CN101668027B - 多媒体内容的提供方法、系统和客户端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多媒体内容的提供方法、系统、客户端。其中，该方法包括步骤：将内容服务器中对等格式的多媒体内容通过数字广播网络发送给客户端；当客户端确定接收的多媒体内容存在数据丢失时，从对等网络中的其他对等节点获得丢失的数据。本发明的提供的多媒体内容的提供方法和系统，由内容服务器通过广播网络发送多媒体数据，客户端通过对等网络获取广播时丢失的数据，克服了数字广播/组播无法根据客户端接收情况发送客户端丢失的数据包的问题，利用P2P技术减轻了服务器端需要处理的客户端的丢包重传请求压力，为用户提供了高质量的多媒体服务。

Description

多媒体内容的提供方法、系统和客户端

技术领域

本发明涉及数字广播网络技术和对等网络技术，尤其涉及一种多媒体内容的提供方法、系统和客户端。

背景技术

目前的多媒体传输方式主要包括单播(unicasting)、广播(broadcasting)/组播(multicasting)、和对等(Peer-to-Peer，P2P)方式。

单播是指只有一个目的地的数据报传递。基于UDP/TCP的单播是目前互联网的流媒体业务通常采用传输数据方式。在单播中，客户端如果发现丢包则请求服务器重传。单播方式对服务器的压力随用户数的增加而增大。

组播是一种多点投递的形式。它使用硬件技术，通过使用大量组播地址来通信。当某一组机器需要通信时，选择一个组播地址，并配置好相应的网络接口硬件，识别组播地址，从而收到该组播地址上分组的拷贝。

广播是多点投递的较普遍的形式，它向每一个目的站投递一个分组的拷贝。主机之间“一对所有”的通讯模式，网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息(不管你是否需要)，由于其不用路径选择，所以其网络成本可以很低廉。但是广播无法针对每个客户的要求和时间及时提供个性化服务。

P2P技术也称为对等网络技术，这是一种网络结构的思想。它与目前网络中占据主导地位的客户端/服务器(Client/Server)结构(也就是WWW所采用的结构方式)的一个本质区别是，整个网络结构中不需要存在中心节点(或中心服务器)。在P2P架构中，每一个同位体(Peer)大都同时具有信息消费者、信息提供者和信息通讯等三方面的功能。在P2P网络中每一个节点所拥有的权利和义务都是对等的。简单的说，P2P就是直接将人们联系起来，让人们通过互联网直接交互。P2P使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互，真正地消除中间商。P2P另一个重要特点是改变互联网现在的以大网站为中心的状态、重返″非中心化″，并把权力交还给用户。P2P方式通过在用户间共享数据可以避免单播对服务器和带宽的压力，是目前互联网上主要的多媒体传输方式之一。

数字广播/组播网络对所有用户广播相同的内容，无论用户的接收环境是否相同，广播网络都不会根据用户的环境调整发射的数据，因此如果用户所处的接收环境较差，则会出现误码和丢包现象，因此终端呈现的节目视频有马赛克、声音有杂音、文本出现乱码等现象，将会影响用户的业务体验。但是由于数字广播/组播网络是单向传输网络，服务器无法查询客户端的接收情况，只能通过增大发射机功率和补点等措施提升信号质量，增加了网络建设成本。无法根据用户的接收情况提供丢包重传的服务。

发明内容

本发明要将解决的一个技术问题是提供一种多媒体内容的提供方法，可以为用户提供高质量的多媒体服务。

本发明的多媒体内容的提供方法，包括步骤：将内容服务器中对等格式的多媒体内容通过数字广播网络发送给客户端；将包括频道和对等信息的业务指南信息通过数字广播网络或对等网络发送给客户端，对等信息包括分片信息；将同位体列表和节点属性信息通过数字广播网络或对等网络发送给客户端，所述节点属性信息包括节点接收的分片；当客户端确定接收的对等格式的多媒体内容存在数据丢失时，从对等网络中的其他对等节点获得丢失的数据。

其中，对等格式的多媒体内容为由对等分片或实时传输协议(Real-Time Transport Protocol，RTP)包组成的多媒体内容。

根据本发明的一个实施例，内容服务器为HMS，该方法还包括步骤：客户端根据所述业务指南信息到HMS上注册本节点；HMS将peer列表和节目分片信息发送给客户端。客户端根据所述同位体列表中地址信息通过对等信令到相邻节点中查找所述丢失的数据，其他节点将本客户端所存储的包信息通知所述客户端。

本发明的提供的多媒体内容的提供方法，通过广播网络发送多媒体数据，通过对等网络获取广播时丢失的数据，克服了数字广播/组播无法根据客户端接收情况发送客户端丢失的数据包的问题，利用P2P技术减轻了服务器端需要处理的客户端的丢包重传请求压力，为用户提供了高质量的多媒体服务。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种多媒体内容的提供系统，能够为用户提供高质量的多媒体服务。

本发明提供了一种多媒体内容的提供系统，包括：内容服务器，用于存储对等格式的多媒体内容，通过数字广播网络发送多媒体内容，将同位体列表和节点属性信息发送给客户端，节点属性信息包括节点接收的分片；客户端，用于接收来自内容服务器的对等格式的多媒体内容，接收同位体列表和节点属性信息；在确定接收的对等格式的多媒体内容存在数据丢失时，通过对等网络获取丢失的数据；业务指南服务器，用于保存包括频道和对等信息的业务指南信息，将业务指南信息发送给客户端，对等信息包括分片信息。客户端根据业务指南信息到内容服务器进行节点注册，内容服务器还用于将peer列表和节目分片信息发送给所述客户端。所述客户端根据所述Peer列表和节目分片信息确定所述对等网络中的对等节点，从所述对等节点获得所述丢失的数据。

根据本发明的多媒体内容的提供系统的一个实施例，还包括超级节点，用于接收来自所述内容服务器的对等格式的多媒体内容，向所述内容服务器或者对等网络中的其他对等节点请求丢失的数据，接收来自所述客户端的数据请求并返回请求的数据。

本发明的提供的多媒体内容的提供系统，由内容服务器通过广播网络发送多媒体数据，客户端通过对等网络获取广播时丢失的数据，克服了数字广播/组播无法根据客户端接收情况发送客户端丢失的数据包的问题，利用P2P技术减轻了服务器端需要处理的客户端的丢包重传请求压力，为用户提供了高质量的多媒体服务。

本发明还提供一种应用上述方法和系统的客户端，客户端通过数字广播网络或对等网络接收包括频道和对等信息的业务指南信息，对等信息包括分片信息；该客户端包括：广播数据接收模块，用于从数字广播网络接收对等格式的多媒体内容；丢失数据获取模块，用于判断所述广播数据接收模块接收的多媒体内容是否存在丢失，在确定存在丢失时从对等网络获得所述丢失的数据；对等信息注册接收模块，用于向内容服务器注册接收数据的分片信息，用于接收Peer列表和节目分片信息；丢失数据获取模块，用于根据所述对等信息注册接收模块接收的Peer列表和节目分片信息确定对等网络中的对等节点，并从确定的对等节点获取所述丢失的数据。

本发明还提供一种应用上述方法和系统的内容服务器，包括：内容存储模块，用于存储对等格式的多媒体内容；内容广播模块，用于通过数字广播网络发送所述内容存储模块中的多媒体内容。

进一步，该内容服务器还包括对等信息管理模块，用于接收节点注册信息，维护并发送Peer列表和节目分片信息。

附图说明

图1为根据本发明的多媒体内容的提供系统的一个实施例的网络架构图；

图2为根据本发明的多媒体内容的提供系统的一个应用例的网络结构图；

图3为根据本发明的多媒体内容的提供方法的一个实施例的流程图；

图4为根据本发明的多媒体内容的提供方法的另一个实施例的流程图；

图5为根据本发明的内容服务器的一个实施例的结构图；

图6为根据本发明的内容服务器的另一个实施例的结构图；

图7为根据本发明的客户端的一个实施例的结构图；

图8为根据本发明的客户端的另一个实施例的结构图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

图1为根据本发明的多媒体内容的提供系统的一个实施例的网络架构图。如图1所示，该系统包括处于数字广播/组播网络13中的内容服务器11和客户端(例如，普通节点16和超级节点15)。客户端同时也是对等网络14中的节点。内容服务器11用于存储对等格式的多媒体内容，通过数字广播/组播网络13发送该多媒体内容。客户端用于接收来自内容服务器11的多媒体内容，判断接收的多媒体内容是否存在数据丢失，在确定接收的多媒体内容存在数据丢失时，通过对等网络14从其他对等节点获取丢失的数据。系统中还可选地包括业务指南服务器12，用于保存包括频道和P2P信息的业务指南信息，将业务指南信息发送给客户端。和普通节点16相比，超级节点15通常具有公网地址，内容较全，带宽充足，并且性能较高。超级节点15如果发现丢包，则向内容服务器11或者其他超级节点请求丢包的重传，请求的协议可以为P2P或者非P2P协议。普通节点16如果发现丢包，则通过对等网络14向超级节点15或本网段内的普通节点请求丢包，请求的协议为P2P协议。内容服务器11和业务指南服务器12可以位于同一服务器上，也可以位于不同的服务器上。

图2为根据本发明的多媒体内容的提供系统的一个应用例的网络结构图。如图2所示，节目内容通过媒体源21和编码器22处理后，由P2P网络中的中心媒体基站(CMS)23打包为P2P格式的媒体包。CMS 23通常放置在核心网络，用来存储内容。CMS 23向媒体源申请媒体内容，并且转换为P2P协议适用的格式存储在存储介质中。P2P信息包括媒体文件标识、文件名、可提供种子的服务器地址、端口、文件长度、分的片数和每片的长度等信息。数据分片的长度通常为2的幂，如256，512K，数据片长度通常相同。数据片是被P2P包头和IP包头封装后经过对等网络或者广播网络发送给客户端，P2P包头通常包括数据片编号、长度和媒体数据片等。CMS 23将P2P格式的媒体包转发到边缘网络的归属媒体基站(HMS)24中存储。HMS 24通常放置在接近最终用户的边缘网络。HMS 24从CMS 23接收媒体数据，并将其传输给客户端。同时HMS 24还收集每个频道所有客户端的信息，比如传输质量、上传和下载的数量等。当客户端启动时，从HMS 24得到初始Peer的列表用于数据传输。业务指南服务器(ESG)25获得频道的信息后，生成业务指南，包括频道和P2P信息。广播/组播网络从归属媒体基站24中获得内容，从业务指南服务器25获得业务指南，并且将业务指南和内容下行广播给客户端26。接收客户端26包括超级节点和普通节点。超级节点如果发现丢包，通过对等网络向归属媒体基站24或者其他超级节点请求丢包的重传，请求的协议可以为P2P或者非P2P协议。普通节点如果发现丢包，通过对等网络向超级节点或本网段内的普通节点请求丢包，请求的协议为P2P协议。有请求的数据包的节点向请求节点发送数据包。

可选地，业务指南和P2P业务和节点信息可以通过广播信道或者交互信道传输到客户端。

HMS 24可以同时具有与广播/组播网络和双向网络的接口，或者在广播/组播网络和双向网络中各有对应的HMS 24。在后一种情况下，两个归属媒体基站的内容是同步的，并且数据被分成相同内容的片，当客户端发现丢失的片时可以根据片的标识到服务器请求重传。

图3为根据本发明的多媒体内容的提供方法的一个实施例的流程图。

如图3所示，在步骤302，将内容服务器中对等格式的多媒体内容通过数字广播网络发送给客户端。对等格式的多媒体内容可以是由P2P分片或者RTP包组成的多媒体内容。

在步骤304，当客户端确定接收的多媒体内容存在数据丢失时，从对等网络中的其他对等节点获得丢失的数据。客户端可以根据接收数据的编号是否连续和/或数据校验是否正确来判断是否有数据丢失，如果接收数据的编号不连续或者数据校验发生错误，则确定存在数据丢失。当客户端发现丢包时，可以根据P2P分片的编号或者RTP包的编号到相邻的P2P节点中请求丢包，其它节点通过P2P网络发送丢失的包到请求的节点。

客户端的缓冲区足够时，此时可能缓冲区内仍然有丢包，但只要达到可播放的门槛时，客户端就可以播放接收的多媒体内容。

图4为根据本发明的多媒体内容的提供方法的另一个实施例的流程图。

如图4所示，在步骤402，归属媒体基站将自身的信息(例如，HMS的IP地址、业务的编码和包分片信息等)携带给业务指南服务器，与业务指南集成。业务指南中包括频道和P2P信息，比如归属媒体基站IP地址、端口、内容信息、分片信息等。

在步骤404a，业务指南服务器下发业务指南给广播网络，广播网络广播业务指南给客户端。

或者，

在步骤404b，用户通过对等网络到业务指南服务器请求业务指南信息，业务指南服务器通过对等网络将业务指南传送给客户端。

在步骤406，P2P客户端根据业务指南到HMS中注册本节点，注册的信息包括用户标识、IP地址和端口等。HMS根据用户的IP地址等信息生成相邻peer列表、节点属性(如节点接收的分片、网络架构和码率等)信息。

在步骤408a，HMS将peer列表和节点属性信息通过对等网络发送给客户端。

或者，

在步骤408b，HMS将peer列表和节点属性信息通过广播发送给客户端。

在步骤410，归属媒体基站将P2P格式的节目内容传送给广播网络，广播网络广播内容给客户端。

在步骤412，客户端发现接收的P2P包编号不连续或者数据校验错误，则意味丢失数据，需要根据Peer列表中peer的地址等信息通过P2P信令到相邻节点中查找相应的数据，其他节点将本客户端所存储的包信息通知相邻客户端。如果其他节点无请求的包，则超级节点可以到归属媒体基站中查找数据，归属媒体基站通过对等网络发送数据给请求超级节点。

在步骤414，其他节点或超级节点可以将请求的数据通过对等网络发送给请求节点。

HMS的IP地址和服务器信息可以携带在ESG中携带给客户端，业务的编码和包分片等信息可以通过广播或者对等网络发给用户。通过广播网络下发这些信息通常将占用较大的带宽，在考虑带宽占用尽量小的情况下，可以通过对等网络发送。

图5为根据本发明的内容服务器的一个实施例的结构图。如图5所示，该内容服务器包括广播数据接收模块51和丢失数据获取模块52。其中，广播数据接收模块51用于从数字广播网络接收对等格式的多媒体内容。丢失数据获取模块52用于判断广播数据接收模块接收的多媒体内容是否存在丢失，在确定存在丢失时从对等网络获得丢失的数据。

图6为根据本发明的内容服务器的另一个实施例的结构图。如图6所示，该内容服务器包括广播数据接收模块61、丢失数据获取模块62和对等信息注册接收模块63。其中，广播数据接收模块61用于从数字广播网络接收对等格式的多媒体内容。对等信息注册接收模块63用于向内容服务器注册接收数据的分片信息，接收Peer列表和节目分片信息。丢失数据获取模块62用于根据对等信息注册接收模块接收的PEER列表和节目分片信息确定对等网络中的对等节点，并从确定的对等节点获取丢失的数据。

图7为根据本发明的客户端的一个实施例的结构图。如图7所示，客户端包括内容存储模块71和内容广播模块72。其中，内容存储模块71用于存储对等格式的多媒体内容。内容广播模块72用于通过数字广播网络发送内容存储模块中的多媒体内容。

图8为根据本发明的客户端的另一个实施例的结构图。如图8所示，客户端包括内容存储模块81、内容广播模块82和对等信息管理模块83。其中，内容存储模块81用于存储对等格式的多媒体内容。内容广播模块82用于通过数字广播网络发送内容存储模块中的多媒体内容。对等信息管理模块83用于接收节点注册信息，维护并发送Peer列表和节目分片信息。

需要指出的是，本发明的广播/组播网络包括基于P2P网和数字广播网络的广播、组播技术，包括但不限于以太网、WiFi、IPTV、BCMCS、MBMS、DVB、T-MMB和CMMB等交互、组播和广播网络。P2P技术基于IP向网络。

本发明的提供多媒体内容的方法，本发明的方法充分利用了广播网络和对等网络的优势，实现了数字广播/组播与P2P技术融合。通过广播网络发送多媒体数据，通过对等网络获取广播时丢失的数据，克服了数字广播/组播无法根据客户端接收情况发送客户端丢失的数据包的问题，利用P2P技术减轻了服务器端需要处理的客户端的丢包重传请求压力，为用户提供了高质量的多媒体服务。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (13)

1.一种提供多媒体内容的方法，包括步骤：

将内容服务器中对等格式的多媒体内容通过数字广播网络发送给客户端；

将包括频道和对等信息的业务指南信息通过数字广播网络或对等网络发送给客户端，所述对等信息包括分片信息；

将同位体列表和节点属性信息通过数字广播网络或对等网络发送给客户端，所述节点属性信息包括节点接收的分片；

当客户端确定接收的所述对等格式的多媒体内容存在数据丢失时，从对等网络中的其他对等节点获得所述丢失的数据。

2.根据权利要求1所述的提供多媒体内容的方法，其特征在于，

所述内容服务器为归属媒体基站，所述方法还包括步骤：

客户端根据所述业务指南信息到归属媒体基站上注册本节点；

归属媒体基站将所述同位体列表和节目分片信息发送给客户端。

3.根据权利要求1所述的提供多媒体内容的方法，其特征在于，所述对等格式的多媒体内容为由对等分片或者实时传输协议包组成的多媒体内容。

4.根据权利要求1所述的提供多媒体内容的方法，其特征在于，对等网络中包括超级节点，所述超级节点能够通过对等网络向内容服务器请求丢失的数据。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的提供多媒体内容的方法，其特征在于，所述客户端确定接收的所述对等格式的多媒体内容存在数据丢失的步骤包括：

客户端判断接收数据的编号是否连续和/或数据校验是否正确，如果接收数据的编号不连续或者数据校验发生错误，则确定接收的多媒体内容存在数据丢失。

6.根据权利要求2所述的提供多媒体内容的方法，其特征在于，所述客户端从对等网络中的其他节点获得所述丢失的数据的步骤包括：

客户端根据所述同位体列表中地址信息通过对等信令到相邻节点中查找所述丢失的数据；

其他节点将本客户端所存储的包信息通知所述客户端。

7.一种多媒体内容的提供系统，其特征在于，包括：

内容服务器，用于存储对等格式的多媒体内容，通过数字广播网络发送所述多媒体内容；将同位体列表和节点属性信息发送给客户端，所述节点属性信息包括节点接收的分片；

客户端，用于接收来自所述内容服务器的对等格式的多媒体内容，接收所述同位体列表和节点属性信息；在确定接收的所述对等格式的多媒体内容存在数据丢失时，通过对等网络获取所述丢失的数据；

业务指南服务器，用于保存包括频道和对等信息的业务指南信息，将所述业务指南信息发送给所述客户端，所述对等信息包括分片信息。

8.根据权利要求7所述的多媒体内容的提供系统，其特征在于，所述客户端根据所述业务指南信息到所述内容服务器进行节点注册。

9.根据权利要求8所述的多媒体内容的提供系统，其特征在于，所述客户端根据所述同位体列表和节目分片信息确定所述对等网络中的对等节点，从所述对等节点获得所述丢失的数据。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的多媒体内容的提供系统，其特征在于，还包括超级节点，用于接收来自所述内容服务器的对等格式的多媒体内容，向所述内容服务器或者对等网络中的其他对等节点请求丢失的数据，接收来自所述客户端的数据请求并返回请求的数据。

11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述内容服务器包括：

内容存储模块，用于存储对等格式的多媒体内容；

内容广播模块，用于通过数字广播网络发送所述内容存储模块中的对等格式的多媒体内容。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述内容服务器还包括：

对等信息管理模块，用于接收节点注册信息，维护并发送所述同位体列表和节目分片信息。

13.一种客户端，其特征在于，所述客户端通过数字广播网络或对等网络接收包括频道和对等信息的业务指南信息，所述对等信息包括分片信息；

所述客户端包括：

广播数据接收模块，用于从数字广播网络接收对等格式的多媒体内容；

丢失数据获取模块，用于判断所述广播数据接收模块接收的对等格式的多媒体内容是否存在丢失，在确定存在丢失时从对等网络获得所述丢失的数据；

对等信息注册接收模块，用于向内容服务器注册接收数据的分片信息，用于接收同位体列表和节目分片信息；

所述丢失数据获取模块，用于根据所述对等信息注册接收模块接收的所述同位体列表和节目分片信息确定对等网络中的对等节点，并从确定的对等节点获取所述丢失的数据。

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