TW201220767A - System and method for peer-to-peer live streaming - Google Patents

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Description

201220767 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明所屬之技術領域係關於一同儕 (PEER-TO-PEER，P2P)即時串流系統與方法。 【先前技術】 現今網路頻寬日漸提升，對影音串流(media streaming) 的品質也相對提升，因此也增加了影音伺服器(media server) 的頻寬用量，為減少影音伺服器的頻寬負擔，許多軟體也 開始以P2P技術為發展方向，常見的如BitT〇rrent出丁）類 或是網狀(mesh)網路等形式。 例如，即時重播(instant replay)與時光回溯(time-shifted) 播放(playback)的一篇專利公開文獻(uS2〇〇7〇13〇597)中， &供個多媒體内谷傳遞伺服器(multimedia content delivery server)來儲存所有即時視訊串流(Uve video stream) ’以便提供即時重播(instantrepiay)的功能，如同時 光回溯(time-shifted)，可以隨時重播之前的畫面，並且透 過一中央控管機制，終端藉由數位機上盒(sett〇pb〇x)，將 時光回溯的時間點回傳到此中央控管機制的伺服器，然後 此祠服器再回應以相關的訊息或資料。當終端使用的人數 增多時’往往需要添購伺服器與增加網路頻寬，來確保服 務品質。 專利文獻(US7,536,704)揭示一種提供内容顯示 3 201220767 (display of content)與自動停止與回復播放(automatic pause and resume of playback)技術。此技術可實施於客户端設 備(client device)且/或是前端(ahead-end)或是網路操作 者端(network operator)。此技術根據事件型態(type of event)、源起者(originator)以及目前顯示的型態(type of current display)，來對事件指定優先權(priority)，以提供多 樣化的回應等級(variable response level) ’此技術的缺點是 需要維護中央控管的機制，容易造成系統瓶頸。
在專利文獻(US2008/0133767)即時群播同儕視訊串 流平台(Real-Time multicast Peer to Peer video streaming platform)中’如第一圖所示’ 100提供一種分散式儲存即 時串流的技術。内容提供者102利用一台連接至一公用 網路(public network)104的電腦設備，並且希望儲存於其 快取記憶體裡的内容區塊(chunks of content)能分散給鄰近 的節點(peer)108-114 ’此内容例如來自一攝影機1〇6或是 其他資料來源。内容提供者102與鄰近的節點ι〇8_ιΐ4在 其各自的電腦設備上執行一軟體或硬體的串流代理 116 ’來促使這些内容區塊易於分散給其他節點。這種架 構需要一台伺服器以操取或存放節目的所有資料，如果 節目是即時(Live)型態，如此伺服器的資料空間將會面 臨不足的問題。另一方面，如果觀眾的數量越多，伺服 器將會面臨網路頻寬不足.而導致即時節目的晝面停格 或不順暢的問題。其原因是此技術沒有提到同儕之間相 互協調負載平衡(load balance)的機制。 201220767 另一篇專利文獻(US2006/0〇53209)是揭示一種可調 整大小之媒體(scalable media)的分散式串流(distributed streaming)技術。在連結同儕網路(coupied p2p netw〇rks) 上’節點串流器(PeerStreamer)可以提供一種接收器驅動 式(receiver-driven)的同儕影音串流，其中提到有關節點 清單(peer lists)可以採用分散式雜湊表仰咖⑹㈣Hash Table，DHT)來搜尋。此技術沒有提及如何利用分散式 雜湊表的方法達到同儕之間相互協調負載平衡(l〇ad φ balance)的機制。 在專利文獻(US20090119734)—種時光回溯與即時同 儕視訊串流的分散式快取方法與系統(Distributed caehe algorithms and system for time-shifted, and live, peer-to-peer video streaming)中，如第二圖所示，視訊來源(vide〇 source)210經由一網路鏈接(network link)221，而連接至 一封包傳輸網路(packet transmission network)220，客戶 / # 節點端230也經由各自的網路鏈接，而連接至封包傳輸 網路220。此分散式快取系統200經由分散式快取在系統 之同儕部份裡共享的視訊率流的部份，來支援即時與時 光回溯的視訊串流，其中，客戶/節點端230的每—客戶 /節點j ’ l^jgN，需要將本身之資訊内容的可用性註冊 到一搜尋伺服器(search server)260，串流來源的搜尋也需 與搜尋伺服器260通訊，並使用一固定位元率串流，透過 初始播放位置(Initial Playback Position，IPP)與即時_串、;宁位 置(Live-Stream Position ’ LSP)的視訊快取策略(vide〇eaehe 201220767 policy)而取得較佳的搜尋效率。此方法仍需維護—個或多 個搜尋伺服器’且IPP或LSP僅將視訊串流概分為兩大 類，節點間無相互協調機制以達到負載平衡。 【發明内容】 揭露一同儕(Peer-to-Peer，P2P)即時串流系統與方法 實施範例。 在實施耗例中，所揭露者是關於同擠即時串流 系統，應用於一同儕網路中，此同儕網路中有一内容提 供者以及收看同一即時串流頻道的多個節點，此多個節點 的母一節點上備有此系統。此系統包含一標誌管理者模 組(token manager module)、一記錄發佈者模組(rec〇rding publisher module)、一記錄管理者模組(聰_職― module)、以及一同僭模組(p2p m〇dule)。此標誌管理者 模組處理至少-標誌、、通知此記錄發佈者模組發佈已記 錄影音串_容的訊息、以及指揮此記錄管理者模組記 錄串流資料。此記錄發佈者模組根據此標鍵管理者模組 的通知’透過此同儕模、组發佈&記錄影音串流内容的訊 息至此同_路巾。此罐管理者模㈣；理絲點的一儲 存空間’並且根據此標誌、管理者模、组的指揮，負責記錄 影音串流内谷至此健存空間。此同傅模組處理此多個節 點之間的同儕訊息及維護此同儕網路的結構。 在另-實施範例中，所揭露者是關於—同擠即時串 201220767 、財法，應用於-同儕網路上的即時串流系統。此方法 丨 &含··將收看同-即時串流頻道的多個節點組成一同傅 網路;當此多個節點中的一節點在收看一即時串流時，傳 遞-標錄，此標誌、上備有記錄此即時串流之部分資料的時 間資訊;收到此標誌的節點依此標誌、上的時間資訊，將此即 時串流上所指定的-時間區間的資料記錄於_儲存空間 後’以此時間區間為一鍵值發佈至此同儕網路;以及當此 多娜財的任-節點欲收看—時間闕即時串流時，以 鲁 此時間點為鍵值至此同儕網路中，取得擁有此時_之串 机負料的至少-節點的位址資訊，並向其中的_節點下載 此時間點對應的一時間區間内的串流資料。 茲配合下列圖示、實施範例之詳細說明及申請專利 範圍，將上述及本發明之其他目的與優點詳述於後。 【實施方式】 # 本揭露揭示一記錄同儕網路裡即時串流(丨ive streaming)内容的機制實施範例。此機制不僅考量如何保 持網路頻I：的負載平衡，也提供一種分散式管理方式來減 少同儕網路中的資源耗損，例如伺服器的添購或是儲存空 間的增加。 第二圖是一種以分散式雜湊表-網路(DHT-Network) 為基礎之影音串流的-個範例示意圖，與所揭露的某些 實施範例-致。第三圖的範例中，以五個節點為 201220767 ，例，五麵圈代表節點！至節點5 ,此五節點採用同—種 雜凑函數對應，加入(joinin)於同一即時串流頻道，而形成 一個DHT-網路300，其中箭頭代表影音串流。媒體從一 來源端(source)310串流至各個節點。DHT_網路3〇〇的形 狀可以是雜、献雜、嫩、或是錄，此範例為環 狀。每一節點有各自的節點識別碼如〇此仍），並且有上 一節點(predecessornode)以及下一節點(success〇rn〇de)。以 節點2為例，有上一節點1以及下一節點3。 在-實施範例中，將所有收看同一即時串流(Uve streaming)頻道的節點(peer)組成一同儕網路，以此同儕網 路為同儕網路建構方式，進行即時串流分享以及提供即時 串流時光回溯功H節點在收看_即時串流時，傳遞 一標誌(token) ’收到此標誌的節點將依照此標誌上的時間 資訊，記錄此即時_流上所指定之時間區間(timesl〇t)的資 料到一儲存裝置的一儲存空間扣㈣。儲存完成後，以此 # 時間區間為鍵值(key)發佈至此同僭網路中^當一節點欲執 射流時光回鱗’例如欲收看某—時間關即時串流 時’則以此時間點為鍵值，至此同儕網路中取得擁有該時 間點資料鱗齡址資訊，織向該節點下賴時間點的 記錄區間(recorded slot)内之串流資料内容(c〇ntent 〇f stream data) ° 此同儕網路中有一影音串流的内容提供者以及收看 同一即時串流頻道的多個節點，此多個節點的每一節點上 201220767 、，有-卿卩時串流祕。針對標部。㈣的處理方 式，每-節點包含相同的管理模組，例如採用一致的 辟管歧’域可崎纟贿顯化，而且不需 要伽耕賴㈣支援觀的處理。此觀管理者模 組會指示系統裡的一記錄管理者模組，何時錯存影音串 机内谷。-旦儲存完畢，就會交給系統裡的—記錄發佈 者模組’來發佈已記錄此影音串流内容。系統裡的記錄 發佈者触可贿過-同儕池，來鶴已記錄影音串 • 流魄的赠路上，讓此_職巾的記錄操 取者模組(recording retriever module)可讀取此影音串流内 容。而傳遞的標誌也會在各節點間流通。 如前述所述，影音串流内容會儲存到一儲存裝置的一 健存空間。此儲存裝置例如是隨機存取健存(Rand〇m
Access Memory，RAM)、或是軟/硬碟(disk)、或是其他 儲存設備。在本揭露一實施範例中，系統裡的記錄管理 參 者模組也需具備儲存此影音串流内容之健存空間的管理 功能6 第四圖是管理儲存空間(buffer management)的一個範 例示意圖’其中以第三圖之DHT網路拓墣(此加〇永 topology)為例，與所揭露的某些實施範例一致。第四圖 的範例中，在DHT網路300上’節點1至節點5收看同 一頻道’假設節點2在收看一即時串流時，傳遞一標誌 420給節點3，標誌420會在各節點間傳遞。每一節點保 201220767 留各自的-儲存空間410。在本揭露一實施例中，每一節 點之儲存空間410的大小是可調整的，例如可根據節點之 儲存設備容量大小的條件限制來調整。系統裡的記錄管理 者模組以時pa1單位將每—節點所對應的—辟空間⑽ 切割成多倾塊(chunk) ’來記錄影音串流資料，包括即 時的(live)部分影音枝資触過去齡的部分影音串流 資料，其中儲存部分影音串流資料的每一區塊稱為一記 錄區間。儲存蝴41〇中’每一已儲存完部分影音串流資 籲 料的記錄區間備有-標柳hunk header)來儲存被記錄之 影音_流内容的頻道資訊與時間資訊。以節點3為例， 有三個記錄區間’其中記錄區間431記錄著即時的部分 影音串流資料;而記錄區間432與433皆記錄著過去時段 儲存的部分影音串流資料，且分別備有標頭432a與 433a。例如標頭432a，儲存某一過去時段記錄之部分影 音串流的時間資訊。 鲁 由於母一串流對應一時間碼(time code) ’所以將記錄 區間以串流上的時間碼與頻道碼為鍵值，算出其雜湊值 (hash value)並存放於DHT網路300上。以串流上的時間 碼為識別碼與頻道碼算出其雜湊值，來搜尋DHT網路 300。 系統裡的記錄管理者模組可利用重複的記錄區間 (redundant slots)做為節點失敗復原(n〇de failure recovery)之 用。標誌、上的資訊(Token information)可包含一節點的上 201220767 :節點記錄即時枝之部分資料内容的起辦間與結束 時間。_帽資料内容的最小_單位為―固定長度的 時間’例如5秒(s_d)。記錄發佈者模組可以利用一記 錄區間之標聰_道資訊與_資訊為鍵值，藉由 DHT來決定出是那-節鱗有此記錄_裡之影音串流 資料的-節點清單(peer lists)。 承上述，在一實施範例中，收看同一即時_流頻道之 多個節點的每一節點上可備有一同儕即時串流系統❶如 第五圖的範例所示，每一節點上的同儕即時串流系統 5()〇可包含一標誌管理者模組51〇、一記錄發佈者模組 5^0、一 §己錄官理者模組530、以及一同擠模組540。標 誌管理者模組510管理至少一標誌、通知記錄發佈者模 組520發佈已記錄影音串流内容的訊息、以及指揮記錄 管理者模組530記錄争流内容。記錄發佈者模組wo根據 標誌管理者模組510的通知，透過同儕模組54〇發佈已 記錄影音串流内容的訊息到由此多個節點組成的一同儕 網路中。記錄管理者模組530管理此節點的一儲存空間， 並且根據標誌管理者模組510的指揮，負責記錄影音串 流内容至此儲存空間。同儕模組540處理此多個節點之 間的同儕訊息及維護此多個節點的同儕網路結構。 第六圖以一有限狀態機(finite state machine)的範例 示意圖來說明標誌管理者模組510處理此多個節點之標 誌傳遞的流程，與所揭露的某些實施範例一致。第六圖 201220767 之狀態示意圖的範例中，共有五個狀態，即加入頻道〇〇匕 channel)、產生標誌(create token)、持有標誌(h〇w t〇ken)、 等待回覆確收(wait for ACK)、以及等待下一標誌(wait f〇r next token)。當一節點加入一個即時視訊串流頻道時，此 節點即進入「加入頻道」狀態。標誌管理者模組51〇會 檢查此節點是否為進入該頻道之第一個節點，如標號61〇 所示。是的話’此節點則產生一標誌、，即處於「產生標 誌」狀態;否則，此節點進入「等待下一標誌」狀態。 產生標誌後，此節點進入「持有標誌」狀態，待找到 其他存在的節點(如標號620所示）及等到記錄串流内容 的時間(如標號630所示）到達後，則此節點記錄串流内容 並傳遞標誌給下一節點(如標號640所示），然後此節點進 入「等待回覆確收」狀態。在此節點收到下一節點傳送的 回覆確收之前，如果此回覆確收(ACK)延遲(delay)或遺失 (loss)(如標號650所示），則此節點進入「產生標誌」狀 # 態，也就是說，此節點必須重複之前的流程’以重新傳遞 一個新標誌。所以’標誌管理者模組可採用一有限狀態 機來描述此多個節點之標誌傳遞的處理流程。 假設此節點為節點A，下一節點為節點B，請一併參 考第七圖於標諸傳遞路徑(token delivery path)750中，此 兩節點之間握手(handshake)協定的範例示意圖。第七圖的 範例中，節點A在時間區間701内傳遞標誌給節點b， 以箭頭710表示。節點B收到此標誌後，在時間區間701 12 201220767 内向節點A回覆嫁收此標誌，以箭頭720表示。節點B 記錄完串流内容後，向節點A回覆記錄完成，以箭頭730 表示。 待節點A收到節點B之回覆記錄完成後，標誌管理 者模組510會通知節點A發佈已記錄影音串流内容的訊 息，如第六圖所示，節點A則停止記錄影音串流内容， 然後發佈已記錄影音串流内容的訊息(如標號660所 • 示）’然後節點A進入「等待下一標誌」狀態。節點A收 到此下一標誌(如標號670所示）後，進入「持有標誌」 狀態。在節點A收到下一標諸之前，如果此下一標誌、延 遲或遺失(如標號680所示），則節點A進入「產生標誌」 狀態，也就是說，節點A必須重複之前的流程。 承上述’第八圖是一範例流程圖，說明記錄影音串 流内容的流程，與所揭露的某些實施範例一致，其中以 • 則述節點A和節點B為範例來說明。參考第八圖，節點 A進入「持有標誌」狀態後，一旦記錄目前影音_流内 容的時間事件發生(以標號805表示），例如偵測到目前影 音串流所對應的時間碼已經到達所持有之標誌上之記錄 的起始時間，則節點A開始記錄目前影音串流内容至一 相對應的記錄區間，如步驟81〇所示。並且節點A傳遞 標就'給下-節點B(以標號815表示），節點A傳遞標誌 後’持續記錄目前影音串流内容至該相對應的記錄區間， 如步驟820所示。待節點A收到下-節點B之回覆記錄 13 201220767 元成(以標號825表示)後’郎點A則停止記錄影音串流内 容，如步驟830所示。 節點A傳遞標誌給節點B前’會先修改此標誌的時 間"k sfl再將此標諸傳遞給節點B。而節點b收到節點a 傳遞的標誌後，同樣地’節點B等到記錄目前影音串流 内容的時間事件發生時，開始記錄目前影音_流内容至一 相對應的記錄區間’直到完成記錄目前影音串流内容至其 • 相對應的記錄區間為止，然後向節點A回覆記錄完成。 依此’節點持續儲存串流資料直到收到下一節點的回覆記 錄元成為止。如此，就可以產生重複的記錄區間，來降低 影音_流區塊遺失的可能性，以利節點失敗復原(n〇de failure recovery) ° 在本揭露一實施例中，採用標誌分散管理方式，也 就是說，同一同儕網路中每一節點採用同一標誌管理者 • 模組510，以一致的處理方式來管理標諸，包括如管理 標誌之加入(addition)、刪除(deletion)、例外的(exception) 處理等，例外的處理例如是標誌被延遲或遺失等之錯誤 復原處理(error recovery handling)，如此可以簡化系統架 構，並且不需要藉由額外的模組來支援標誌的處理。透 過標誌管理者触训_揮，觀上之靖的起始時 間會私示系統中的記錄管理者模組53〇何時儲存影音串 流内容至節點各自相對應的儲存空間，當節點相對應的儲 存空間已經被填滿(ft叩時，此儲存空間内之舊資料會被新 201220767 記錄(newrecord)的影音串流内容更新(updated)。一旦節點 將。P刀衫音串流内谷儲存完畢，就會交給記錄發佈者模 組處理。標財在各節點之間流通，而觀、上的資訊載 有上一節點記錄部分影音串流内容的起始時間與結束時 間。換句話說’標誌管理者模組51〇透過標誌傳遞來規 範在同-同儕網路中多個節點之那些節點必須記錄被切 割的多個區塊的那些區塊中的部分影音串流内容。 第九圖是一範例示意圖，說明節點如何在一同儕網 路中發佈/操取節點清單的流程，與所揭露的某些實施範 例一致。在第九圖的範例中，一同儕網路中有五個節點， 其節點指標(node index)分別為R1〜R5。根據關標記！ 的順序與流向(以實線箭頭表示），點Μ先將其已儲存 影音串流内容的相關訊息發佈至一節點把。節點汜將 節點R3的Π>位址資訊及記錄_流資料内容的起始時間與 、-束時間紀錄於-節點清單(peer㈣。節點W的選擇是 透過-DHT及配合同儕模组54〇所採用的一演算法來. 决疋。此DHT的鍵值是由頻道碼與時間碼作咖⑺邮 來決定，而時間碼的值是隱含在影音格式内，例如可選 f mpeg π的影音格式。根據圓圈標記2與3的順序與 ，向(以虛線箭頭表示），節點R4也是透過相同的聰 定址出’再透過同儕模組54〇找到正確的紀錄節點(即節 ]、R5)並將節點R5紀錄的節點清單傳回此發出掏取要 求的節點R4。根據®圈標記4的順序與流向(以虛線箭 頭表不）’即點R4再根據此回傳的節點清單裡的資訊， 201220767 找到影音幅内容存放的正雜置，即節點幻，並從節 點R3取得所要求的影音串流内容。 第十圖是—範例示_，說明如何將-影音串流發 佈至節點清單錢節輯單取射U彡音核存放的節 點’與所揭露的某些實施齡卜致。參考第十圖，由於 母-影音幅對應—時間碼，所靖__影音検對應的時 間碼1010作為同一分散式雜凑表(DHT)的輸入鍵值，透 過此DHT，找出一指標1〇2〇，指標刪結合一對應表 (mappmg table)，例如對應表1〇3〇，就是存放此影音串 流的節點清單卿。從節點清單丨㈣的内容裡，就可 得知從那些節點可取得所要求的料枝内容。對應表 1030的每一列裡記錄的資訊至少包括影音串流之記錄的 起始時間與完成時間，及其相對應之節點指標;例如，對 應表1030的一列裡的資訊為節點指標R3(即記錄發佈者 模組)之記錄影音串流的起始時間S1與完成時間£1。 第十一圖、第十二圖、及第十三圖分別說明第六圖 之有限狀態機的持有標誌狀態、等待回覆確收狀態、及 專待下一標諸狀態，與所揭露的某些實施範例一致。 參考第十一圖的範例，一節點可從「產生標誌」狀 態進入「持有標热」狀態1100，也可從「等待下一標誌」 狀態進入「持有標誌」狀態1100。當一節點從「產生標 誌」狀態進入「持有標誌」狀態1100，在「持有標誌」 201220767 狀態1100中，先檢查是否有其他存在的節點(步驟 1102)。若此節點是從「等待下—標諸」狀態進入「持有 標誌」狀態1100，則此節點並會先收到此下一標諸(以標 號1120表示)後，再進入「持有標钱」狀態1100,並且 會先回覆確收標誌、給上-_(步驟UG1)，再進行步驟 1102。 若沒有其他存在的節點時，則持續步驟11〇2，直到 # 有其他存在的節點。然後’此節點檢查是否收到下-標 誌、(步驟11〇4) ’是的話，此節點刪除此下一標誌(步驟 11 〇 6)及檢查記錄串流内容的時間事件是否發生(步驟 1108) ’當此節點沒有收到下一標誌時，此節點進行步驟 謂。若記錄㈣内容鱗間事件未發生，則此節點返回 步驟1102。記錄串流内容的時間事件發生時，此節點 開始記錄串流内容並傳遞標誌給下一節點(步驟111〇)， 然後此節點進入「等待回覆確收」狀態。 參考第十二圖的範例，一節點可從「持有標諸」狀 態進入「等待回覆確收」狀態1200，然後從「等待回覆 確收」狀態1200進入「等待下一標諸」狀態或是「產生 標誌」狀態》當此節點進入「等待回覆破收」狀態12〇〇， 先檢查是覆確收(步驟12G2V若㈣回覆確收， 此節點檢查串流内容完成記錄的時間事件是否發生(步驟 1206)。若未收到回覆確收，則此節點檢查其計時器的時 間是否到臨(步驟12〇4) ’若未到臨，則持續進行步驟 201220767 1202 ’直到此節點的計時器的時間到臨為止，然後此節點 進入「產生標誌」狀態。 若串流内容完成記錄的時間事件尚未發生，則持續進 行步驟1206 ’直到發生串流内容完成記錄的時間事件， 然後回應記錄完成給上一節點(步驟12〇8)。此節點檢查是 否收到來自它的下一節點的記錄完成的回應（步驟 1210)，是的話，此節點發佈已記錄影音串流内容的訊息 並停止記錄串流内容(步驟1212)，然後進入「等待下一 橾s志」狀態。若此節點沒有收到來自它的下一節點的記錄 π成的回應，此節點檢查其計時器的時間是否已到臨(步 驟1214) ’是的話，此節點進入「產生標誌」狀態，否則 返回步驟1210。 參考第十二圖的範例，一節點可從「等待回覆確收」 _進入「等待下-標認」狀態13⑻，織從「等待下 -標誌'」狀態議進入「持有標誌、」狀態献「產生標 認」狀態。當此節點進入「等待下一標該」狀態13〇〇， 先檢查其計時器的時間是否已到臨(步驟D〇2)，是的話， 此節點進入產生標諸」狀態；不是的話，此節點檢查是 否收到下-標諸(步驟1304)。收到下一標誌的話 ，此節 點進入「持有觀、」狀態；關，此_返回步驟13〇2。 第十四圖、第十五®、及第十六w分別說明標誌、管 理的二種情況’相為正常情況、回覆確收延遲/遺失情 201220767 況、及標諸延遲/遺失情況’其中圓圈代表標誌 ，同一圖 案的圓圈代表同-觀，虛線圓圈代表回覆確收標總， 與所揭露的某些實施範例一致。 參考第十四圖之正常情況的範例，節點A在其時間 區間Cl if欠到標諸(如標號141〇所示)後，回覆確收標誌 (如標號1412所tf)給上-節點，再傳遞標諸(如標號· 所示)、’、。下一節點B。然後，節點A在其時間區間Ο與 C3記錄影音核内容。節點B在其_區間〇收到標 $如標號1420所示)後，在其時間區間C2回覆確收標 —上一即點A(如標號1422所示）’再傳遞標誌給其下 節點(如;號1424所示）。然後，節點b在其時間區間 C3與C4記錄影音串流内容。 參考第十五圖之回覆雜延遲/遺失情況的範例，節點 A在其時間區間a傳遞標誌(如標號⑽所示)給下一 節點B。_ b在其時間關α收到此標對如標號 1520所示)後’但在其時間區間C2延遲/遺失給上一節點 A的回覆確收標誌(如標號1522所示），並傳遞標誌給其 下一節點(如標號1524所示）。根據之前所述，當節點a 之計時器的時間到臨時，節點A在其時間區間C4再產 生標誌，並再傳遞標誌給下一節點B(如標號1512所 不）。也就是說’如果回覆確收標誌被延遲或遺失，則上 一節點A之計時器的時間會到臨，表示發生延遲或遺失 事件，而上一節點A會再產生標誌，並重傳標誌。 201220767 =節點B在其時咖C3再收到標諸(如標號 所丁)後在其時間區間C3回覆確收標誌、給上-節 點A(如標號1528所示），再傳遞標諸給其下-節點(如 標號1529所示）。然後’節點B在其時剛cwC5 -景彡音。⑽點A延長記縣音串流内容的 時間區間至鱗間區間C4。 /考第十/、圖之標諸'延遲/遺失情況喊例，節點A U間區間C2傳遞標諸給下—節點B(如標號⑹〇 所丁）C節點B在其時間區間〇與〇都沒有收到標 〜根據之刚所述’當節點A之計時器的時間到臨時， 節點A在其時間區間a再產生標諸’並再傳遞標諸給 下一節點B(如標號⑹2所外也就是說，—旦親標 ⑽被傳送的時間’則上—節點A之計時器的時間會到 臨表示發生標s志失敗事件，則上一節點A會再產生標 該’並重傳標H如果在—定時間内，節點B收到多個 重覆的標酬節點B會將重覆的標驯除，來控制標諸 的成長，以避免太多的標誌傳遞。
然後，節點B在其時間區間c3收到標識如標號 1620所示)後，在其時間區間C3回覆確收標諸給上一 節點A(如標號1622所示)，並傳遞標誌給其下一節點(如 標號1624所示）。若節點B在同一時間區間C3又收到 節點A上次延遲的標誌(如標號1626所示），則節點B e 20 201220767 將此延遲的標舰為重複並·。•錢，節點B在其時 間區間C4與C5記錄影音串流内容。而節點A記錄影音 串流内容的時間區間也延長至其時間區間w。 從第十四圖、第十五圖、及第十六圖可以窥知， 本揭露-實施财，觀管理無論在正常情況下或在異 常情況下，都可發送多個標如記顧複的㈣，如此 可降低影音核眺遺失的可能性。並且，本揭露一實 施例中，縣管補可_乡個縣的產生(g_ti〇n) 與抑制(suppression)，—方面加強即時影音串流服務的 可靠度㈣iability)’另-方面也使每_節點記錄影音串流 内容所使用之儲存空間達到最佳化。 承前述有限狀態機之各狀態的描述、標结傳遞的流 程、及同儕即時串流系、統5〇〇之各模組的運作，皆說明 了標誌會在同僭-拓墣網路上的各節闕流通。也就是 說，本揭露-實施範例，針對標料是所有影音串流資 料的儲存可採用分散式管理。第十七暇同儕即時串流 系統的一個應用範例的示意圖，與所揭露的某些實施範 例一致。 第十七圖的應用範例是一即時(丨ive)個人錄影 (personal video recording，pVR)系統 17⑻。個人錄影系 統1700中，每一節點包含相同的標誌分散管理㈣印 distribution management)模組，針對標誌的處理方式一 21 201220767 致。每一節點有各自_存空間，例如是隨機存取儲存 或是軟/硬鮮，粉梅彡音㈣。當_是-記錄 發佈者嫌麵_，彡音串朗容的資訊會公傅 於:卽點清單’或從—節點清單可取得錯存此影音串流 内谷之即點位址資訊，此節點清單可儲存於—隨機存取 儲存、或是軟/硬碟、或是其他的儲存裝置。即時個人 錄影系統17GG _的所謂點形成-同儕網路。 換句話說，即時個人錄影系統-Π00巾，内建儲存 媒體（儲存空間儲存影音串流内容），採物4分散^ 理，每-節目各自形成一同脩網路，每—節點各自擁有 -標誌、管理者模_—同轉組。讀賞者欲收看某— 時間點的即時串流時，必須先加入同儕網路，然後以該時 間點為鍵值至此同儕網路中取得擁有該時間點資料的節 點位址資訊，並向該節點下載_點區間内的串流資料。 如此’觀賞者可以自由細·_。㈣個人錄影系 統謂還可包括-檔案管理模組，依據過去觀看節目 的記錄建立使用者偏好檔案，也可根據使用者對節目的 偏好设定自動錄影。 承上述’以第十八圖之範例流程圖，來說明本揭露 之同儕即時串流方法—實施例，與所揭露的某些實施範 例-致。第十八圖之範例中’將收看同—即時串流頻道 的多個節點組成-同儕網路’如步驟所示。當此多 個節點中的-節點魏看一即時串流時，傳遞—標^，此 22 201220767 標誌上備有記錄此即時串流之部分資料的時間資訊，如步 驟1820所示。收到此標誌的節點依此標諸上的時間資訊， 將此即時串流上所指定的一時間區間的資料記錄於一儲 存二間後，以此時間區間為一鍵值發佈至此同儕網路，如 步驟1830所示。當此多個節點中的任一節點欲收看一時 間點的即時串流時，以此時間點為鍵值至此同儕網路中， 取得擁有此時間點之串流資料的至少一節點的位址資 訊，並向其中的一節點下載此時間點對應的一時間區間内 籲 的串流資料，如步驟1840所示。 步驟1810中，此多個節點採用同一種雜湊函數對 應’加入於同一即時串流頻道，而形成一個DHT_網路， 並且每一節點可以有一上一節點以及一下一節點，如第 七圖的範例。步驟1820中，於標誌傳遞的路徑中，傳遞 與收到此標誌的節點之間是以一種握手方式來協定，如第 三圖的範例。每—節點採用同一分散式管理方式來管理 鲁 至少、包括管理標誌、之力σ入、刪除、及錯誤復原處 理，如前述所載，不再重述。標誌管理的三種情況（正 *情況、回覆確收延遲/遺失情況、及標誌延遲/遺失情況) 如第十四圖、第十五圖、及第十六圖的範例說明。 步驟1830中，儲存空間的管理，如第四圖的範例說 明;記錄影音串流内容的流程，如第人圖的範例說明。而 如何在同_路巾發佈核資料如第九圖的範例說明， 可透過刀散式雜湊表的對應，及配合一演算法來選擇 23 201220767 紀錄卽點，傳遞縣㈣點將其㈣存影音串流内容 的相關訊息發佈至此紀錄節點;然後，此紀錄節點將發佈 相關訊息的節點及記錄串流資料内容的—起始時間與一 結束時間紀騎-節_單，舰節財單取得此影 音串流存放的節點如第十_範例說明，邱重述。 綜上所述’揭示_記錄即時串軸容的機制實施範 例，係架構於同儕的網路拓墣。縣揭露的一實施範例 中’可將所有收看同-gp時串流頻道的節點組成一同倩網 路’以此同儕網路為同儕網路建構方式，進行即時串流分 享以及提供即時串鱗細溯功能。此同儕即時串流技術 能支援多種裝置或系統，例如個人電腦(PC)、娜器、 行動裝置(mobile device)、個人數位助理(p⑽nai Digitai Assistant ’ PDA)、個人錄影系統等。
以上所述者僅為揭示之實施範例，當不能依此限定 本發明實施之範圍。即大凡本揭露申請專利範圍所作之 均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍。 201220767 【圖式簡單說明】 第一圖疋一種即時群播同儕視訊串流平台的一個範例示 意圖。 第二圖是一種時光回溯與即時同儕視訊串流的分散式快取 方法的一個範例示意圖。 第三圖是一種以分散式雜湊表單-網路為基礎之影音串流 的一個範例示意圖，與所揭露的某些實施範例一致。 第四圖是管理儲存空間的一個範例示意圖，其中以第三圖 • 之網路拓撲為例，與所揭露的某些實施範例一致。 第五圖是同儕即時串流系統的一個範例示意圖，與所揭 露的某些實施範例一致。 第六圖以一狀態示意圖的範例來說明標誌管理者模組處 理多個節點之標訪傳遞的流程，與所揭露的某些實施範例 一致。 第七圖是一範例示意圖，說明標誌傳遞時，兩節點之間的 握手協定’與所揭露的某些實施範例一致。 • 帛八圖是一範例流程圖，說明記錄影音串流内容的流程， 與所揭露的某些實施範例一致。 第九圖是一範例示意圖，說明節點如何在一同儕網路中發 佈/擷取節點清單’與所揭露的某些實施範例一致。 第十圖是一範例示意圖，說明如何將一影音串流發佈至 節點清單或從節點清單取得此影音串流存放的節點，與 所揭露的某些實施範例一致。 第十一圖是一範例示意圖，說明第六圖之有限狀態機的 持有標誌狀態，與所揭露的某些實施範例—致。 25 201220767 第十二圖是一範例示意圖，說明第六圖之有限狀態機的 等待回覆確收狀態，與揭露的某些實施範例一致。 第十三圖是一範例示意圖，說明第六圖之有限狀態機的 等待下一標誌狀態，與所揭露的某些實施範例一致。 第十四圖是一範例示意圖，說明標誌管理的正常情況， 與所揭露的某些實施範例一致。 第十五圖是一範例示意圖，說明標誌管理的回覆確收延 遲/遺失情況與所揭露的某些實施範例一致。 • 第十六圖是一範例示意圖，說明標誌管理的標誌延遲/遺 失情況，與所揭露的某些實施範例一致。 第十七圖是同儕即時串流系統的一個應用範例的示意 圖，與所揭露的某些實施範例一致。 第十八圖是一範例流程圖，說明同儕即時串流方法，與 所揭露的某些實施範例一致。 【主要元件符號說明】 100即時群播同儕視訊串流平台 102内容提供者 104公用網路 106攝影機 108-114 節點 116串流代理 2〇〇分散式快取系統 210視訊來源 220封包傳輸網路 221網路鏈接 230客戶/節點端 260搜尋伺服器 3〇〇分散式雜湊表單_網路 1-5節點 26 201220767 310來源端 410 —儲存空間 420標誌 431記錄著即時的部分影音串流資料的記錄區間 432、433記錄著過去時段儲存的部分影音串流資料的記錄區間 432a、433a記錄區間的標頭 a 5〇0同儕即時串流系統 M〇標諸管理者模組 52〇記錄發佈者模組 53〇記錄管理者模組
540同儕模組 610檢查此節點是否為進入該頻道之第一個節點 620找到其他存在的節點 630等到記錄_流内容的時間 64〇記錄串流内容並傳遞標誌給下一節點 650ACK延遲或遺失 660發佈已記錄影音串流内容 670收到下一標誌、 680下-標誌、延遲或遺失 701、702時間區間 710傳遞標誌
72〇回覆確收此標該、 730回覆記錄完成 75〇標魏傳遞路徑 805。己錄目前影音串流内容的時間事件發生 810開始書己錄目前影音串流内容至一相對應的記錄區間 815傳遞標誌給下一節點 820持續記錄目前影音串流内容至該相對應的記錄區間 825收到下__節點之回覆記錄完成 83〇停止記錄影音串流内容 27 201220767
Ri〜R5節點指標 1020指標 1040節點清單 1100「持有標誌、」狀態 1101 1102檢查是否有其他存在的節點
檢查疋否收到下-標鼓、1106刪除此下一標諸 1108檢查記料軸容的時間事件是否發生 1110開始辑枝内容並職標麟下一節點 1200「等待回覆確收」狀態謙檢查是否收到回覆確收 1204檢查其計時器的時間是否到臨 1206檢查串流内容完成記錄的時間事件是否發生 1208回應記錄完成給此節點 檢查是否收到來自它的下一節點的記錄完成的回應
1010時間碼 1030對應表 回覆確收標誌給上一節點 1212此節點發細己錄影音串流η容的訊息並停止記錄串流内容 1214檢查其計時器的時間是否到臨 1300等待下一標誌」狀態 1302檢查其計時器的時間是否已到臨 1304檢查是否收到下一標誌? Μ10節點Α收到標誌 1414節點A傳遞標誌 1422節點B回覆確收標誌 1510節點A傳遞標誌 1412節點A回覆確收標誌 142〇郎點B收到標誌 1424喊6傳遞標誌 152〇卽點B收到標誌 28 201220767 1522節點B延遲/遺失回覆確收標誌 1S24節點b傳遞標誌 1512節點a再產生標誌，並再傳遞標誌 1526節點B再收到標誌 1528節點B回覆確收標誌 1529節點b再傳遞標誌 1610節點A傳遞標誌 1612節點A再產生標誌並再傳遞標誌給 162〇節點B在收到標誌 1622節點B回覆確收標誌 1624節點B傳遞標誌 1626節點B收到延遲的標誌 1700即時個人錄影系統 1810將收看同一即時串流頻道的多個節點組成一同儕網路 刪當此多個節財的_節點在收看，時串流時，傳遞一標諸， 此6患上備有記錄此即時串流之部分資料的時間資訊 1830收到此縣的節點依此銳上的咖資訊，將此即時串流上所 指定的一時間區間的資料記錄於一儲存空間後，以此__ 為一鍵值發佈至此同儕網路 1840當此多個節點中的任—節點欲收看—時間點的即時串流時，以 此時間點為鍵值至此同僭網路中，取得擁有此時間點之串流資 料的至少-節點的位址資訊，並向其中的—節點下載此時間點 對應的一時間區間内的串流資料 29

Claims (1)

  1. 201220767 七、申請專利範圍： 1.種同价即時申流系統，應用於一同傅網路中，該 中有内各提供者以及收看同一即時串流頻道的多 2點，該多個節點的每__上财勒統，該系統 -標誌、管理者模組，管理至少一標諸； 同麵組’處理該多個節點之間的同傅訊息及 同儕網路的結構； 一記料佈者模組，透過該同儕模組發佈已記錄影音_ 流内谷的訊息到該同儕網路中;以及 -記錄管理者模組，管理該節點的一儲存空間，並且根據 該標誌'管理者池_揮，貞責記轉音㈣内容至該 儲存空間； 其中’該標誌管理者模組通知該記錄發佈者模組發佈已 記錄影音串如容_息及指揮該記鮮理者模組記錄 串流資料。 2. 如申請專利制第丨項所述之同儕即時串絲統，其中 該多個節狀每-_撕觸_存郎的大小是可 調整的。 3. 如申請專利細第1項所述之同儕即時串流系統，其中 當該多個節點之每一節點相對應的該储存空間被填滿 時，該儲存空間内之舊資料會被新記錄的影音串流内容 更新。 4.如申請專利範圍第j項所述之同儕即時串流系統，其中 該多個節點之每-節點採用該標誌管理者模組，並以一 201220767 相同的處理方式來管理標諸，至少包括管理標誌之加 入、刪除、及錯誤復原處理。 如申明專利範圍第1項所述之同儕即時串流系統，其中 該標誌、管理者模組以時間單位將該多個節點之每一節 Z對應_贿__成乡鶴塊，來記錄影音串 流資料’並且透過標魏傳遞來規範該多個節點之那些節 點必須記錄該被切割的多個區塊的那些區塊中的部分影 音串流内容。
    6·如申請專利顧第丨項所述之同儕即時串流系統，其中 該標諸管理者模組以-有限狀態機來描述該多個節點 傳遞該至少一標誌的處理流程。 7·如申請專利職P項所述之同儕即時串流系統，盆中 解個節點之每—節點有相對應的-上-節點及-下— 節點，而該多個節點傳遞的至少_標諸中，每一標總包 括-節點之上-節點記錄即時串流之部分資料内容的— 起始時間及一結束時間的資訊。 8. 如申請專利範圍第5項所述之同儕即時_統，其中 _存空間中，每-已儲存完部分影音串流資料的記錄 區間備有-標頭，來贿被鱗之f彡料如容的頻道 資訊與時間資訊。 9. 如申請專利細第8項所述之同儕即時㈣系統，㈠ 魏錄發佈者模組利用-記錄區間之標頭裡的頻道資％ 與時間資訊為鍵值，藉由-分散式雜凑表來決定出那1 節點存有該記錄_裡之影音_料的—節點清單。 瓜如申請專利細第9項所述之同擠即料㈣統， 31 201220767 该郎點清單至少包括該記錄_所料之影音串 與完糊，及該記簡者__ 應之郎點指標的資訊。 同儕即時串流方法，剌於__網路上的即時爭 々《·系統，該方法包含： f收看同-即時串流頻道的多個節點組成一同儕網路，
    當該多個節點中的一_在收看一即時串流時，傳遞1 心該標誌'上備有記錄該即時串流之部分資料的時間資訊下 收到該的節點依該標認上的時間資訊，將該即時㈣ 上所指定的區間师料記_—儲存空間後，^ 時間區間為-鍵值發佈至該同儕網路;以及 當該多個節點中的任一節點欲收看-時間點的即時卜 時’以該時間點為鍵值至該同儕網路令，取得擁有該時： 點之串流資料的至少-節點的位址資訊，並向其中的1 點下載該時間點對應的_時駆_的串流資料。Ρ 泛如申請專利範圍第U項所述之同儕即時串流方法，复中 該多個節點採用同-種雜凑函數對應，加场該即時争流 頻道，而形成-個分散式雜絲，路，並且每_節點^ 一上一節點以及一下—節點。 !3.如申請專利範圍第U項所述之同僚即時争流方法，其中 於該標諸傳遞的路徑中，傳遞該標諸的節點與收到該標 tfe的節點之間是以-種握手方式來協定。 14.如申請專利細第12項所述之同儕即時串流方法，其 中該時間區間的資料記錄於該儲存空間還包括： 傳遞該標諸'的節點將該標諸傳遞給其下—節點後，持續 32 201220767 、·、、引ι9串細容至_相對應的記龜間;以及 覆記錄完成 π知φt 節點則停止記錄該目前影音串流内容。 •如申4利範圍第12項所述之同儕即時㈣方法，其中 以該時間師為—鍵懈佈至制侧路還包括：
    透過:分散式雜凑表的對應，及配合一演算法來選擇一 紀錄郎點’傳遞該標點將其已儲存影音串流内容 的相關訊息發佈至該紀錄節點;以及 16. 該紀錄節點將該發佈相關訊息的節點及記錄串流資料内 容的一起始時間與—結束時間紀錄於-節點清單。 如申^專利|&圍第U項所述之同儕即時串流方法，其中 該節點清單是町财絲產生： 、 的一 將&曰串流對應的一時間碼作為該分散式雜凑表 輸入鍵值； 透過該分散式雜凑表找出一指標，將該指標結合—對應 表而產生存放該影音串流的節點清單。 α 17. 如申請專利範圍第16項所述之同儕即時串流方法，其 中該輸入鍵值是由一頻道碼與一時間碼來決定。、 18. 如申請專利範圍第η項所述之同儕即時串流方法，其中 該錯誤復原處理至少包括回覆確收延遲且/或遺失情 況，以及標誌延遲且/或遺失情況的處理。 月 19·如申請專利範圍第9項所述之同儕即時串流方法，其中 該串流資料的儲存與管理皆採用分散式管理方式。、 33
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