CN1149805A - 影象服务器环境中多点播送的步速控制 - Google Patents

影象服务器环境中多点播送的步速控制 Download PDF

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Abstract

对服务器向多点播送组中的多个客户发送数据流进行控制的系统和方法，在第一实施方式中，将多点播送组中的客户之一指定为领导。当服务器从客户中的任一个收到发送一部分数据流的服务请求时，确定该服务请求是否来自领导。响应于确定该服务请求来自领导，将该部分数据流广播到多点播送组中的客户，否则推迟广播。

Description

影象服务器环境中多点播送的步速控制
本发明涉及一种请求式电影系统和电视会议系统，其中向多个客户提供从一个中央影象服务器传送的视频流。
在许多请求式电影系统和电视会议系统中，向多个客户提供从一个中央影象服务器传送的视频流。这种过程(从单个流向多个客户提供)称为多点播送。在这样的系统中，服务器一般以两种方式中的任一种向客户传送影象：“客户引入”或“服务器推出”。在客户引入机制中，服务器在客户请求时传送块。相反，在服务器推出机制中，服务器周期性地向客户传送块。有关客户引入和服务器推出策略的讨论，可见K.Hwang等人于1993年9月在弗吉尼亚的Williamsburg召开的93届HPCS(高性能通信子系统)第二次讨论会上所作的论文“运动影象服务器中推出与引入的初步研究”。
客户引入机制招致附加的消息，因为客户必须向服务器通知其准备好接收新的块。
另一方面，服务器推出机制可以向客户发送新的数据块，即使较早的块尚未被处理(重放)。这是因为对所有压缩数据块重放速率不同。因此，在每个客户中需要较大的缓存量，以避免缓存溢出问题。
该问题与比如电子会议这样的应用中的类似，在这样的应用中向多个客户多点播送同一数据流。
本发明的目的是提供一种用于对向同时观看相同影象的所有客户多点播送数据块的步速进行控制的方法。使用客户引入和服务器推出机制的组合，以避免客户需要较大缓存和单独使用客户引入机制引起的较高消息额外开销。
在第一实施方式中，将多点播送组的客户之一指定为领导。当服务器从任一个客户收到发送一部分数据流的服务请求时，服务器确定该服务请求是否来自领导。根据确定为该服务请求来自领导，服务器向多点播送组中的客户广播该部分数据流。否则，推迟广播。
在另一实施方式中，响应于从多点播送组中任一客户收到播完一部分影象(例如一个块)的服务请求，服务器确定是否已经满足预定广播准则。若满足，则服务向多点播送组中的所有客户广播所请求部分。否则，不向该组多点播送该部分，并且当从任一客户收到另一服务请求时，再次对照该广播准则检查系统。
图1是根据本发明一个实施方式的请求式影象系统的框图；
图2显示了静态领导选择方案中多点播送的步速控制；
图3显示了以动态选择的领导为基础的多点播送的处理；
图4显示了以为步速控制而存储的时序信息为基础的多点播送的步速控制；以及
图5显示了重放时序信息的存储。
图1是根据本发明一个实施方式的请求式影象系统的框图。该请求式影象系统包括一个影象服务器130，其中，比如电影等的影象(例如131)存储在比如盘阵列132的存储装置中。影象属性文件133也存储在盘阵列上，每个影象一个，影象属性文件存储比如影象尺寸和播放速率的信息。根据本发明的一个实施方式，影象属性文件也含有播放历史信息，这将在下文详述。
影象服务器130通过常规网络接口118与通信网络120相连。客户110经过通信网络120向影象服务器130发出请求。客户能够通过客户站122发出开始、停止、暂停和恢复请求。为了便于批处理、VCR控制和其他功能，将所请求的影象(或所请求影象的段)从盘132装入存储缓冲器134，然后经过缓冲器134提供给客户。
影象服务器130包括一个处理器(cpu)112，该处理器在驻留在主存储器114中的各种程序的控制下工作。这些程序包括一个保留通道(即，资源)并在开始影象重放之前(通过通话管理程序145)建立观看通话的调度程序140，以及一个在调度程序使一个通道可用之后在客户的请求下能够开始、停止、暂停和恢复影象重放的影象播放程序150。现有技术人员将认识到这里没有详述的大量常规软件处理116也可以用于控制和支持影象服务器功能。
影象服务器130能够利用对于待支持的视频流数目足够性能的任何处理器实现。例如，小容量影象服务器可以利用RISC System/6000 TM系统实现，而较大容量服务器可以利用ES/9000 TM系统实现(两种机器都可从纽约Armonk的国际商业机器公司购得)。盘132能够利用任何常规盘子系统或盘阵列实现。通信网络120例如可以是光纤网络或常规双向电缆网络。客户站122例如可以实现为台式机(set-top box)。
将客户引入策略和服务器推出策略两者结合起来的一种方法是，将给定多点播送组(即，作为相同通话的部分观看相同影象的一组客户)的一个特定客户指定为领导。每个多点播送组中客户的标识保存在与通话管理程序和影象播放程序共享的数据结构中(存储在存储器或盘中)。当领导需要下一块影象时，它向服务器发送一个引入请求。服务器将该请求处理中代表该多点播送组中所有客户的请求。这样，响应于该引入请求，服务器将所请求块的影象推出(多点播送)到所有客户，从而建立混合推出/引入系统。
图2显示在静态领导选择方案下多点播送的步速控制。在建立多点播送通话时，在步骤220，通话管理程序145将客户之一指定为领导。该指定可以利用任何数目的准则确定，比如随机选择、地址次序或者优先级方案。在步骤230，影象播放程序150接收一条来自一个客户的发送下一数据块的引入请求。然后，在步骤240，影象播放程序检查该请求是否是由所指定的领导发出。若是，则在步骤250，影象播放程序将下一数据块多点播送到该多点播送组中所有的客户，并且等待接收下一客户请求。若否，则影象播放程序忽略该请求。为提高效率，在通话建立期间，通话管理程序能够指示除了所指定的领导之外的所有客户不发出引入请求。
图3示出当为待多点播送的每块动态地选择领导时的另一方案中多点播送的步速控制。在该实施方式中，影象播放程序保存一个自从向该多点播送组先前多点播送数据块开始(从该多点播送组的成员)所收到的客户引入请求的计数。应理解到，为每个多点播送组保存一个单独的计数。该计数也保存在与通话管理程序145和影象播放程序150共享的数据结构中。在建立多点播送通话时，该计数由通话管理程序置为0。然后，在发送每块之后，影象播放程序将该计数初始化为0。两次初始化都反映在步骤320中。在步骤330，影象播放程序接收下一数据块的客户引入请求(在给定多点播送组中)。响应于此，在步骤340，影象播放程序增加该计数。在步骤350，影象播放程序检查根据当前计数值是否满足多点播送下一数据块的条件。例如，这可以是确定所收到的该组的请求数是否超过给定阈值(例如，某固定数，或多于50％的客户)。若否，则在步骤330，影象播放程序150等待接收新的客户请求。否则，在步骤360，影象播放程序将下一数据块多点播送到该多点播送组中的所有客户，并且在步骤320开始新的一轮多点播送。
图4示出在利用所存储的时序信息(播放历史)进行多点播送的步速控制时的另一实施方式。在步骤420，影象播放程序从正被多点播送的影象的影象属性文件133中读将被多点播送的下一块的播放历史。对于影象的每一块，影象属性文件包括自从多点播送先前数据块开始的所需时间延迟T_d。该时间延迟T_d是基于先前重放影象的估值(如关于图5的详细讨论)。在步骤430，影象播放程序150等待该时间延迟。然后，在步骤440，影象播放程序将下一数据块多点播送到该多点播送组中的所有客户，并且在步骤420开始新的一轮多点播送。
图5示出用于图4的未来多点播送所需的时序信息的存储。在多点播送影象的先前重放通话期间(可能是不同的用户或多点播送组)，在步骤520(在开始重放当前数据块B1之前)，影象播放程序将时间记录在存储位置t_s中。然后，在步骤530，影象播放程序等待，直到客户或多点播送组给出信号通知其准备好(由服务器)发送下一块影象。在收到该信号(事实上是该通话的影象的下一块的请求)后，影象播放程序存储当前时间(c_t)，并设置T_d＝c_t-t_s。在步骤550，象块B1的块号一样，将T_d存储在影象的影象属性文件133中。值T_d由图4的过程使用，用于以后重放另一通话中影象的多点播送步速控制。然后影象播放程序返回步骤520，准备下一轮的发送。
应理解到，在图2至图5中，一旦影象服务器已经向客户发送最后一块影象，即退出循环并关闭多点播送通话。
尽管已经通过最佳实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员可以做出各种修改和改进。因此，应理解到，最佳实施方式是作为例子提供的，并不作为限制。本发明的范围由权利要求限定。

Claims (5)

1.对服务器向多点播送组中的多个客户发送数据流进行控制的方法，包括步骤：
将客户之一指定为领导；
当服务器从客户中的任一个收到发送一部分数据流的服务请求时，确定该服务请求是否来自领导；以及
响应于确定该服务请求来自领导，将该部分数据流广播到多点播送组中的客户，否则推迟广播。
2.对服务器向多点播送组中的多个客户发送数据流进行控制的方法，包括步骤：
a)由服务器从客户中的任一个接收发送一部分数据流的服务请求；
b)响应于收到该服务请求，确定是否已经满足预定广播准则；
c)响应于确定已经满足广播准则，将所请求部分广播到多点播送组中的所有客户；以及
d)响应于确定尚未满足广播准则，重复步骤b)，直到从客户中的任一个收到另一服务请求。
3.权利要求2的方法，其特征在于：广播准则是以已经请求了相同部分数据的多点播送组中的客户的个数为基础的。
4.权利要求2的方法，其特征在于：广播准则是自从广播先前部分开始的时间间隔已经超过从先前部分的先前重放确定的持续时间。
5.计算机可读存储器，其内具有一个计算机程序，当由计算机使用该存储器时，将使得计算机对向多点播送组中的多个客户发送数据流进行控制，该控制是这样实现的：将客户之一指定为领导；当计算机从客户中的任一个收到发送一部分数据流的服务请求时，确定该服务请求是否来自领导；以及，响应于确定该服务请求来自领导，将该部分数据流广播到多点播送组中的客户，否则推迟广播。
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