專(zhuān)利名稱(chēng)：一種云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播和推播的系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及云計(jì)算技術(shù)、多媒體技術(shù)、嵌入式終端及軟件技術(shù)、搜索引擎技術(shù)等。 此外，本發(fā)明還涉及在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播和推播的技術(shù)，以及在互聯(lián)網(wǎng)上通過(guò)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行內(nèi)容分配和傳播的方法。
背景技術(shù)：
由內(nèi)容服務(wù)網(wǎng)站或運(yùn)營(yíng)平臺(tái)提供視頻流媒體內(nèi)容和文件直播、點(diǎn)播和推播下載服務(wù)已經(jīng)是成熟的技術(shù)和服務(wù)系統(tǒng)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸，用個(gè)人電腦(PC)作為多媒體服務(wù)終端實(shí)現(xiàn)的視頻流媒體內(nèi)容和文件直播、點(diǎn)播和推播下載的使用已經(jīng)隨處可見(jiàn)。例如，在網(wǎng)站提供的多媒體服務(wù)中，用戶(hù)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)任意下載所選擇的流媒體服務(wù)，如果帶寬足夠的話(huà)，還可以直接用PC欣賞實(shí)時(shí)的流媒體視頻廣播。多臺(tái)PC還可以直接通過(guò)云計(jì)算技術(shù)共享帶寬和存儲(chǔ)資源。但直到目前為止，所有其它的云計(jì)算解決方案和產(chǎn)品均是基于電腦的方案，而基于相對(duì)簡(jiǎn)單、廉價(jià)的機(jī)頂盒終端(IPTV終端或PVR終端) 的云計(jì)算解決方案，在其有限資源上實(shí)施的相對(duì)技術(shù)難度，而一直未能解決。目前視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)采用傳統(tǒng)的krver to Client系統(tǒng)模式實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，但由于服務(wù)器輸入/輸出的限制，真正大規(guī)模提供流媒體視頻內(nèi)容(IPTV)服務(wù)時(shí)，不僅需要大量服務(wù)器，還受到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，在實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量服務(wù)時(shí)有一定難度，而網(wǎng)絡(luò)寬帶改造需要大量的投資和建設(shè)時(shí)間。因此，通過(guò)本發(fā)明結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)(VOD)與視頻推播系統(tǒng)(Push V0D)，任何內(nèi)容服務(wù)商可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向用戶(hù)提供實(shí)時(shí)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)或者向用戶(hù)提供定制服務(wù)的推播業(yè)務(wù)，不僅在客戶(hù)端可以進(jìn)行視頻點(diǎn)播，還可以對(duì)點(diǎn)播的視頻進(jìn)行時(shí)間跳轉(zhuǎn)、暫停、快進(jìn)、快退等操作。本發(fā)明克服現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸，實(shí)現(xiàn)為PC及非PC用戶(hù)提供高質(zhì)量的跨區(qū)域，大范圍的多媒體服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播和推播的系統(tǒng)及其方法技術(shù)實(shí)現(xiàn)IPTV視頻點(diǎn)播系統(tǒng)(VOD)和推播系統(tǒng)(Push V0D)的應(yīng)用。本發(fā)明由一組云計(jì)算超級(jí)節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)和數(shù)字版權(quán)管理(DRM)前端、業(yè)務(wù)管理前端、云計(jì)算管理前端組成，共同構(gòu)成一個(gè)云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中所有的云計(jì)算管理前端、業(yè)務(wù)管理前端、云計(jì)算超級(jí)節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)之間的交互與通訊以及所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸與共享，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算視頻點(diǎn)播和推播業(yè)務(wù)的應(yīng)用，如圖1所示。本發(fā)明的云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)包括一組普通終端節(jié)點(diǎn)和一組超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)；本發(fā)明的業(yè)務(wù)管理前端包括Push VOD服務(wù)器、VOD服務(wù)器、直播服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器；本發(fā)明的云計(jì)算管理前端包括授權(quán)管理服務(wù)器、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器；在本發(fā)明中云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括云計(jì)算端節(jié)點(diǎn)、量子包封裝服務(wù)器和內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器。本發(fā)明的云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)由一組普通終端節(jié)點(diǎn)和一組具有流媒體內(nèi)容處理和存儲(chǔ)功能的超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)組成。普通終端節(jié)點(diǎn)在本發(fā)明中特指裝載云計(jì)算客戶(hù)端軟件后接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求進(jìn)行云計(jì)算流媒體傳輸或通訊的普通終端，包括在本發(fā)明中特指的嵌入式機(jī)頂盒終端(IPTV)和內(nèi)置硬盤(pán)存儲(chǔ)的個(gè)人視頻錄制終端(PVR)，用戶(hù)通過(guò)直接操作和控制普通終端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播和推播的功能。超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)在本發(fā)明中指通過(guò)本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器采用的分層次快速搜索算法，在所有普通終端節(jié)點(diǎn)中搜索出具有最佳帶寬和最大處理能力的并且所處最短路徑的終端作為超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)，包括在本發(fā)明中特指的嵌入式機(jī)頂盒終端(IPTV)和內(nèi)置硬盤(pán)存儲(chǔ)的個(gè)人視頻錄制終端(PVR)。具有高性能的超級(jí)節(jié)點(diǎn)彼此間相互協(xié)作和傳輸，可縮短節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)捻憫?yīng)時(shí)間，加快節(jié)點(diǎn)之間相互連接的速度。即使一個(gè)超級(jí)節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)或癱瘓崩潰，相應(yīng)的其他所有節(jié)點(diǎn)仍然和其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有效連接， 并在新的搜索中，使用新的超級(jí)節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)超級(jí)節(jié)點(diǎn)的認(rèn)定，可實(shí)現(xiàn)對(duì)最優(yōu)質(zhì)和最有效的節(jié)點(diǎn)資源的保障和管理，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)弱終端(例如機(jī)頂盒)也能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)大的功能。本發(fā)明的業(yè)務(wù)管理前端由Push VOD服務(wù)器、VOD服務(wù)器、直播服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器組成，如圖1所示。Push VOD服務(wù)器作為緩存推播業(yè)務(wù)中原始節(jié)目源的服務(wù)器，提供云計(jì)算推播系統(tǒng)中的音視頻節(jié)目原始處理與發(fā)布。VOD服務(wù)器作為緩存點(diǎn)播業(yè)務(wù)中原始節(jié)目源的服務(wù)器，提供云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)中的音視頻節(jié)目原始處理與發(fā)布。直播服務(wù)器作為緩存直播業(yè)務(wù)中原始節(jié)目源的服務(wù)器，提供云計(jì)算直播系統(tǒng)中的音視頻節(jié)目原始處理與發(fā)布。量子包封裝服務(wù)器把Push VOD服務(wù)器、VOD服務(wù)器和直播服務(wù)器上存儲(chǔ)的原始節(jié)目源，即連續(xù)的流媒體文件分割成一段段幾十IAps到幾百Kbps的小碼流文件。所有的小碼流文件作為量子包，由量子包封裝服務(wù)器按照順序分別標(biāo)上序列號(hào)，并按照同一時(shí)間段或文件播放時(shí)間給所有量子包標(biāo)記時(shí)間戳。例如如果終端節(jié)點(diǎn)可緩存IMbps帶寬的節(jié)目5 分鐘，節(jié)目總長(zhǎng)度為100分鐘，可被量子包封裝服務(wù)器分割為20段，每段5分鐘。每段按播放時(shí)間順序被標(biāo)識(shí)成1-20個(gè)序列號(hào)與節(jié)目標(biāo)識(shí)捆綁，每個(gè)序列號(hào)根據(jù)對(duì)應(yīng)的節(jié)目播放時(shí)間標(biāo)記時(shí)間戳。嵌入式終端或個(gè)人視頻錄制終端根據(jù)接收到的量子包序列號(hào)和時(shí)間戳進(jìn)行解碼，恢復(fù)成連續(xù)的流媒體文件，即原始視頻節(jié)目在電視機(jī)上顯示。在云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中， 如圖2所示，所有云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間緩存和傳遞小碼流的量子包，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速度，解決網(wǎng)絡(luò)擁堵?tīng)顩r。同時(shí)還可防止數(shù)據(jù)流量過(guò)大造成解碼器阻塞或癱瘓，減少緩存區(qū)， 實(shí)現(xiàn)平滑解碼，降低終端成本。另外具有高性能和大容量硬盤(pán)的量子包封裝服務(wù)器裝載云計(jì)算服務(wù)器端軟件后，可以提供大容量的流媒體節(jié)目文件存儲(chǔ)；可同時(shí)封裝多路節(jié)目流媒體節(jié)目；并能承載和支持三十多個(gè)云計(jì)算節(jié)目組的點(diǎn)播和推播并發(fā)流。本發(fā)明的數(shù)字版權(quán)管理(DRM)前端具有對(duì)流媒體內(nèi)容的加密處理，權(quán)限信息的定義、獲取，權(quán)限的生成和分發(fā)，用戶(hù)的管理，業(yè)務(wù)流程的管理等主要功能。來(lái)自于云計(jì)算業(yè)務(wù)管理前端的流媒體節(jié)目?jī)?nèi)容，經(jīng)過(guò)數(shù)字版權(quán)管理(DRM)前端加密保護(hù)后通過(guò)云計(jì)算方式分發(fā)給終端用戶(hù)，當(dāng)終端的客戶(hù)端通過(guò)授權(quán)管理服務(wù)器的認(rèn)證后，數(shù)字版權(quán)管理(DRM)前端的授權(quán)中心收到授權(quán)管理服務(wù)器的指令，生成加密密鑰和許可證書(shū)。Push VOD服務(wù)器、VOD 服務(wù)器或直播服務(wù)器根據(jù)此加密密鑰加密服務(wù)器上的原始節(jié)目文件，并送入量子包封裝服務(wù)器封裝成量子包文件。許可證書(shū)中包含解密量子包文件所需的密鑰，當(dāng)終端通過(guò)授權(quán)管理服務(wù)器的認(rèn)證，得到業(yè)務(wù)授權(quán)后，時(shí)即可獲得許可證書(shū)，終端的客戶(hù)端根據(jù)內(nèi)置解密算法還原解碼密鑰，即可接收已加密的量子包，進(jìn)行解密和解碼，播放節(jié)目?jī)?nèi)容。終端的客戶(hù)端作為置于終端機(jī)頂盒內(nèi)的一個(gè)模塊，完成協(xié)商密鑰，接收密鑰和授權(quán)解密工作。授權(quán)中心可以架設(shè)于互聯(lián)網(wǎng)上的任何地方，與終端的客戶(hù)端通過(guò)安全專(zhuān)用通道進(jìn)行信息交互，如VPN。本發(fā)明的云計(jì)算管理前端由授權(quán)管理服務(wù)器、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器組成，如圖1所示。授權(quán)管理服務(wù)器主要功能依次為用戶(hù)管理、計(jì)費(fèi)管理和授權(quán)服務(wù)。用戶(hù)管理指授權(quán)管理服務(wù)器對(duì)終端用戶(hù)進(jìn)行認(rèn)證，確定是否為授權(quán)用戶(hù)，通過(guò)終端發(fā)送的認(rèn)證信息即終端ID信息和終端地址信息，確認(rèn)為授權(quán)終端；其次計(jì)費(fèi)管理針對(duì)終端用戶(hù)的點(diǎn)播業(yè)務(wù)和推播業(yè)務(wù)進(jìn)行資費(fèi)計(jì)算和費(fèi)用統(tǒng)計(jì)，由終端用戶(hù)確認(rèn)資費(fèi)；通過(guò)用戶(hù)管理的認(rèn)證和費(fèi)用統(tǒng)計(jì)后，確定授權(quán)服務(wù)的有效性，即終端用戶(hù)可以使用或繼續(xù)使用所申請(qǐng)的服務(wù)，如直播業(yè)務(wù)、 點(diǎn)播業(yè)務(wù)、推播業(yè)務(wù)；最后授權(quán)管理服務(wù)器生成指令并傳送至數(shù)字版權(quán)管理前端，由數(shù)字版權(quán)管理前端的授權(quán)中心生成許可證，被終端獲取后，通過(guò)內(nèi)置精確解密算法產(chǎn)生密鑰，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、授權(quán)和數(shù)字版權(quán)管理。本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，如圖2所示，在云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中部署一組裝載云計(jì)算服務(wù)器端軟件的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器采用云計(jì)算內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CCDN)的方式進(jìn)行分布式部署，使之成為在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的具有云計(jì)算內(nèi)容分配的分布式節(jié)點(diǎn)。內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器可緩存或存儲(chǔ)從量子包封裝服務(wù)器中獲取的量子包，并在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)為多個(gè)云計(jì)算分組的節(jié)點(diǎn)上傳量子包數(shù)據(jù)。內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器作為補(bǔ)充量子包數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，在終端節(jié)點(diǎn)處于稀疏狀態(tài)時(shí)，可以加快和擴(kuò)展云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的帶寬和系統(tǒng)的下載速度，還可以減輕點(diǎn)播和推播節(jié)目數(shù)量過(guò)多時(shí)對(duì)前端系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力。因此內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器具備較大容量的緩存空間和存儲(chǔ)空間，并具備寬帶接口和多線程并行處理能力，能夠承載和支持?jǐn)?shù)十個(gè)云計(jì)算節(jié)目組點(diǎn)播和推播并發(fā)流，擁有量子包封裝服務(wù)器二合一的功能。本發(fā)明的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，在實(shí)現(xiàn)內(nèi)容分配功能時(shí)，采用軟件的自動(dòng)搜索技術(shù)和最佳路徑算法，把部署在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)上的量子包封裝服務(wù)器中的量子包緩存或存儲(chǔ)其中， 減少成本較高的量子包封裝服務(wù)器的投入數(shù)量從而降低成本；在點(diǎn)播和推播系統(tǒng)中作為云計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，與終端節(jié)點(diǎn)同時(shí)被節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器混編分組和管理，通過(guò)最佳相鄰云計(jì)算連接表完成云計(jì)算分發(fā)功能，使同組終端節(jié)點(diǎn)也可從中直接緩存量子包，平衡所有云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載能力，擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高傳輸速度和效率。根據(jù)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中終端節(jié)點(diǎn)的分布狀況、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源狀況確定在不同地域需要部署內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的數(shù)量，通常臺(tái)內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器可支持?jǐn)?shù)十個(gè)云計(jì)算節(jié)目組點(diǎn)播和推播并發(fā)流。內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器中裝載的云計(jì)算服務(wù)器端軟件結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，底層是硬件平臺(tái)，在硬件平臺(tái)之上是硬件驅(qū)動(dòng)層，該層嵌入與硬件相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序；在驅(qū)動(dòng)層之上是 Linux操作系統(tǒng)(OS)包括進(jìn)程/線程的管理，文件系統(tǒng)，協(xié)議棧等；在操作系統(tǒng)之上是應(yīng)用程序庫(kù)(LIBrary)，包括圖形庫(kù)處理(Graphics)，安全與加密處理CSS，AES,流媒體協(xié)議處理(RTP/RTSP/UDP)；本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是應(yīng)用程序?qū)?，包括系統(tǒng)配置模塊，云計(jì)算分發(fā)模塊，云計(jì)算管理模塊，節(jié)目源預(yù)處理模塊以及軟件升級(jí)等應(yīng)用程序；最上層是應(yīng)用管理層， 負(fù)責(zé)系統(tǒng)中各類(lèi)應(yīng)用程序的管理，以及應(yīng)用程序間的通訊。在應(yīng)用程序?qū)又?，系統(tǒng)配置模塊提供服務(wù)器軟硬件及系統(tǒng)服務(wù)策略的配置功能， 實(shí)現(xiàn)本地管理或遠(yuǎn)程管理；云計(jì)算分發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)容分發(fā)服務(wù)；云計(jì)算管理模塊實(shí)現(xiàn)流媒體內(nèi)容的上載、存儲(chǔ)管理，對(duì)所有節(jié)目編制節(jié)目菜單EPG并提供對(duì)應(yīng)播出服務(wù)器的鏈接，管理內(nèi)容流量和負(fù)載平衡；節(jié)目源預(yù)處理模塊實(shí)現(xiàn)節(jié)目流I幀分析，生成 I幀倍速列表，用于點(diǎn)播快進(jìn)、快退操作；軟件升級(jí)模塊的功能是實(shí)現(xiàn)和管理軟件的升級(jí)。內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器有兩個(gè)功能作為內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)的一部分，與其它云計(jì)算內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器組成分布式網(wǎng)絡(luò)，將量子包存儲(chǔ)到距離用戶(hù)最佳節(jié)點(diǎn)處；另一個(gè)功能是提高整體點(diǎn)播和推播系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，保證量子包實(shí)時(shí)充足的被云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)下載。內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的特征如下1、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上預(yù)留較大緩存或存儲(chǔ)空間，例如2TB以上存儲(chǔ)空間，可以緩存或存儲(chǔ)完整的節(jié)目文件。2、分配較寬的數(shù)據(jù)帶寬，具備寬帶接口和多線程并行處理能力。3、作為云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，下載和上傳量子包數(shù)據(jù)到其他云計(jì)算節(jié)點(diǎn)。4、受節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器控制和管理，獲得連接列表，從量子包封裝服務(wù)器中下載量子包數(shù)據(jù)，同時(shí)為其他云計(jì)算節(jié)點(diǎn)上傳量子包數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分組，使流媒體量子包在所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的分發(fā)和存儲(chǔ)獲得有效的管理。如圖2所示， 本發(fā)明的所有云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括終端節(jié)點(diǎn)、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器。節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理和分組，為同組節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)云計(jì)算連接列表，實(shí)現(xiàn)方法是1.節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)終端內(nèi)置的電子節(jié)目菜單(EPG)信息，確定用戶(hù)點(diǎn)播的視頻節(jié)目，將所有相同時(shí)間區(qū)段請(qǐng)求點(diǎn)播或下載相同節(jié)目的相鄰終端節(jié)點(diǎn)分配到相同的云計(jì)算分組中；2.時(shí)間區(qū)段的計(jì)算方法是，所有相鄰的終端節(jié)點(diǎn)中，緩存或存儲(chǔ)相同量子包數(shù)據(jù)的終端節(jié)點(diǎn)與當(dāng)前點(diǎn)播或推播量子包數(shù)據(jù)的終端節(jié)點(diǎn)的時(shí)間段有重合區(qū)域的即可分為一組。內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器、量子包封裝服務(wù)器因緩存或存儲(chǔ)了全部時(shí)間段節(jié)目，被節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器始終選在同一分組中。2.采用分層次快速搜索算法，根據(jù)終端可分配給云計(jì)算服務(wù)的緩存空間、終端互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬(上行和下行)、可容納的云計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接數(shù)等信息在同組普通終端節(jié)點(diǎn)中搜索出一組具有最佳帶寬和最大處理能力的超級(jí)節(jié)點(diǎn)；3.通過(guò)最短路徑與最佳帶寬匹配算法，在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中選擇至少一臺(tái)位于最佳區(qū)域的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和至少一臺(tái)位于最佳區(qū)域的量子包封裝服務(wù)器加入一個(gè)云計(jì)算分組中；內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器的數(shù)量，根據(jù)同組終端節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)播或下載的量數(shù)確定，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器采取負(fù)載均衡的原則進(jìn)行選取。4.為所有同組的節(jié)點(diǎn)提供云計(jì)算連接列表，連接列表上優(yōu)先選用超級(jí)節(jié)點(diǎn)與內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器進(jìn)行量子包數(shù)據(jù)交換，提高節(jié)點(diǎn)對(duì)量子包數(shù)據(jù)的搜索性能，縮短節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)捻憫?yīng)時(shí)間，加快節(jié)點(diǎn)之間相互連接的速度。5.同組的所有節(jié)點(diǎn)根據(jù)連接列表從一個(gè)或多個(gè)同組最佳相鄰的云計(jì)算節(jié)點(diǎn)上建立連接并互相交換量子包數(shù)據(jù)，并最終完成云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中所有數(shù)據(jù)的交換過(guò)程。同組的所有節(jié)點(diǎn)包括終端超級(jí)節(jié)點(diǎn)、普通節(jié)點(diǎn)、量子包封裝服務(wù)器和內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器等。當(dāng)某區(qū)域的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)帶寬資源有限的條件下，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)的接入帶寬和連接數(shù)量等信息，優(yōu)化連接列表，使當(dāng)前正在進(jìn)行點(diǎn)播或推播的終端節(jié)點(diǎn)獲得有效和快速的連接，從而實(shí)現(xiàn)終端的最佳點(diǎn)播和推播效果，連接列表的優(yōu)化方法如下1.節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器首先保證足夠的連接帶寬給當(dāng)前正在進(jìn)行點(diǎn)播或推播的終端節(jié)點(diǎn)，并確保一定百分比的連接余量，保證連接帶寬的穩(wěn)定性；2.縮短節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)連接距離和響應(yīng)時(shí)間，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)連接的穩(wěn)定性和有效性；3.適當(dāng)減少下行連接數(shù)，增加上行連接數(shù)，提高點(diǎn)播和推播系統(tǒng)的整體效率；4.節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器采用某些節(jié)點(diǎn)優(yōu)先的原則優(yōu)化連接列表，即首先保證超級(jí)節(jié)點(diǎn)和內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器進(jìn)行量子包數(shù)據(jù)交換，保證在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)擁堵的狀態(tài)下，仍然可有效使用處理能力最強(qiáng)的數(shù)量有限的云計(jì)算超級(jí)節(jié)點(diǎn)；5.點(diǎn)播和推播并發(fā)流量過(guò)大的情況下，通過(guò)連接列表超級(jí)節(jié)點(diǎn)搜索相鄰的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，盡快獲取量子包數(shù)據(jù)后，為其它終端節(jié)點(diǎn)上傳量子包數(shù)據(jù)，便于CPU資源有限的終端有效地完成云計(jì)算功能；6.連接列表中的節(jié)點(diǎn)數(shù)可以根據(jù)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬和節(jié)目點(diǎn)播狀況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整， 保證所有終端節(jié)點(diǎn)與內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器之間的最有效的連接和傳輸。相同分組的終端節(jié)點(diǎn)基本在相同時(shí)間區(qū)域處于等同速率的點(diǎn)播或推播，連接列表相對(duì)比較穩(wěn)定，生存時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)須實(shí)時(shí)刷新列表內(nèi)容，因此相同分組的節(jié)點(diǎn)收到連接列表后，便與節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器斷開(kāi)連接，保證節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器的效率。但在點(diǎn)播和推播系統(tǒng)中， 出現(xiàn)以下?tīng)顩r時(shí)，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器與終端節(jié)點(diǎn)再次建立連接，更新連接列表，保證節(jié)點(diǎn)之間的正常連接不受影響1.連接列表中終端節(jié)點(diǎn)的成功連接數(shù)不斷減少，并減少到一定質(zhì)量閾值時(shí)，閾值可預(yù)先設(shè)定；2.連接列表中對(duì)終端節(jié)點(diǎn)對(duì)內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器的帶寬負(fù)載不斷增加，并增加到一定質(zhì)量閾值時(shí)，閾值可預(yù)先設(shè)定；3.連接列表中內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器與終端節(jié)點(diǎn)成功連接數(shù)不斷減少，并減少到一定質(zhì)量閾值時(shí)，閾值可預(yù)先設(shè)定；4.云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)中，終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行暫停、快進(jìn)/倍速快進(jìn)、快退/倍速快退操作后恢復(fù)正常播放時(shí)。5.終端的點(diǎn)播收看流程結(jié)束或推播下載流程結(jié)束之后，終端節(jié)點(diǎn)退出系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，或進(jìn)行其他點(diǎn)播或推播操作時(shí)，之前緩存的量子包數(shù)據(jù)被釋放，不再提供提供數(shù)據(jù)上傳服務(wù)時(shí)。6.有新節(jié)點(diǎn)加入分組，從同組其它節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，為其他節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)上傳服務(wù)時(shí)。在本發(fā)明的云計(jì)算點(diǎn)播和推播系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器與終端節(jié)點(diǎn)再次建立連接時(shí)，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器動(dòng)態(tài)更新連接列表，保證節(jié)點(diǎn)之間的正常連接，作為本發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)之一的動(dòng)態(tài)更新連接列表，其實(shí)現(xiàn)方法為1.由于所有節(jié)點(diǎn)采用的分布式連接，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)從系統(tǒng)中退出或無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)上搜索時(shí)，并不會(huì)影響任何其它節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)搜索和連接傳輸。節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器自動(dòng)從分組中刪除已經(jīng)退出的節(jié)點(diǎn)并且動(dòng)態(tài)修改同組節(jié)點(diǎn)的連接列表，所有節(jié)點(diǎn)獲得新的連接列表，將不再與已退出的節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)；2.新的節(jié)點(diǎn)加入分組導(dǎo)致分組和連接列表發(fā)生變化時(shí)，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器也可動(dòng)態(tài)的調(diào)整連接列表，分配和保持超級(jí)節(jié)點(diǎn)與普通節(jié)點(diǎn)之間的有效連接，保持最佳相鄰的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器與終端節(jié)點(diǎn)之間的有效連接。3.不同于云計(jì)算推播系統(tǒng)中視頻文件量子包下載到內(nèi)置的硬盤(pán)后實(shí)施本地播放的特征，云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)接受量子包節(jié)目數(shù)據(jù)的同時(shí)，實(shí)時(shí)解碼播放視頻節(jié)目， 實(shí)時(shí)播放的視頻節(jié)目在終端上很難實(shí)現(xiàn)暫停、快進(jìn)和快退等時(shí)間跳轉(zhuǎn)操作。本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)以上所有的操作。(1)當(dāng)終端用戶(hù)實(shí)施較長(zhǎng)時(shí)間的暫停操作時(shí)，該終端節(jié)點(diǎn)首先發(fā)送暫停信息至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器，并停止與其它節(jié)點(diǎn)的連接；節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器更將該終端節(jié)點(diǎn)從相應(yīng)的云計(jì)算分組和連接列表中退出，并記錄下該節(jié)點(diǎn)在暫停點(diǎn)的節(jié)目量子包的序列號(hào)和時(shí)間戳；當(dāng)該終端用戶(hù)實(shí)施繼續(xù)播放操作時(shí)，該終端節(jié)點(diǎn)向節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器要求重新加入云計(jì)算分組，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)之前記錄的量子包序列號(hào)和時(shí)間戳重新分配云計(jì)算分組和連接列表，并返回至終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)重新獲得的連接列表，與新的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，搜索后續(xù)的量子包，完成暫停操作。(2)當(dāng)終端用戶(hù)操作快進(jìn)或快退時(shí)，該終端節(jié)點(diǎn)首先停止與其它節(jié)點(diǎn)的連接，根據(jù)快進(jìn)/倍速快進(jìn)或快退/倍速快退操作，終端自動(dòng)計(jì)算量子包序列號(hào)和時(shí)間戳的增加或減少快進(jìn)/倍速快進(jìn)操作對(duì)應(yīng)的是量子包序列號(hào)和時(shí)間戳的增加，快退/倍速快退對(duì)應(yīng)的是量子包序列號(hào)和時(shí)間戳的減少；當(dāng)終端用戶(hù)停止快進(jìn)/倍速快進(jìn)或快退/倍速快退的操作時(shí)，終端節(jié)點(diǎn)將計(jì)算出的當(dāng)前量子包序列號(hào)和時(shí)間戳，并送至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器；節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器為終端節(jié)點(diǎn)重新分配新的云計(jì)算分組和連接列表，并返至終端節(jié)點(diǎn)；終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)重新獲得的連接列表，與新的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，搜索所需的量子包，完成終端快進(jìn)/倍速快進(jìn)或快退/倍速快退操作。在云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)中進(jìn)行快進(jìn)/倍速快進(jìn)或快退/倍速快退操作時(shí)，終端和節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器需要大量時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算和處理，終端節(jié)點(diǎn)需要較長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)連接，因此用戶(hù)等待時(shí)間較長(zhǎng)。針對(duì)此缺陷，本發(fā)明的量子包封裝服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器采用I幀管理方法可縮短快進(jìn)/倍速快進(jìn)和快退/倍速快退操作過(guò)程，使視頻圖像的恢復(fù)速度加快，高效率和高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和快退操作。I幀是特技模式(快進(jìn)或快退或跳轉(zhuǎn))的圖像序列隨機(jī)進(jìn)入的進(jìn)入點(diǎn)。本發(fā)明的 I幀管理方法作為點(diǎn)播系統(tǒng)中暫停、快進(jìn)/倍速快進(jìn)、快退/倍速快退操作的優(yōu)化，可根據(jù)云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用選擇性的加入到系統(tǒng)中，I幀管理方法的具體步驟是1. I幀分析量子包封裝服務(wù)器對(duì)VOD服務(wù)器上的原始節(jié)目流信息進(jìn)行I幀分析， 確定I幀；2. I幀量子包處理量子包封裝服務(wù)器根據(jù)原始節(jié)目流中的I幀數(shù)據(jù)打包成若干量子包，并附加I幀標(biāo)志，稱(chēng)為I幀量子包，每個(gè)I幀量子包都標(biāo)記序列號(hào)和時(shí)間戳，存放在量子包封裝服務(wù)器中，也可通過(guò)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)分流到內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上；3.在點(diǎn)播系統(tǒng)中，終端節(jié)點(diǎn)、量子包封裝服務(wù)器和內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器之間互相傳送 I幀量子包，當(dāng)終端進(jìn)行快進(jìn)或快退操作時(shí)，該終端節(jié)點(diǎn)停止連接，發(fā)送跳轉(zhuǎn)信息至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器，跳轉(zhuǎn)信息包括終端節(jié)點(diǎn)停止連接時(shí)收到的I幀量子包序列號(hào)和時(shí)間戳、快進(jìn)或快退倍速O倍、4倍、6倍、8倍等)；4.節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)跳轉(zhuǎn)信息，生成I幀倍速列表，I幀倍速列表包括節(jié)目文件名標(biāo)志、快進(jìn)或快退倍速、在當(dāng)前快進(jìn)或快退倍速下所有I幀量子包序列號(hào)及時(shí)間戳，如圖4所示。5.當(dāng)用戶(hù)停止快進(jìn)或快退的操作時(shí)，終端只需發(fā)送整個(gè)操作的時(shí)間段(從終端響應(yīng)快進(jìn)或快退操開(kāi)始到快進(jìn)或快退操作停止的時(shí)間間隔)至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器；6.節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)I幀倍速列表和時(shí)間段，可快速的計(jì)算出快進(jìn)或快退操作停止后，終端需要接收的I幀量子包序列號(hào)和時(shí)間戳，據(jù)此動(dòng)態(tài)建立I幀量子包連接列表；7.此終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)I幀量子包連接列表，與相鄰的節(jié)點(diǎn)建立連接，獲取所需的I幀量子包，終端進(jìn)行解碼后可立即播放視頻畫(huà)面。一個(gè)優(yōu)化的快進(jìn)/和快退/操作在短時(shí)間內(nèi)便快速完成。通常一臺(tái)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器可以管理數(shù)萬(wàn)個(gè)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)，多個(gè)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器可以同時(shí)使用，管理任意增多的云計(jì)算節(jié)點(diǎn)，本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器取代傳統(tǒng)的中央索引檢索服務(wù)器可保證IPTV系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，為系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展提供了良好的接口。


圖1是根據(jù)本發(fā)明結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的IPTV點(diǎn)播和推播系統(tǒng)框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明部署的云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的云計(jì)算服務(wù)器端軟件結(jié)構(gòu)框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的I幀倍速列表樣例圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的云計(jì)算視頻點(diǎn)播系統(tǒng)下建立連接的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的云計(jì)算視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的運(yùn)行方式流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的云計(jì)算視頻點(diǎn)播系統(tǒng)播放控制下快進(jìn)優(yōu)化操作流程具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)云計(jì)算視頻點(diǎn)播系統(tǒng)和推播系統(tǒng)的各種具體應(yīng)用，具體實(shí)施方式
不限于以下舉例。舉例一本發(fā)明的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)采用的終端為嵌入式IPTV機(jī)頂盒，內(nèi)置電子節(jié)目菜單(EPG)，通過(guò)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)，并支持快進(jìn)/倍速快進(jìn)和快退/倍速快退的操作。本發(fā)明點(diǎn)播系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法如下所述1.云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)——建立連接(1)本發(fā)明的云計(jì)算視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的連接方式，如圖5所示，嵌入式終端——IPTV 機(jī)頂盒進(jìn)行視頻點(diǎn)播的操作是用戶(hù)通過(guò)選擇IPTV機(jī)頂盒內(nèi)置的電子節(jié)目菜單(EPG)進(jìn)行確認(rèn)，IPTV機(jī)頂盒向VOD服務(wù)器提交點(diǎn)播電子節(jié)目菜單(EPG)的信息；(2) VOD服務(wù)器將機(jī)頂盒終端信息和點(diǎn)播的EPG信息轉(zhuǎn)交給授權(quán)管理服務(wù)器，授權(quán)管理服務(wù)器首先對(duì)IPTV機(jī)頂盒進(jìn)行認(rèn)證，通過(guò)機(jī)頂盒終端ID和終端地址確認(rèn)后，再統(tǒng)計(jì) IPTV機(jī)頂盒當(dāng)前的資費(fèi)狀況，確認(rèn)有足夠的資費(fèi)支付本次的點(diǎn)播費(fèi)用；(3)如果沒(méi)有足夠資費(fèi)，授權(quán)管理服務(wù)器返回資費(fèi)不足信息至IPTV機(jī)頂盒從而傳達(dá)給用戶(hù)；如果可支付本次點(diǎn)播，授權(quán)管理服務(wù)器將用戶(hù)的資費(fèi)信息和本次點(diǎn)播所需的費(fèi)用信息返回至IPTV機(jī)頂盒，提交給用戶(hù)確認(rèn)；(4)用戶(hù)確認(rèn)信息傳回授權(quán)管理服務(wù)器，由授權(quán)管理服務(wù)器扣除本次點(diǎn)播費(fèi)用，更新用戶(hù)的資費(fèi)狀況并保存在授權(quán)管理服務(wù)器中；(5)通過(guò)用戶(hù)認(rèn)證和費(fèi)用統(tǒng)計(jì)后，授權(quán)管理服務(wù)器認(rèn)定此機(jī)頂盒的授權(quán)服務(wù)，生成指令并傳送至數(shù)字版權(quán)管理前端和VOD服務(wù)器，數(shù)字版權(quán)管理前端的授權(quán)中心根據(jù)指令生成加密密鑰和許可證書(shū)；(6)數(shù)字版權(quán)管理前端將加密密鑰傳至VOD服務(wù)器，VOD服務(wù)器根據(jù)此密鑰加密原始節(jié)目文件后送到量子包封裝服務(wù)器，通過(guò)I幀分析后，進(jìn)行量子包I幀處理將原始節(jié)目流中的I幀數(shù)據(jù)單獨(dú)打包成一個(gè)獨(dú)立量子包，稱(chēng)為I幀量子包，并被附加I幀標(biāo)志，存放在量子包封裝服務(wù)器中，送入云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，并由同組的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器進(jìn)行量子包分流；(7)同時(shí)數(shù)字版權(quán)管理前端的授權(quán)中心將許可證書(shū)傳至經(jīng)過(guò)認(rèn)證后的IPTV機(jī)頂盒，通過(guò)許可證書(shū)機(jī)頂盒可通過(guò)內(nèi)置的解密算法還原解碼密鑰，以便機(jī)頂盒接收到加密的量子包后，可以對(duì)其進(jìn)行解密和解碼，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)目?jī)?nèi)容的播放；(8)經(jīng)過(guò)認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、授權(quán)和數(shù)字版權(quán)管理之后，云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)啟動(dòng)連接。2.云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)——系統(tǒng)運(yùn)行本發(fā)明的云計(jì)算視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的運(yùn)行方式，如圖6所示，云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)的管理控制核心是節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器。(1)云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)建立連接后，所有終端在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)上成為終端節(jié)點(diǎn)，首先與節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器建立連接；節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器向終端節(jié)點(diǎn)收集相關(guān)信息，包括終端類(lèi)型、終端地址、電子節(jié)目菜單(EPG)信息、終端可分配給云計(jì)算服務(wù)的緩存空間、終端互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬(上行和下行)、可容納的云計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接數(shù)等信息；(2)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)電子節(jié)目菜單(EPG)信息，確定用戶(hù)點(diǎn)播的視頻節(jié)目?jī)?nèi)容，點(diǎn)播起始時(shí)間，根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)播相同節(jié)目的時(shí)間區(qū)段，尋找緩存器中在相同時(shí)間區(qū)段點(diǎn)播相同節(jié)目的其他終端節(jié)點(diǎn)，全部分在相同的云計(jì)算分組中；(3)根據(jù)終端可分配給云計(jì)算服務(wù)的緩存空間、終端互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬(上行和下行)、可容納的云計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接數(shù)等信息，確定終端是否為云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的超級(jí)節(jié)點(diǎn)；(4)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)最佳區(qū)域位置，分配同組的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器，由此確定相同云計(jì)算分組的所有節(jié)點(diǎn)，包括終端節(jié)點(diǎn)(超級(jí)節(jié)點(diǎn))、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器。(5)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器為相同分組的所有節(jié)點(diǎn)建立連接列表，連接列表上優(yōu)先選用超級(jí)節(jié)點(diǎn)與內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器進(jìn)行量子包數(shù)據(jù)交換，有效使用有限數(shù)量的處理能力最強(qiáng)的超級(jí)節(jié)點(diǎn)，縮短節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)捻憫?yīng)時(shí)間；所有節(jié)點(diǎn)根據(jù)連接列表互相連接，交換量子包數(shù)據(jù)；(6)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況和節(jié)點(diǎn)數(shù)量，優(yōu)化連接列表，加快節(jié)點(diǎn)之間相互連接的速度。(7)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)終端節(jié)點(diǎn)連接的變化，如終端點(diǎn)播結(jié)束退出連接系統(tǒng)或新終端節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求點(diǎn)播加入連接系統(tǒng)，隨時(shí)更新連接列表。(8)經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)分組、優(yōu)先超級(jí)節(jié)點(diǎn)連接、確定連接列表之后，云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)可保持正常有效的運(yùn)行。3.云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)——播放控制本發(fā)明的云計(jì)算視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的播放控制，可實(shí)現(xiàn)暫停、快進(jìn)/倍速快進(jìn)、快退/ 倍束快退等時(shí)間跳轉(zhuǎn)操作，另外可在系統(tǒng)中加入I幀管理方法，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)/倍速快進(jìn)和快退 /倍速快退的優(yōu)化，縮短終端進(jìn)行快進(jìn)/倍速快進(jìn)和快退/倍速快退操作后，節(jié)目圖形迅速恢復(fù)。具體實(shí)施如下(1)暫停操作■終端點(diǎn)播暫停時(shí)，播放的畫(huà)面靜止，終端節(jié)點(diǎn)停止連接，保留緩存內(nèi)容；■如暫停時(shí)間較短，沒(méi)有超出目前所在節(jié)目的時(shí)間區(qū)段，則不更新當(dāng)前節(jié)點(diǎn)列表， 終端節(jié)點(diǎn)在恢復(fù)點(diǎn)播后，播放之前的緩存內(nèi)容，繼續(xù)連接獲取后續(xù)內(nèi)容；■如暫停時(shí)間較長(zhǎng)，超出當(dāng)前所在節(jié)目的時(shí)間區(qū)段，終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送暫停信息至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器記錄終端節(jié)點(diǎn)在暫停點(diǎn)的節(jié)目量子包的序列號(hào)和時(shí)間戳后，在連接列表中刪除該終端節(jié)點(diǎn)，停止暫停、恢復(fù)點(diǎn)播時(shí)，終端節(jié)點(diǎn)向節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器要求重新加入云計(jì)算分組，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)之前記錄的量子包序列號(hào)和時(shí)間戳為節(jié)點(diǎn)重新分配云計(jì)算分組和連接列表，終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)重新獲得的連接列表，獲取新的連接列表，與新節(jié)點(diǎn)建立連接，獲取后續(xù)內(nèi)容，終端繼續(xù)播放；(2)快進(jìn)/快進(jìn)跳轉(zhuǎn)操作優(yōu)化■量子包封裝服務(wù)器封裝量子包時(shí)，采用I幀管理方法，將原始節(jié)目源打包成標(biāo)記序列號(hào)和時(shí)間戳的I幀量子包，存放在量子包封裝服務(wù)器上，并分流至內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器；■用戶(hù)進(jìn)行快進(jìn)操作時(shí)，終端節(jié)點(diǎn)停止連接，IPTV機(jī)頂盒停止播出的畫(huà)而，發(fā)送跳轉(zhuǎn)信息至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器，跳轉(zhuǎn)信息包括終端節(jié)點(diǎn)停止連接時(shí)接收到I幀量子包的序列號(hào)和時(shí)間戳、快進(jìn)或快退倍速O倍、4倍、6倍、8倍等)；■節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)跳轉(zhuǎn)信息，生成I幀倍速列表?！霎?dāng)用戶(hù)停止快進(jìn)或快退的操作時(shí)，IPTV機(jī)頂盒將快進(jìn)操作的時(shí)間段，送至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器；■節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)I幀倍速列表和快進(jìn)時(shí)間段，計(jì)算出IPTV機(jī)頂盒當(dāng)前應(yīng)該接收I幀量子包的序列號(hào)和時(shí)間戳，并動(dòng)態(tài)建立I幀量子包連接列表至該終端節(jié)點(diǎn)；■終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)I幀量子包連接列表，與相鄰的節(jié)點(diǎn)建立連接，獲取后續(xù)的I幀量子包，快速完成一個(gè)優(yōu)化的快進(jìn)/倍速快進(jìn)和快退/倍速快退操作，如圖7所示。(3)快退/倍速快退的操作優(yōu)化■快退/倍速快退的優(yōu)化操作，與快進(jìn)/倍速快進(jìn)的實(shí)現(xiàn)方法相同。舉例二 根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)云計(jì)算視頻推播系統(tǒng)的具體應(yīng)用，與點(diǎn)播系統(tǒng)類(lèi)似。本發(fā)明的視頻推播系統(tǒng)采用個(gè)人視頻錄制終端(PVR)，內(nèi)置存儲(chǔ)硬盤(pán)和電子節(jié)目菜單(EPG)，可實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的視頻推播業(yè)務(wù)。由于推播系統(tǒng)的終端內(nèi)置存儲(chǔ)硬盤(pán)，視頻節(jié)目的量子包全部下載至存儲(chǔ)硬盤(pán)，通過(guò)個(gè)人視頻錄制終端的解碼和解密后，恢復(fù)視頻節(jié)目流， 并采取本地播放，因此不涉及推播系統(tǒng)的播放控制，推播系統(tǒng)具體實(shí)施方法與上述點(diǎn)播系統(tǒng)的建立連接和系統(tǒng)運(yùn)行相同。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員會(huì)明白，盡管這里為了說(shuō)明的目的而描述了相似性系統(tǒng)的特定實(shí)施例，但是在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以作各種修改。因此，除了附加的權(quán)利要求之外，對(duì)本發(fā)明不作限制。
權(quán)利要求
1.一種云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播和推播的系統(tǒng)及其方法包括-業(yè)務(wù)管理前端，進(jìn)一步包括以連續(xù)的流媒體文件形式緩存原始節(jié)目源的服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器，所述量子包服務(wù)器用于將原始節(jié)目源封裝成量子包，并存儲(chǔ)、發(fā)送量子包數(shù)據(jù)；-云計(jì)算管理前端，進(jìn)一步包括內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器；其中節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器提供云計(jì)算節(jié)點(diǎn)搜索，用戶(hù)信息存儲(chǔ)與管理，對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理和分組，為同組節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)云計(jì)算連接列表，內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器從節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器獲得云計(jì)算連接列表，從量子包封裝服務(wù)器或其它內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器中下載量子包數(shù)據(jù)，同時(shí)為其他云計(jì)算節(jié)點(diǎn)上傳量子包數(shù)據(jù)；-云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)，具有云計(jì)算功能，流媒體內(nèi)容處理和存儲(chǔ)功能，可作為一個(gè)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)，可用于供用戶(hù)直接操作和控制以便實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播和推播的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的利用可管理的云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的系統(tǒng)，其中云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)可以分為普通終端節(jié)點(diǎn)和超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)，其中，超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)是具有大的存儲(chǔ)和計(jì)算能力，具有最大帶寬和最大處理能力的終端。
3.如權(quán)利要求2所述的利用可管理的云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的系統(tǒng)，其中節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器優(yōu)先選用連接列表上的超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)與內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器進(jìn)行量子包數(shù)據(jù)交換，然后選用普通終端節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的利用可管理的云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的系統(tǒng)，其中緩存原始節(jié)目源的服務(wù)器包括Push VOD服務(wù)器、VOD服務(wù)器、直播服務(wù)器，PushVOD服務(wù)器用于緩存推播業(yè)務(wù)中的原始節(jié)目源，提供云計(jì)算推播系統(tǒng)中的音視頻節(jié)目原始處理與發(fā)布； VOD服務(wù)器用于緩存點(diǎn)播業(yè)務(wù)中的原始節(jié)目源，提供云計(jì)算點(diǎn)播系統(tǒng)中的音視頻節(jié)目原始處理與發(fā)布；直播服務(wù)器用于緩存直播業(yè)務(wù)中的原始節(jié)目源，提供云計(jì)算直播系統(tǒng)中的音視頻節(jié)目原始處理與發(fā)布。
5.如權(quán)利要求1所述的利用可管理的云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的系統(tǒng)，其中， 云計(jì)算管理前端進(jìn)一步包括授權(quán)管理服務(wù)器，用于對(duì)云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)證和計(jì)費(fèi)。
6.一種在權(quán)利要求1所述的視頻節(jié)目傳送系統(tǒng)中利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，其特征在于，(1)云計(jì)算系統(tǒng)建立連接后，所有終端在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)上成為終端節(jié)點(diǎn)，首先節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器向終端節(jié)點(diǎn)收集終端節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息；(2)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器確定用戶(hù)想要接收的視頻節(jié)目信息，將用戶(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)中在相同時(shí)間區(qū)段想要接收相同節(jié)目的終端節(jié)點(diǎn)，全部分在相同的云計(jì)算分組中；(3)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)最佳區(qū)域位置，最短距離，最佳帶寬資源，分配同組的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器，由此確定相同云計(jì)算分組的所有節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)包括終端節(jié)點(diǎn)、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器；(4)量子包服務(wù)器用于將原始節(jié)目源封裝成量子包數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)、發(fā)送量子包數(shù)據(jù)；(5)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器為相同分組的所有節(jié)點(diǎn)建立連接列表，所有節(jié)點(diǎn)根據(jù)連接列表互相連接，交換量子包數(shù)據(jù)；(6)每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)收到量子包數(shù)據(jù)，恢復(fù)成用戶(hù)收到想要的視頻節(jié)目。
7.如權(quán)利要求6所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，用戶(hù)可以任意點(diǎn)播視頻節(jié)目，接受用推播方式提供的視頻節(jié)目，收看所選擇的實(shí)時(shí)的流媒體視頻節(jié)目。
8.如權(quán)利要求6所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，其中終端節(jié)點(diǎn)中包括了在所有終端節(jié)點(diǎn)中搜索出的具有最佳帶寬和最大處理能力并且所處最短路徑時(shí)云計(jì)算超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)，在連接列表上優(yōu)先選用超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器進(jìn)行量子包數(shù)據(jù)交換，最后選擇普通終端節(jié)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求6所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，其中節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)終端節(jié)點(diǎn)連接的變化，用戶(hù)的加入，退出，暫停等，隨時(shí)搜索和更新連接列表。
10.如權(quán)利要求7所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，點(diǎn)播方式還包括對(duì)用戶(hù)終端進(jìn)行授權(quán)管理的步驟，具體步驟如下(1)用戶(hù)通過(guò)選擇用戶(hù)終端內(nèi)置的電子節(jié)目菜單向緩存點(diǎn)播業(yè)務(wù)中的原始節(jié)目源的 VOD服務(wù)器提交點(diǎn)播信息；(2)VOD服務(wù)器交用戶(hù)終端信息和點(diǎn)播信息轉(zhuǎn)交給授權(quán)管理服務(wù)器，授權(quán)管理服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證和計(jì)費(fèi)后，授權(quán)管理服務(wù)器認(rèn)定此用戶(hù)終端的授權(quán)服務(wù)，生成指令并傳送至數(shù)字版權(quán)管理前端和VOD服務(wù)器，數(shù)字版權(quán)管理前端的授權(quán)中心根據(jù)指令生成加密密鑰和許可證書(shū)；(3)數(shù)字版權(quán)管理前端將加密密鑰傳至VOD服務(wù)器，VOD服務(wù)器根據(jù)此密鑰加密原始節(jié)目文件后送到量子包封裝服務(wù)器，量子包封裝服務(wù)器進(jìn)行量子包處理，將量子包送入云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，并由同組的內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器進(jìn)行量子包分流；(4)同時(shí)數(shù)字版權(quán)管理前端的授權(quán)中心將許可證書(shū)傳至經(jīng)過(guò)認(rèn)證后的用戶(hù)終端，通過(guò)許可證書(shū)用戶(hù)終端對(duì)接收到的加密量子包解密和解碼，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)目?jī)?nèi)容的播放。
11.如權(quán)利要求7所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，其中視頻推播方式中，用戶(hù)終端采用個(gè)人視頻錄制終端，內(nèi)置存儲(chǔ)硬盤(pán)和電子節(jié)目菜單，實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的視頻推播業(yè)務(wù)；視頻節(jié)目的量子包全部下載至存儲(chǔ)硬盤(pán)，通過(guò)個(gè)人視頻錄制終端的解碼和解密后，恢復(fù)視頻節(jié)目流，并采取本地播放。
12.如權(quán)利要求6所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，其中量子包封裝服務(wù)器將連續(xù)的節(jié)目流和文件封裝成具有序列號(hào)標(biāo)記和時(shí)間戳的量子數(shù)據(jù)包，封裝量子包的步驟如下(1)I幀分析量子包封裝服務(wù)器對(duì)VOD服務(wù)器上的原始節(jié)目流信息進(jìn)行I幀分析，確定I幀；(2)I幀量子包處理量子包封裝服務(wù)器根據(jù)原始節(jié)目流中的I幀數(shù)據(jù)打包成若干量子包，并附加I幀標(biāo)志，稱(chēng)為I幀量子包，每個(gè)I幀量子包都標(biāo)記序列號(hào)和時(shí)間戳，存放在量子包封裝服務(wù)器中，也可通過(guò)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)分流到內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上。(3)其它量子包處理節(jié)目流中的其它幀被打成普通量子包，量子包都標(biāo)記序列號(hào)和時(shí)間戳，存放在量子包封裝服務(wù)器中，也可通過(guò)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)分流到內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上。
13.如權(quán)利要求6所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，其中采用I幀管理方式為用戶(hù)終端提供時(shí)間跳轉(zhuǎn)操作的步驟如下(1)在點(diǎn)播系統(tǒng)中，終端節(jié)點(diǎn)、量子包封裝服務(wù)器和內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器之間互相傳送I幀量子包，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)跳轉(zhuǎn)信息，生成I幀倍速列表，I幀倍速列表包括節(jié)目文件名標(biāo)志、快進(jìn)或快退倍速、在當(dāng)前快進(jìn)或快退倍速下所有I幀量子包序列號(hào)及時(shí)間戳；(2)當(dāng)用戶(hù)停止快進(jìn)或快退的操作時(shí)，終端只需發(fā)送整個(gè)操作的時(shí)間段至節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器；(3)節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器根據(jù)I幀倍速列表和時(shí)間段，可快速的計(jì)算出快進(jìn)或快退操作停止后，終端需要接收的I幀量子包序列號(hào)和時(shí)間戳，據(jù)此動(dòng)態(tài)建立I幀量子包連接列表；(4)此終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)I幀量子包連接列表，與相鄰的節(jié)點(diǎn)建立連接，獲取所需的I幀量子包，終端進(jìn)行解碼后可立即播放視頻畫(huà)面。
14.如權(quán)利要求6所述的利用云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)視頻節(jié)目傳送的方法，其中相同分組的終端節(jié)點(diǎn)收到連接列表后，便與節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器斷開(kāi)連接；但在點(diǎn)播和推播系統(tǒng)中，出現(xiàn)以下?tīng)顩r時(shí)，節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器與終端節(jié)點(diǎn)再次建立連接，更新連接列表(1)連接列表中終端節(jié)點(diǎn)的成功連接數(shù)不斷減少，并減少到預(yù)定閾值時(shí)；(2)連接列表中對(duì)終端節(jié)點(diǎn)對(duì)內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或量子包封裝服務(wù)器的帶寬負(fù)載不斷增加，并增加到預(yù)定閾值時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明由一組終端節(jié)點(diǎn)和數(shù)字版權(quán)管理(DRM)前端、業(yè)務(wù)管理前端、云計(jì)算管理前端組成，共同構(gòu)成一個(gè)分布式的云計(jì)算分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中所有云計(jì)算管理前端、業(yè)務(wù)管理前端與終端節(jié)點(diǎn)之間的交互與通訊和所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸與共享，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算視頻點(diǎn)播和推播業(yè)務(wù)的應(yīng)用，其中，云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)包括一組普通終端節(jié)點(diǎn)和一組超級(jí)終端節(jié)點(diǎn)；業(yè)務(wù)管理前端包括Push VOD服務(wù)器、VOD服務(wù)器、直播服務(wù)器和量子包封裝服務(wù)器；云計(jì)算管理前端包括授權(quán)管理服務(wù)器、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器；云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括云計(jì)算終端節(jié)點(diǎn)、量子包封裝服務(wù)器和內(nèi)容節(jié)點(diǎn)服務(wù)器。
文檔編號(hào)H04N21/238GK102438172SQ201110074970
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者劉亞平, 秦綺玲 申請(qǐng)人:蘇州漢辰數(shù)字科技有限公司