰的、穩(wěn)定的視頻點(diǎn)播與直播服務(wù)。同時(shí)，從服務(wù)器的角度，將視頻內(nèi)容提供、桌面計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确?wù)轉(zhuǎn)移到具備服務(wù)能力的其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，減輕服務(wù)器的直接負(fù)載，在大幅度提高服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，大幅度提高服務(wù)器的負(fù)載能力，可數(shù)千倍(在良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下甚至可以數(shù)萬(wàn)倍)提高服務(wù)器提供視頻點(diǎn)播、直播服務(wù)的能力。
概括起來(lái)，本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)1.解決了視頻服務(wù)商版權(quán)保護(hù)的需求，解決了傳統(tǒng)方式中，先下載后播放的系統(tǒng)的視頻內(nèi)容版權(quán)保護(hù)的問(wèn)題；2.解決了集中式系統(tǒng)負(fù)載量的問(wèn)題，可同時(shí)為大量用戶提供高質(zhì)量的視頻點(diǎn)播和直播服務(wù)；3.提高了客戶端的播放質(zhì)量，使客戶端獲得連續(xù)、清晰、不失真的視頻內(nèi)容，而且，即使客戶端本身網(wǎng)絡(luò)速度比較低，亦可獲得較好的視頻質(zhì)量；4.解決了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的視頻直播系統(tǒng)不能處理不同客戶請(qǐng)求不同內(nèi)容服務(wù)的問(wèn)題；5.可動(dòng)態(tài)投入、部署、優(yōu)化新的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化資源配置，對(duì)在享受服務(wù)和新請(qǐng)求服務(wù)的客戶都能提供穩(wěn)定的服務(wù)；6.即可作為視頻點(diǎn)播使用，也可以作為視頻直播使用。
GVOD系統(tǒng)的服務(wù)流程如下首先，客戶通過(guò)web頁(yè)面提出訪問(wèn)媒體內(nèi)容的請(qǐng)求。Web服務(wù)器檢測(cè)內(nèi)容是否存在并對(duì)客戶身份進(jìn)行認(rèn)證。若通過(guò)認(rèn)證，則向GVOD服務(wù)程序發(fā)出提供服務(wù)信號(hào)，信號(hào)中明確終端的身份認(rèn)證標(biāo)志、應(yīng)提供的視頻內(nèi)容；若未通過(guò)認(rèn)證，則客戶無(wú)權(quán)享受該服務(wù)，服務(wù)流程結(jié)束。
其次，GVOD服務(wù)程序在接受到web服務(wù)程序發(fā)出的提供客戶某資源的信號(hào)，檢測(cè)該客戶端是否安裝GVOD插件，若未安裝插件，提示客戶安裝插件；若已經(jīng)安裝插件，則轉(zhuǎn)入第三步。
第三，GVOD服務(wù)程序向客戶的GVOD插件發(fā)出播放指定視頻資源的信號(hào)。
第四，客戶端GVOD插件判斷本機(jī)視頻內(nèi)容存儲(chǔ)器中是否存在該視頻資源，若存在，則讀取本機(jī)視頻資源，開(kāi)始播放。若不存在，則轉(zhuǎn)下一步。
第五，GVOD插件向GVOD服務(wù)程序發(fā)出請(qǐng)求提供視頻資源的請(qǐng)求；GVOD服務(wù)程序向GVOD插件返回當(dāng)前在線、且存有該視頻資源的其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，稱為備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(服務(wù)器存有全部視頻資源，且保持在線，也是備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)之一)第六，GVOD插件與GVOD服務(wù)程序返回的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)嘗試連接，從能連接成功、且傳輸速率達(dá)到指定值、有閑置桌面計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中，選取一定數(shù)目網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(這些網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)稱為服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn))為其提供視頻內(nèi)容，保證服務(wù)質(zhì)量有一定的冗余。
第七，在提供視頻內(nèi)容的過(guò)程中，當(dāng)服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)因故退出服務(wù)(如桌面計(jì)算能力、帶寬限制)，GVOD插件端獲得的服務(wù)質(zhì)量冗余值下降，則自動(dòng)從剩余的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中嘗試連接，尋找新的服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；若備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中能提供服務(wù)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)量不滿足要求，則向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，更新備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，在更新的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中繼續(xù)尋找服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，直到GVOD插件端獲得具有一定冗余值的服務(wù)質(zhì)量或客戶主動(dòng)終止服務(wù)、服務(wù)自然結(jié)束之一的情況發(fā)生。
第八，客戶端取得該視頻的部分內(nèi)容(視頻文件的前一部分)后，一邊繼續(xù)獲取內(nèi)容，一邊播放；必要時(shí)，也自動(dòng)加入為其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)服務(wù)的行列。同時(shí)，將已經(jīng)獲取的內(nèi)容寫(xiě)入GVOD指定的硬盤交換文件；若發(fā)生丟包、誤碼，則向服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)補(bǔ)齊，保證本機(jī)存儲(chǔ)完整、準(zhǔn)確的視頻內(nèi)容，以成為下一個(gè)點(diǎn)播者的備選服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。
第九，客戶主動(dòng)終止服務(wù)，或者服務(wù)自然結(jié)束，則GVOD插件向GVOD服務(wù)程序返回服務(wù)結(jié)果。


圖1GVOD系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)。
圖2GVOD系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
圖3服務(wù)器組成結(jié)構(gòu)。
圖4客戶端組成結(jié)構(gòu)圖本圖表明，客戶端由交換文件、GVOD插件程序、媒體播放器三層構(gòu)成。
圖5GVOD服務(wù)示意圖具體實(shí)施方式
本系統(tǒng)依據(jù)如圖1所示的總體分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由基于網(wǎng)格技術(shù)的分布式存儲(chǔ)集中檢索網(wǎng)絡(luò)層(簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò)層)、媒體控制層和媒體播放層構(gòu)成。GVOD網(wǎng)絡(luò)層是由本發(fā)明提出的基于網(wǎng)格技術(shù)的系統(tǒng)；媒體控制層是本系統(tǒng)中，對(duì)視頻資源進(jìn)行分割為數(shù)據(jù)包，通過(guò)本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸?shù)南到y(tǒng)(必要時(shí)采取一定的主動(dòng)丟包策略)；在接受后，將這些數(shù)據(jù)包組合，恢復(fù)形成視頻流；媒體播放層采用已有的媒體播放器的控件。
一臺(tái)或者數(shù)臺(tái)性能較高的計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)帶寬資源比較充足的節(jié)點(diǎn)接入Internet。服務(wù)器由4層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括web服務(wù)器、GVOD服務(wù)程序、GVOD插件、視頻內(nèi)容。服務(wù)器與其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)一樣安裝GVOD插件。
各個(gè)客戶機(jī)是計(jì)算機(jī)設(shè)備，也接入Internet。服務(wù)器提供web瀏覽服務(wù)，客戶通過(guò)web瀏覽提出訪問(wèn)視頻資源的請(qǐng)求。每個(gè)客戶端在第一次訪問(wèn)服務(wù)器的視頻資源時(shí)，安裝插件。安裝插件后，成為GVOD系統(tǒng)的一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。
插件內(nèi)置一個(gè)數(shù)字證書(shū)，第一次使用服務(wù)時(shí)與GVOD服務(wù)程序連接，激活數(shù)字證書(shū)，并獲得插件id號(hào)，也是網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的id號(hào)，作為該客戶機(jī)與服務(wù)器或者其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)的唯一辨識(shí)號(hào)。該辨識(shí)方法避免了計(jì)算機(jī)改變ip或者其他設(shè)置時(shí)，不能辨識(shí)的問(wèn)題，從而大大提高GVOD服務(wù)程序集中檢索資源的效率。
插件管理一個(gè)交換文件(PF)，交換文件存儲(chǔ)于硬盤；用來(lái)存儲(chǔ)最近訪問(wèn)的數(shù)個(gè)視頻資源(個(gè)數(shù)可由用戶自行設(shè)置)，并可設(shè)定交換文件PF的默認(rèn)大小。比如，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n設(shè)置保存最近所訪問(wèn)的5個(gè)資源，PF設(shè)置為100MB。則交換文件自動(dòng)占用100MB硬盤空間，當(dāng)加入第5個(gè)文件將使PF超過(guò)100MB時(shí)，則在硬盤允許的情況下擴(kuò)大PF的空間。該文件用于加密存儲(chǔ)客戶端所獲得的資源或者使用數(shù)字證書(shū)控制權(quán)限的方式存儲(chǔ)。
由于用戶所獲取的資源是通過(guò)數(shù)字證書(shū)授權(quán)或者加密的方式，統(tǒng)一存儲(chǔ)于插件所管理的交換文件內(nèi)，而不是將客戶所獲取的資源存儲(chǔ)于cache內(nèi)，避免用戶未經(jīng)服務(wù)器授權(quán)讀取、復(fù)制、傳播內(nèi)容，有效解決了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或者先下載后播放的系統(tǒng)中，視頻內(nèi)容的發(fā)行商不能對(duì)發(fā)送給客戶的內(nèi)容保密的問(wèn)題。GVOD系統(tǒng)保護(hù)了視頻內(nèi)容制作商的版權(quán)，解決了視頻點(diǎn)播系統(tǒng)管與版權(quán)保護(hù)的瓶頸。同時(shí)，由于存儲(chǔ)于硬盤空間，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在播放完資源r后仍可作為一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，為其他節(jié)點(diǎn)提供r資源，而不僅僅是在播放過(guò)程中。即使該網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)重新啟動(dòng)并重新登錄網(wǎng)絡(luò)，亦可成為GVOD系統(tǒng)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。
利用網(wǎng)格技術(shù)，將服務(wù)器、各裝有GVOD插件的在線網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)整合為虛擬服務(wù)器，共同為客戶服務(wù)。GVOD服務(wù)程序保存各個(gè)資源的分布檢索信息，含網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)id、網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)所保存的資源的id號(hào)、網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)獲取該資源的時(shí)間、網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是否在線等信息。服務(wù)器本身也安裝一個(gè)GVOD插件，也是一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。通過(guò)GVOD服務(wù)程序進(jìn)行資源的集中檢索，將分散于不同網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的資源統(tǒng)一起來(lái)。尤其是在不同的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位于不同的ISP(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商)時(shí)，系統(tǒng)資源的集中檢索將具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。
由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，由服務(wù)器集中提供備選節(jié)點(diǎn)信息，請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)再與備選節(jié)點(diǎn)再建立連接。由服務(wù)器集中提供備選節(jié)點(diǎn)的方式，可防止任何節(jié)點(diǎn)未經(jīng)NVOD服務(wù)器授權(quán)，讀取其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。有效保證系統(tǒng)安全。
如圖5所示，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n發(fā)出資源r的服務(wù)請(qǐng)求，服務(wù)器通過(guò)集中檢索，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n1、n2、n3、n4等在線網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)擁有資源r，將這些網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)按照一定優(yōu)先級(jí)排序發(fā)送到網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n的GVOD插件程序。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n的GVOD插件程序與備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)依次嘗試連接，最終與網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n1、n2、n3建立連接后，由n1、n2、n3為n提供資源r，能保證n在線播放并且服務(wù)質(zhì)量有指定的冗余，則n1、n2、n3一起為n提供資源r，提供資源r的過(guò)程是n1、n2、n3的GVOD插件程序向n的GVOD插件程序提供數(shù)據(jù)的過(guò)程。若網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化，n1、n2、n3中的一個(gè)或者多個(gè)退出運(yùn)行或者傳輸速率下降，則n的GVOD插件嘗試與備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中沒(méi)有使用的n4嘗試連接；若備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)全部投入后仍不足以提供服務(wù)，則請(qǐng)求服務(wù)器更新備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息，必要時(shí)將服務(wù)器端安裝的GVOD插件投入為網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n提供r資源的隊(duì)列。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n獲得r資源的一部分后，也可為其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)提供資源r的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。
上述過(guò)程中，備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)對(duì)系統(tǒng)資源的有效利用、負(fù)載均衡具有十分重要的意義，本系統(tǒng)按照如下原則設(shè)定優(yōu)先級(jí)第一級(jí)服務(wù)器位于比較固定的靠后的位置。
由于服務(wù)器保存所有資源，需要給所有資源提供一定的服務(wù)，因此，服務(wù)器的優(yōu)先級(jí)相對(duì)靠后，本系統(tǒng)采用服務(wù)器相對(duì)固定位于某個(gè)優(yōu)先級(jí)的策略。只有在其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不能為該請(qǐng)求提供保證質(zhì)量的服務(wù)時(shí)，服務(wù)器才作為一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)投入為該請(qǐng)求服務(wù)的隊(duì)列。
第二級(jí)保存完整所請(qǐng)求資源的備選節(jié)點(diǎn)優(yōu)先；若保存該資源完整版本的備選節(jié)點(diǎn)不夠，依次從保存較多的資源的備選節(jié)點(diǎn)中獲??；即，保存該資源越多，優(yōu)先級(jí)越高。
除了優(yōu)先級(jí)外，本系統(tǒng)還開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)調(diào)整服務(wù)策略。
1.動(dòng)態(tài)調(diào)整GVOD服務(wù)器提供服務(wù)的對(duì)象。
當(dāng)服務(wù)器為網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n5提供資源服務(wù)r2時(shí)，GVOD服務(wù)程序若檢測(cè)到有新的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n6投入，可為n5提供該r2，則自動(dòng)將服務(wù)器負(fù)載轉(zhuǎn)移到新投入的n6；若服務(wù)器可退出時(shí)，完全由其他節(jié)點(diǎn)提供該資源；若服務(wù)器退出不能保證質(zhì)量，則服務(wù)器不退出。
總之，服務(wù)器提供的服務(wù)資源是所有客戶機(jī)獲得服務(wù)的最后保障。該策略可以保證服務(wù)器在較低的直接負(fù)載下運(yùn)行，可不斷響應(yīng)新的服務(wù)要求。
2.動(dòng)態(tài)更新備用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)、動(dòng)態(tài)投入備用網(wǎng)格技術(shù)當(dāng)某網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)享受服務(wù)的過(guò)程中，由于服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)退出或者網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化，當(dāng)前這些服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不足以保證服務(wù)質(zhì)量具有指定的冗余值時(shí)，客戶機(jī)自動(dòng)從GVOD服務(wù)程序發(fā)給它的尚未使用的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中尋找能服務(wù)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；若投入所有備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)后仍不足以滿足服務(wù)質(zhì)量的冗余要求，則GVOD插件向GVOD服務(wù)程序發(fā)送請(qǐng)求更新備用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；GVOD返回更新的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)后，GVOD插件從備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中尋找服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；仍不夠時(shí)，GVOD服務(wù)器投入服務(wù)。
3.GVOD服務(wù)器動(dòng)態(tài)優(yōu)化服務(wù)資源配置在運(yùn)行中，GVOD動(dòng)態(tài)優(yōu)化服務(wù)資源配置。根據(jù)服務(wù)需求，自動(dòng)調(diào)整各個(gè)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)內(nèi)容。舉例說(shuō)明如下當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)n1擁有a、b兩個(gè)資源，a資源是常用資源，目前仍有其他1千個(gè)在線網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)可提供；b資源是被訪問(wèn)較少的資源，目前只有2個(gè)在線網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)可提供該資源；當(dāng)有新的客戶機(jī)請(qǐng)求獲得b資源，且需要n1的服務(wù)時(shí)；GVOD服務(wù)程序?qū)⒅兄筺1向其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)提供a資源的服務(wù)，需要a資源的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)從其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中獲得；而將其調(diào)入b資源服務(wù)的服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中。
在存儲(chǔ)方面，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n點(diǎn)播視頻資源r時(shí)，首先判斷r的大小，先在交換文件中劃出相應(yīng)的存儲(chǔ)空間用于存儲(chǔ)r；并設(shè)標(biāo)志位f，用于記錄a是否存儲(chǔ)完整。在n獲取視頻資源r并播放的同時(shí)，將獲取的數(shù)據(jù)包寫(xiě)入PF中為視頻資源r預(yù)留的空間。若n在獲取的時(shí)，由于受帶寬等方面的影響，系統(tǒng)主動(dòng)丟包，通過(guò)適當(dāng)降低視頻清晰度、分辨率來(lái)?yè)Q取視頻連續(xù)、流暢。發(fā)生丟包或者誤碼時(shí)，GVOD插件自動(dòng)記錄丟包誤碼情況，在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n的網(wǎng)絡(luò)帶寬有閑置時(shí)，將丟失的數(shù)據(jù)包、誤碼從其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中獲取、補(bǔ)齊。
若n在獲取r之前，已經(jīng)保存5個(gè)資源，達(dá)到交換文件PF內(nèi)含視頻個(gè)數(shù)的上限，則自動(dòng)替換最舊的資源，或者網(wǎng)絡(luò)中最豐富的資源。這是兩種不同的策略，由GVOD服務(wù)程序控制。如果替換PF中保存時(shí)間最長(zhǎng)的資源，則使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的資源得到及時(shí)更新；如果替換最豐富的資源，即插件與GVOD服務(wù)程序交互，由GVOD服務(wù)程序分析在該網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)目前所保存的5個(gè)資源中，在其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)保存份數(shù)最多的資源，這種策略使資源盡可能分布，從而確保新的用戶獲得盡可能分布、穩(wěn)定的服務(wù)。防止除了服務(wù)器網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)外，其它網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)保存的視頻資源集中于少數(shù)幾種，避免大部分視頻資源仍然必須由服務(wù)器直接提供的情況。本系統(tǒng)將交替使用上述兩種策略，由GVOD服務(wù)程序根據(jù)需要調(diào)整，從而取得良好的綜合效果。
雖然本發(fā)明具體實(shí)施以參考具體實(shí)施方案進(jìn)行描述了，但是那些熟知此領(lǐng)域和此技術(shù)的人們應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在形式和細(xì)節(jié)上所能夠做出的各種改變并沒(méi)有脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下是能夠做出形式、細(xì)節(jié)或描述方法的改變的。
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)格技術(shù)，在服務(wù)器端安裝服務(wù)程序、在客戶端安裝終端程序(又稱插件)，服務(wù)程序與插件、插件之間在一定的規(guī)則下通信，從而實(shí)現(xiàn)集中檢索、控制與分布式存儲(chǔ)、共享，將各個(gè)分散的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)整合為一臺(tái)具有超級(jí)計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的虛擬服務(wù)機(jī)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播直播的系統(tǒng)(GVOD系統(tǒng))，其特征在于所述系統(tǒng)包括(1)在客戶端安裝插件程序；(2)插件程序與服務(wù)器通訊，從而將客戶的服務(wù)請(qǐng)求發(fā)送給服務(wù)程序，將服務(wù)程序的反饋發(fā)送給客戶端；(3)插件程序在客戶端狀態(tài)改變、資源內(nèi)容改變時(shí)，將狀態(tài)、資源內(nèi)容數(shù)據(jù)記錄發(fā)送給服務(wù)程序，從而在服務(wù)器端更新客戶端數(shù)據(jù)；(4)插件程序之間，可在服務(wù)程序的授權(quán)下，實(shí)現(xiàn)相互通信、數(shù)據(jù)傳送；非經(jīng)服務(wù)程序授權(quán)，各插件程序相互之間不能通信、交換數(shù)據(jù)；(5)基于web的在線視頻點(diǎn)播直播的軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備，客戶通過(guò)web頁(yè)面瀏覽，點(diǎn)擊視頻資源的連接的方式發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求。(6)服務(wù)程序采用指定的端口，各個(gè)客戶端的插件可自動(dòng)搜索可用端口、自動(dòng)使用不同的端口，從而保證插件具有穿透防火墻的能力，保證客戶的正常使用。
2.如權(quán)利要求1所述，客戶端插件程序包含數(shù)字證書(shū)，以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對(duì)客戶端權(quán)限的認(rèn)證。
3.如權(quán)利要求1所述，客戶端插件程序管理客戶端一定的硬盤空間，并將客產(chǎn)端插件從服務(wù)器或者其它客戶端所獲得的文件，用加密或者不加密的方式存儲(chǔ)于該硬盤空間內(nèi)。該硬盤空間內(nèi)的內(nèi)容只有通過(guò)GVOD插件才可讀取、復(fù)制、移動(dòng)和刪除。
4.如權(quán)利要求3所述，客戶端插件程序管理的客戶端的硬盤空間，以交換文件的方式，統(tǒng)一將該客戶端從服務(wù)器或者其它客戶端所獲得的視頻資源存儲(chǔ)于交換文件內(nèi)，每個(gè)視頻資源不單獨(dú)存儲(chǔ)。交換文件的內(nèi)容只有通過(guò)GVOD插件才可讀取，防止客戶非授權(quán)讀取、復(fù)制、移動(dòng)、刪除、傳播交換文件內(nèi)的內(nèi)容。
5.服務(wù)程序和網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的插件根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和各網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化各網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)相互服務(wù)的方法。其特征在于所述方法包括(1)客戶端n向服務(wù)程序發(fā)出讀取資源r的服務(wù)請(qǐng)求后，服務(wù)程序?qū)⒛芴峁﹔、數(shù)量足夠的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)連接信息發(fā)送給n，客戶端不能自行搜索可提供該資源的其它網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的信息；(2)服務(wù)器本身?yè)碛匈Y源r，符合備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)條件，但優(yōu)先使用其它網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)提供資源r，以降低服務(wù)器負(fù)載，使服務(wù)器能提供更多的其它服務(wù)；(3)其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中，按照擁有r資源的程度排序，即擁有完整r資源的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)最高；擁有r資源的一部分，按照擁有的多少，從高到低排定優(yōu)先級(jí)；(4)客戶端n按照優(yōu)先級(jí)順序，依次與備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)嘗試連接，由能連接的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)為n提供服務(wù)。將資源r數(shù)據(jù)包分拆，多個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)同時(shí)為n提供服務(wù)；保證服務(wù)質(zhì)量并盡量使服務(wù)質(zhì)量有一定冗余；(5)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化，服務(wù)質(zhì)量沒(méi)有指定的冗余度時(shí)，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n自動(dòng)從剩余的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中尋求服務(wù)；仍不足時(shí)，請(qǐng)求服務(wù)程序更新備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n繼續(xù)從更新的備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息中尋找服務(wù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；(6)當(dāng)資源r仍有備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，客戶端n1請(qǐng)求服務(wù)r1，而r1備選網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)不足時(shí)，正在提供資源r的服務(wù)、且也擁有資源r1的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)稱為交叉網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，若交叉網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)提供資源r和r1的服務(wù)，則服務(wù)程序可以讓一定數(shù)量的交叉網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)退出資源r的服務(wù)行列，加入資源r1的服務(wù)行列，從而動(dòng)態(tài)優(yōu)化分布式網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)資源。
6.如權(quán)利要求5所述，服務(wù)程序可授權(quán)多個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(可包含客戶網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器)同時(shí)為一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的服務(wù)請(qǐng)求提供服務(wù)。
7.客戶端丟包或者誤碼時(shí)，在客戶端硬盤所存儲(chǔ)的文件自動(dòng)記錄丟包情況，在客戶端網(wǎng)絡(luò)帶寬和桌面計(jì)算能力有閑置時(shí)，客戶端自動(dòng)與服務(wù)器通信，將丟失或者誤碼的數(shù)據(jù)包補(bǔ)齊，從而在客戶端存儲(chǔ)完整的該視頻資源，以便為其它網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)。
8.客戶端存儲(chǔ)的視頻資源，當(dāng)客戶獲得新的視頻資源服務(wù)時(shí)，自動(dòng)更新。若客戶端存儲(chǔ)的視頻資源已達(dá)上限，則替換存儲(chǔ)時(shí)間最久的視頻資源，或者在其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)分布最廣的資源。從而使網(wǎng)絡(luò)中分布存儲(chǔ)的視頻資源既得到更新，又使分布存儲(chǔ)的視頻資源分布最廣，避免除了服務(wù)器外其他網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的視頻資源集于少數(shù)幾種。
9.如權(quán)利要求8所述，單獨(dú)使用“替換在其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)分布最廣的資源”策略，或者將該策略與“替換存儲(chǔ)時(shí)間最長(zhǎng)的視頻資源”策略結(jié)合使用。
10.網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的GVOD插件所管理的硬盤空間存儲(chǔ)有資源r時(shí)，只要在線就作為其他節(jié)點(diǎn)提供視頻資源r的服務(wù)的備選節(jié)點(diǎn)的處理方法，無(wú)論該網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是否在播放資源r。
全文摘要
一種基于網(wǎng)格技術(shù)的視頻點(diǎn)播直播的方法和設(shè)備，簡(jiǎn)稱GVOD。包括在服務(wù)器安裝GVOD服務(wù)程序和插件程序，在客戶機(jī)安裝GVOD插件。通訊由服務(wù)程序與插件完成。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)n通過(guò)web向GVOD服務(wù)程序提出視頻r的服務(wù)請(qǐng)求；GVOD服務(wù)程序檢索可提供r的節(jié)點(diǎn)(含服務(wù)器)，將這些備選節(jié)點(diǎn)排序后發(fā)給n；n依次自動(dòng)連接備選節(jié)點(diǎn)，從中選取一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)如n1、n2、n3為其服務(wù)并可動(dòng)態(tài)優(yōu)化網(wǎng)格資源。n獲取r的同時(shí)播放，并寫(xiě)入由n的GVOD插件程序管理的一段硬盤空間，用戶不能直接讀取、復(fù)制、移動(dòng)。n也可為其它節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源、優(yōu)化調(diào)度，形成對(duì)用戶透明的、具有超級(jí)計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的服務(wù)器，服務(wù)能力和服務(wù)質(zhì)量顯著提高，且保護(hù)視頻發(fā)行商的版權(quán)。
文檔編號(hào)H04N7/173GK1905670SQ200510087040
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者黎燦兵 申請(qǐng)人:黎燦兵