專利名稱：面向p2p應(yīng)用的互為服務(wù)器的設(shè)計方法以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明成果可用于全國各大中型媒體機(jī)構(gòu)的內(nèi)容管理平臺(也稱做媒體 資產(chǎn)管理系統(tǒng))以及其他媒體機(jī)構(gòu)的數(shù)字內(nèi)容和節(jié)目的交換、分發(fā)，在資源分發(fā)時使用基于智能節(jié)點(diǎn)彈性重疊網(wǎng)的P2P網(wǎng)絡(luò)，屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。 .背景技術(shù)我國各大中型媒體機(jī)構(gòu)的內(nèi)容管理平臺(也稱做媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng))以及 其他媒體機(jī)構(gòu)的內(nèi)容和節(jié)目的交換、分發(fā)，在形式上較為落后，現(xiàn)階段主要 采取的是單純的C/S傳輸方式(FTP等)，要求設(shè)置擁有強(qiáng)大處理能力和大帶寬 的高性能計算機(jī)，配合高檔的服務(wù)器軟件，將大量的數(shù)據(jù)集中存放在服務(wù)器 上，而且還要安裝多樣化的服務(wù)軟件。這種方式比較適用于上傳節(jié)目源是電 視臺等固定用戶，客戶端部署簡單不要求高性能，但是缺點(diǎn)是FTP服務(wù)器壓 力較大，下載速度較慢，大文件下載時間較長，導(dǎo)致傳媒機(jī)構(gòu)工作效率低， 代價高，消耗時間巨大。
P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，使得更多的人可以通過Internet實(shí)現(xiàn)即時通訊、 文件共享、分布計算以及協(xié)同合作。P2P網(wǎng)絡(luò)是一種完全分散式的體系機(jī)構(gòu)， 系統(tǒng)中的任何一個實(shí)體都處于同等的地位，它既可以請求得到服務(wù)，同時又 可以提供服務(wù)，功能與職責(zé)對等，P2P技術(shù)使得Internet上的任何計算機(jī)之 間都能夠直接交換信息。P2P技術(shù)的特征之一就是弱化服務(wù)器的作用，甚至取 消服務(wù)器，任意兩臺PC互為服務(wù)器，同時又是客戶端?，F(xiàn)在用于文件共享分發(fā)的主流P2P軟件有BT、電驢(eMule)、酷狗(KuGoo) 等。它們的應(yīng)用主要在Internet上，適合于大量用戶共享的情況。它們的缺 點(diǎn)是，在使用范圍較小或較固定的網(wǎng)絡(luò)，如校園網(wǎng)、公司網(wǎng)、小區(qū)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布資源后，共享用戶數(shù)量較少，在線狀態(tài)不穩(wěn)定，極易造成資源下載不穩(wěn) 定，時快時慢，甚至無法下載完整的情況。這對于在一些有固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)， 要求速度和穩(wěn)定并重的網(wǎng)絡(luò)中是極為不利的，例如本發(fā)明所應(yīng)用的傳媒機(jī)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)，如果使用一些主流的P2P技術(shù)，雖然可以減輕服務(wù)器負(fù)擔(dān)，但是很可 能出現(xiàn)這樣的情況某個用戶購買了一個音像制品的播放權(quán)，當(dāng)他下載的時 候，這個資源不是P2P網(wǎng)絡(luò)里的熱點(diǎn)，因此沒有共享用戶，或者共享用戶數(shù) 量很少不穩(wěn)定。這就會造成該用戶雖然已經(jīng)付款，但是在獲得購買的音像產(chǎn) 品時消耗時間過長，甚至無法獲得完整的文件，造成無法使用。發(fā)明內(nèi)容如果使用當(dāng)前的主流P2P軟件作為傳媒機(jī)構(gòu)音像制品分發(fā)平臺，就無法 保證用戶下載時的穩(wěn)定性，甚至無法確保用戶最終可以得到完整的資源。因
此，本發(fā)明的目的是能夠在我國各傳媒機(jī)構(gòu)內(nèi)部和各傳媒機(jī)構(gòu)之間，利用P2P. 網(wǎng)絡(luò)的高度分布式結(jié)構(gòu)，減輕C/S模式中的服務(wù)器壓力，提高傳輸速度，但同時基于P2FP的思想，構(gòu)建一個更加穩(wěn)定的分布式文件分發(fā)系統(tǒng)。本發(fā)明不 僅適用于傳媒機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，同樣適用于用戶規(guī)模不大，P2P資源更新較快的網(wǎng)絡(luò)， 例如校園網(wǎng)，小區(qū)網(wǎng)，公司網(wǎng)等。
本發(fā)明提出了一種將C/S傳輸方式(FTP)和P2P傳輸方式相結(jié)合的結(jié)構(gòu) (P2FP);充分利用FTP協(xié)議功能，使資源傳輸更加穩(wěn)定，確保用戶快捷方 便地獲取完整文件，充分保障了用戶的權(quán)益。
本發(fā)明提供了一種面向P2P應(yīng)用的互為服務(wù)器的設(shè)計方法，其特征在于， 包括以下步驟-1) 將FTP下載集成在P2P客戶端軟件中，作為P2P下載方式的補(bǔ)充，軟. 件在下載時優(yōu)先從P2P網(wǎng)絡(luò)中尋找資源進(jìn)行分片下載；2) 當(dāng)P2P網(wǎng)絡(luò)中的資源不足以提供完整的文件時，P2P客戶端軟件自動選 擇向FTP服務(wù)器申請下載該文件；3) FTP服務(wù)器從內(nèi)容管理服務(wù)器調(diào)度成功后，P2P客戶端軟件開始從FTP 服務(wù)器上下載尚未完成的文件片斷。最終保證下載到完整的資源文件。這樣使得無論P(yáng)2P網(wǎng)絡(luò)上是否存在資源，是否存在完整資源，都可以下 載完整。同時優(yōu)先從P2P網(wǎng)絡(luò)上下載存在的資源片斷，又最大程度地避免了 FTP服務(wù)器的壓力，充分利用了P2P網(wǎng)絡(luò)的分布性能。.本發(fā)明還提供了一種面向P2P應(yīng)用的互為服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在 于，包括.FTP服務(wù)器用于資源的存儲;FTP服務(wù)器由內(nèi)容管理服務(wù)器管理調(diào)度。 使用標(biāo)準(zhǔn)FTP協(xié)議，并支持IPv6協(xié)議傳輸。內(nèi)容管理服務(wù)器進(jìn)行FTP目錄文件的調(diào)度，當(dāng)Peer端申請下載時，內(nèi) 容管理服務(wù)器自動生成FTP目錄和文件，并通知Peer端相應(yīng)的FTP下載URL 和用戶名密碼，然后Peer端與FTP服務(wù)器連接進(jìn)行下載；多個用戶節(jié)點(diǎn)既是上傳文件的服務(wù)器端，又是下載文件的客戶端；集 成了FTP客戶端下載功能；用戶FTP和服務(wù)器FTP之間要傳送文件，需要有兩個連接命令通道和 數(shù)據(jù)連接。命令通道是傳送命令的，數(shù)據(jù)通道是用于傳送文件。在命令通道 中主要用到的命令有USER, PASS, TYPE, SIZE, REST, CWD， PWD， RETR， PASV， PORT, QUIT等。其中REST命令表示由特定偏移量重啟文件傳遞，后面' 接的參數(shù)代表服務(wù)器要開始傳輸?shù)哪且稽c(diǎn)，此命令并不傳送文件，此命令后
跟其它要求文件傳輸?shù)腇TP命令。RETR命令表示開始傳送指定的文件(從REST 參數(shù)指定的偏移量開始傳送)。由此可見，F(xiàn)TP本身就提供了從服務(wù)器上按指 定偏移量下載一定大小文件數(shù)據(jù)的功能。所以本發(fā)明中就是利用這個特性和 P2P傳輸進(jìn)行了結(jié)合。 本發(fā)明的原理如下P2FP結(jié)構(gòu)中，對文件進(jìn)行分片傳輸是使這種結(jié)構(gòu)能夠運(yùn)行的基礎(chǔ)。也就 是說，P2P要求文件分片，同時從FTP服務(wù)器上也可以利用文件的偏移量來進(jìn) 行某些片斷的下載。P2FP中具體的分片大小可以在配置文件中進(jìn)行更改。一 般分片大小為512K字節(jié)或1M字節(jié)。在本發(fā)朋中的P2P傳輸協(xié)議中，兩個Peer端交互消息，消息中包含文件 片斷的索引值。索引的總個數(shù)是按照文件大小與分片大小的比求出。除了最 后一片大小不定，其余片斷大小均為固定的分片大小。因此在交互信息時， 根據(jù)文件大小和要傳輸片斷的索引號，就可以算出該片斷在文件中的偏移量 和長度(即當(dāng)前片斷的長度)。本發(fā)明從FTP和P2P兩種分片傳輸?shù)臋C(jī)制中找到共同點(diǎn)，就是它們的本 質(zhì)都是從服務(wù)器文件上找到要傳輸?shù)钠屏亢蛡鬏旈L度，然后服務(wù)器將相應(yīng) 的數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端。本發(fā)明本著"P2P優(yōu)先，確保完整"的原則，當(dāng)P2P網(wǎng) 絡(luò)中存在資源文件的X個片斷時，優(yōu)先從P2P網(wǎng)絡(luò)中下載這X個片斷。剩余 的片斷再向FTP服務(wù)器提出申請下載。它們在Peer下載端本地都是操作的同 一個文件，所以最終達(dá)到下載完整的目的。由于在傳媒機(jī)構(gòu)，分發(fā)的資源大多屬于版權(quán)保護(hù)，由集中的內(nèi)容提供商 發(fā)布。使用P2P網(wǎng)絡(luò)和FTP方式結(jié)合，可以充分利用分布式網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，避 免集中式網(wǎng)絡(luò)瓶頸對傳輸造成的影響，同時集成的FTP方式也保證了資源的 完整下載和縮短用戶的下載等待時間，避免了傳統(tǒng)P2P網(wǎng)絡(luò)中沒有"種子" 下載無法完成的局面。本發(fā)明提出了P2FP的思想，其中F即指FTP服務(wù)，是將原本孤立的P2P 資源和FTP資源整合到一起，也就是說用戶得到的資源可能一部分來自于P2P 網(wǎng)絡(luò)，其余部分來于FTP服務(wù)器。這樣，在下載的穩(wěn)定性上和速度上，都比 傳統(tǒng)中單獨(dú)的FTP或P2P方式有了非常大的提高。


圖l本發(fā)明的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，. 圖2本發(fā)明的下載的流程圖具體實(shí)施方式
本實(shí)施例中幵發(fā)計算機(jī)為"DELL微機(jī)，Intel (R) Pentium(R) 4 CPU 3. 00GHz, 1GB內(nèi)存，80G硬盤"。采用VisualStudio2003開發(fā)環(huán)境，編程語言為C#。 Peer端運(yùn)行環(huán)境為WindowsXP以上版本的操作系統(tǒng)+. NetFrameworkl. 1。由于 運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)為IPv6網(wǎng)絡(luò)，因此FTP服務(wù)器采用Xlight FTP服務(wù)器(可支持IPv4 和IPv6)。本發(fā)明運(yùn)行在CNGI IPv6網(wǎng)絡(luò)上，部署20個智能節(jié)點(diǎn)和200個Peer 客戶端，我們設(shè)計了多個專門的針對性測試，用以測試本發(fā)明的穩(wěn)定性和性 能，例如P2P網(wǎng)絡(luò)上沒有共享或P2P網(wǎng)絡(luò)上只存在一部分文件的情況，測試 表明，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)單純的P2P下載或FTP下載，或組合型從P2P和FTP 上下載同一個文件的不同部分。但是對于使用者是沒有任何區(qū)別的，使用者 不需要對下載方式進(jìn)行選擇，本發(fā)明自動選擇最優(yōu)化的方式，確保最快、最 穩(wěn)定的下載到完整的文件。最慢下載平均速度達(dá)到1.7MB/s (P2P網(wǎng)絡(luò)沒有文 件共享，單純使用FTP)，最快下載平均速度達(dá)到8.1MB/s (P2P網(wǎng)絡(luò)中存在 完整的文件)，完全符合實(shí)際使用要求。 具體實(shí)施方案為l.總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 本發(fā)明是基于網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容分發(fā)P2P軟件，運(yùn)行時會有多個Peer端，既 是上傳文件的服務(wù)器端，又是下載文件的客戶端。同時，集成了FTP客戶端 下載功能，所以在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中就需要架設(shè)FTP服務(wù)器。在本發(fā)明的總體網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)中，還包括內(nèi)容管理服務(wù)器，Peer端和它進(jìn)行交互，提出FTP下載申請， 由內(nèi)容管理服務(wù)器進(jìn)行文件的調(diào)度，然后通知Peer端FTP下載的URL和用戶 名密碼。只會Peer端與FTP服務(wù)器連接進(jìn)行下載。附圖1展示了本發(fā)明的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中CNGI是中國下一代互聯(lián)網(wǎng)， 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使用IPv6協(xié)議。內(nèi)容管理服務(wù)器和FTP服務(wù)器可以架設(shè)在同一個物 理計算機(jī)上，其中內(nèi)容管理服務(wù)器的文件調(diào)度技術(shù)不屬于本發(fā)明范疇，不再 詳細(xì)敘述。附圖中的虛線表示，某個Peer端在下載時，P2FP結(jié)構(gòu)中傳輸?shù)姆?式，即由Peer端和FTP傳輸共同組成。 2.模塊化面向?qū)ο箝_發(fā)。本發(fā)明中的Peer端軟件開發(fā)采用模塊化面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式，將軟件分 為網(wǎng)絡(luò)通信模塊、人機(jī)交互模塊、業(yè)務(wù)流程模塊、對象原型模塊、接口模塊 等模塊，層次清晰，結(jié)構(gòu)合理，便于團(tuán)隊合作共同開發(fā)，并且對軟件升級， 增加新功能提供了良好的擴(kuò)充性。本發(fā)明中使用到的FTP參數(shù)(用戶名、密碼、IP地址等)、FTP操作都 相應(yīng)封裝在自定義類FTPHelper中。主要操作如下描述> Public FTPFactory(string remoteHost，string
remotePath， stringremoteUser， stringremotePass, IPAddress ipaddr, int remotePort, bool debug, bool logined) 功能:FTPHelper類的構(gòu)造函數(shù)。輸入FTP服務(wù)器的主機(jī)名，地址，文件路徑，用戶名，密碼，端口號等。輸出無> private void readR印ly()功能讀取FTP服務(wù)器消息，解析消息碼，識別消息類型。輸入無 .輸出無> private void sendCoramand(string command) 功能向FTP服務(wù)器發(fā)送消息。輸入i消息文本輸出無>'public void close0 功能發(fā)送QUIT消息，關(guān)閉Socket連接。 輸入無輸出無> public void login()功能根據(jù)本對象的用戶名密碼等屬性，連接登錄FTP服務(wù)器 .輸入無 輸出無> public long getFileSize(string fileName)功能登錄FTP后，獲取某個文件的大小 輸入文件在FTP服務(wù)器上的路徑 輸出:文件大小字節(jié)數(shù)> public string[] getFileList(string mask)功能獲取FTP服務(wù)器上某個目錄下的文件列表輸入目錄名輸出文件名稱列表> public void download(string remFileName，string locFileName, long FileOffset, int downLength)功能按偏移量進(jìn)行下載輸入文件名，在本地客戶端保存的文件名，文件偏移量，要下載的大 小(單位字節(jié))' 輸出無
本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)中為結(jié)合P2P和FTP，將每個下載任務(wù)抽象為類 'ClientFile，該類包含了該文件的ID,所擁有的下載連接等屬性。它所具 有的主要操作如下>.public. void CreateConnection(string cnodeIP ， string丄] IpString, string FileID， string FileName， string PeerUs6rName， string localName， int currentUserID)功能:為當(dāng)前下載任務(wù)創(chuàng)建下載連接，包括P2P連接和FTP連接。 輸入智能節(jié)點(diǎn)IP，提供共享的Peer端IP列表，文件ID，文件名，Peer 端用戶名，本地文件名，用戶ID . 輸出無3.附圖2是P2FP下載過程中分配連接進(jìn)行下載的流程圖用戶在搜索到需要的文件后，點(diǎn)擊下載保存，Peer端會預(yù)先為該文件 分配空間。然后與智能節(jié)點(diǎn)交互，得到正在共享此文件的Peer端的列表，并 且智能節(jié)點(diǎn)對這些Peer端進(jìn)行了 QoS計算，得出每個Peer的消耗值(COST)。 下載Peer端對列表進(jìn)行排序，將評價最優(yōu)的Peer排在列表前。下載之前，首先Peer端查詢該文件配置表，獲取所有狀態(tài)為"未下載" 的片斷索引數(shù)組。如果是新文件首次下載，則所有片斷都被加入到數(shù)組中。接著，與列表中的第一個Peer進(jìn)行連接，交互消息，查詢對方擁有的 該文件片斷索引列表，與本地進(jìn)行比較，將匹配上的片斷置為"已分配"狀 態(tài)。使用異步與這個Peer連接，下載匹配到的所有片斷。同時從Peer列表 中刪除這個Peer端，再取出第一個Peer連接，如此循環(huán)，直到未下載片斷 個數(shù)為0，或Peer列表中個數(shù)為O。.如果仍有未下載片斷，而Peer列表中個數(shù)已為O，則表示P2P網(wǎng)絡(luò)中 已經(jīng)沒有可用的Peer端提供共享了 。此時向內(nèi)容管理服務(wù)器申請下載該文件， 獲取相應(yīng)的FTP URL以及用戶名密碼。連接FTP服務(wù)器，按剩余的未下載片 斷索引計算偏移量和長度，依次下載文件的剩余部分。最終得以快速穩(wěn)定地 下載到完整的文件。
權(quán)利要求
1、面向P2P應(yīng)用的互為服務(wù)器的設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟1)將FTP下載集成在P2P客戶端軟件中，作為P2P下載方式的補(bǔ)充，軟件在下載時優(yōu)先從P2P網(wǎng)絡(luò)中尋找資源進(jìn)行分片下載；2)當(dāng)P2P網(wǎng)絡(luò)中的資源不足以提供完整的文件時，P2P客戶端軟件自動選擇向FTP服務(wù)器申請下載該文件；3)FTP服務(wù)器從內(nèi)容管理服務(wù)器調(diào)度成功后，P2P客戶端軟件開始從FTP服務(wù)器上下載尚未完成的文件片斷；最終保證下載到完整的資源文件。
2、 面向P2P應(yīng)用的互為服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，包括 FTP服務(wù)器用于資源的存儲；FTP服務(wù)器由內(nèi)容管理服務(wù)器管理調(diào)度；使用標(biāo)準(zhǔn)FTP協(xié)議，并支持IPv6協(xié)議傳輸；內(nèi)容管理服務(wù)器進(jìn)行FTP目錄文件的調(diào)度，當(dāng)Peer端申請下載時，內(nèi) 容管理服務(wù)器自動生成FTP目錄和文件，并通知Peer端相應(yīng)的FTP下載URL 和用戶名密碼，然后Peer端與FTP服務(wù)器連接進(jìn)行下載；多個用戶節(jié)點(diǎn)既是上傳文件的服務(wù)器端，又是下載文件的客戶端；集 成了FTP客戶端下載功能；用戶FTP和FTP服務(wù)器之間要傳送文件，需要有兩個連接命令通道和 數(shù)據(jù)通道；命令通道用于傳送命令的，數(shù)據(jù)通道用于傳送文件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，內(nèi)容管理服務(wù)器和FTP 服務(wù)器架設(shè)在同一個物理計算機(jī)上。
全文摘要
本發(fā)明屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)計方法步驟將FTP下載集成在P2P客戶端軟件中，作為P2P下載方式的補(bǔ)充，軟件在下載時優(yōu)先從P2P網(wǎng)絡(luò)中尋找資源進(jìn)行分片下載；當(dāng)P2P網(wǎng)絡(luò)中的資源不足以提供完整的文件時，P2P客戶端軟件自動選擇向FTP服務(wù)器申請下載該文件；FTP服務(wù)器從內(nèi)容管理服務(wù)器調(diào)度成功后，P2P客戶端軟件開始從FTP服務(wù)器上下載尚未完成的文件片斷；最終保證下載到完整的資源文件。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括FTP服務(wù)器、內(nèi)容管理服務(wù)器、多個用戶節(jié)點(diǎn)及用戶FTP和FTP服務(wù)器之間的命令通道和數(shù)據(jù)通道。本發(fā)明充分利用FTP協(xié)議功能，使資源傳輸更加穩(wěn)定，確保用戶快捷方便地獲取完整文件，充分保障了用戶的權(quán)益。
文檔編號H04L12/28GK101159645SQ20071017696
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者伏文龍, 爽 馮, 銳 呂, 曹軼臻, 王永濱, 隋愛娜 申請人:中國傳媒大學(xué)