Método y dispositivo para la disposición centralizada de pares en redes superpuestas P2P.

Método para disponer una pluralidad de pares en niveles de distribución en una red P2P con respecto a una fuente de transmisión continua,

comprendiendo el método:

disponer (S201) al menos un par de la pluralidad de pares que tienen una capacidad de carga más alta en el nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua;

disponer (S202) los pares restantes de la pluralidad de pares en niveles de distribución posteriores en orden descendente de capacidad de carga, de manera que cada par tenga una capacidad de carga que no supere la capacidad de carga de cualquier par en un nivel inmediatamente anterior, estando los pares dispuestos además de tal manera que toda la capacidad de carga de los pares en cualquier nivel de distribución sea igual que o superior a la demanda de descarga total de los pares en un nivel inmediatamente posterior, y si se ha superado un número máximo permitido predeterminado de niveles de distribución; el método se caracteriza por que comprende: mover (S203) al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior al nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar una pluralidad de pares de niveles posteriores a dicho al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior de manera que se utiliza toda la capacidad de carga inmediatamente superior; y además

volver a disponer (S204) al menos un par seleccionado dispuesto en un nivel posterior al más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar el al menos un par seleccionado a dicho al menos un par que tiene la mayor capacidad de carga de manera que la mayor capacidad de carga se utiliza completamente, hasta que ya no se supere el número máximo predeterminado de niveles de distribución.

Método y dispositivo para la disposición centralizada de pares en redes superpuestas P2P Campo técnico

La invención se refiere a un método y a un dispositivo para disponer pares en una red P2P con respecto a una fuente de transmisión continua.

Antecedentes de la invención

Para la transmisión continua de vídeo en directo en un enfoque de cliente-servidor, la secuencia de vídeo se descarga desde el servidor de transmisión continua (es decir, la fuente de contenido a transmitir) al cliente. Una secuencia de vídeo consiste en un conjunto de datos consecutivos o subconjunto de datos, que el cliente solicita periódicamente para reproducir el vídeo. Un servicio escalable de transmisión continua en directo requiere un gran ancho de banda del servidor de transmisión continua para satisfacer un número creciente de clientes en Internet. A fin de reducir los costes del servidor de transmisión continua, se ha desarrollado la transmisión continua en directo de par a par (P2P). El concepto básico de la transmisión continua en directo P2P es hacer que los clientes, denominados pares en este contexto, compartan la carga con el servidor de transmisión continua.

Los sistemas de transmisión continua en directo P2P han ganado mucho interés en los últimos años, ya que tienen la ventaja de permitir que una fuente de transmisión continua emita, por ejemplo, un acontecimiento de vídeo en directo a un gran número de pares, sin tener que disponer de todo el ancho de banda requerido. Esto se hace utilizando la capacidad de carga de los pares para ayudar a la fuente de transmisión continua al emitir el contenido a los pares.

Las redes P2P comprenden cualquier red compuesta por entidades que proporcionan, cada una de ellas, acceso a una parte de sus recursos (por ejemplo, la capacidad de procesamiento, el almacenamiento en discos y/o el ancho de banda) para otras entidades. El concepto P2P difiere de las redes tradicionales basadas en la arquitectura de cliente-servidor, en las que una o más entidades (por ejemplo, ordenadores) están dedicadas a servir a las otras en la red. Típicamente, las entidades en una red P2P ejecutan protocolos y software de conexión de red similares. Las aplicaciones para redes P2P son numerosas y pueden comprender, por ejemplo, transportar y/o almacenar datos en Internet, tales como distribución de vídeo para propietarios de contenidos.

Se han desarrollado muchos enfoques para utilizar eficientemente la capacidad de carga de los pares. Estos enfoques se pueden dividir en dos categorías principales.

Los sistemas con base de árbol están basados en construir uno o más árboles estructurados en una red superpuesta en la que los pares en la parte superior de cada árbol alimentan a los pares por debajo de ellos. Este enfoque funciona bien cuando los pares no se unen o abandonan el sistema a alta frecuencia, ya que se consigue la transmisión continua de datos sin ningún mensaje adicional entre los pares. No obstante, en un entorno de alta oscilación, puede ser muy costoso el mantenimiento del árbol y son necesarias a veces la destrucción y reconstrucción del árbol o árboles.

Los sistemas con base de malla no Imponen una construcción en árbol, o dicho de otro modo; la conectlvidad entre pares no forma una superposición especificada, sino que los pares están conectados entre sí de manera no estructurada. Intercambian datos a través de la denominada comunicación social ("gosslp") o enviándose mensajes de demanda de datos entre sí. Una desventaja de los sistemas con base de malla es que pueden tener un tiempo de ajuste largo, ya que los nodos tienen que negociar entre sí para encontrar pares. No obstante, muchos sistemas utilizan el enfoque con base de malla, ya que es muy robusto para una alta oscilación. En sistemas de este tipo, cada par tiene varios vecinos desde los que descarga potencialmente y la avería de cualquier vecino no es así tan crítica como en enfoques con base de árbol.

Aunque los pares individuales toman decisiones, a nivel local, sin una visión global de los sistemas con base de malla, pueden, no obstante, conseguir ahorros comparables a los que se obtienen con sistemas con base de árbol cuando se tiene en cuenta la oscilación de pares, principalmente porque no tienen que realizar la pesada carga de mantener una visión de la estructura de conectividad global.

En una red de transmisión continua en directo P2P descentralizada, cada par tiene k pares próximos desde los cuales puede intentar descargar el contenido de datos. De este modo, el par Intentará encontrar un par próximo desde el que efectuar la descarga en lugar de descargar el contenido de datos desde el servidor de transmisión continua. Dada dicha red de superposición de la técnica anterior, si los pares Inician la transmisión continua de contenido de datos desde el mismo punto en el tiempo, todos los pares no encontrarán un par de carga que tenga un contenido útil. En consecuencia, casi todos los pares efectuarán la descarga desde el servidor de transmisión continua, lo que da lugar, en última Instancia, a ahorros mínimos en la utilización del ancho de banda del servidor de transmisión continua. El documento US212/2114 (16-8-212), cuyo autor es EL-BELTAGY MOHAMMED,

describe un método para disponer una pluralidad de pares en niveles de distribución en una red P2P con respecto a una fuente de transmisión continua.

Resumen

Un objeto de la presente invención es resolver o, por lo menos, mitigar estos problemas de la técnica de cómo aumentar los ahorros del servidor de transmisión continua en redes de transmisión continua en directo P2P.

Este objeto se consigue en un primer aspecto de la presente invención mediante un método para disponer una pluralidad de pares en niveles de distribución en una red P2P con respecto a una fuente de transmisión continua. El método comprende disponer al menos un par de la pluralidad de pares que tienen una capacidad de carga más alta en el nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua. Además, el método comprende disponer los pares restantes de la pluralidad de pares en niveles de distribución posteriores en orden descendente de capacidad de carga, de manera que cada par tiene una capacidad de carga que no supera la capacidad de carga de cualquier par en un nivel inmediatamente anterior, estando los pares dispuestos además de tal manera que toda la capacidad de carga de los pares en cualquier nivel de distribución es igual que o superior a la demanda de descarga total de los pares en un nivel inmediatamente posterior. Además, el método comprende, si se ha superado un número máximo permitido predeterminado de niveles de distribución, mover al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior al nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar una pluralidad de pares de niveles posteriores a dicho al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior de manera que se utiliza toda la capacidad de carga inmediatamente superior. Finalmente, el método comprende volver a disponer al menos un par seleccionado dispuesto en un nivel posterior al más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar el al menos un par seleccionado a dicho al menos un parque tiene la mayor capacidad de carga de manera que se utiliza completamente la mayor capacidad de carga, hasta que ya no se supere el número máximo predeterminado de niveles de distribución.

Este objeto se consigue en un segundo aspecto de la presente invención mediante un dispositivo para disponer una pluralidad de pares en niveles de distribución en una red P2P con respecto a una fuente de transmisión continua. El dispositivo comprende una unidad de procesamiento configurada para disponer al menos un par de la pluralidad de pares que tienen una capacidad de carga más alta en el nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua, y disponer los pares restantes de la pluralidad de pares en niveles de distribución posteriores en orden descendente de capacidad de carga, de manera que cada par tiene una capacidad de carga que no supera la capacidad de carga de cualquier par en un nivel inmediatamente anterior (desde el que descarga contenido de datos), estando los pares dispuestos además de manera que toda la capacidad de carga de los pares en cualquier nivel de distribución es igual que o superior a la demanda de descarga total de los pares en un nivel inmediatamente posterior. La unidad de procesamiento está configurada además para, si se ha superado un número máximo permitido predeterminado de niveles de distribución, mover al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior al... [Seguir leyendo]

1. Método para disponer una pluralidad de pares en niveles de distribución en una red P2P con respecto a una fuente de transmisión continua, comprendiendo el método:

disponer (S21) al menos un par de la pluralidad de pares que tienen una capacidad de carga más alta en el nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua;

disponer (S22) los pares restantes de la pluralidad de pares en niveles de distribución posteriores en orden descendente de capacidad de carga, de manera que cada par tenga una capacidad de carga que no supere la capacidad de carga de cualquier par en un nivel inmediatamente anterior, estando los pares dispuestos además de tal manera que toda la capacidad de carga de los pares en cualquier nivel de distribución sea igual que o superior a la demanda de descarga total de los pares en un nivel inmediatamente posterior, y si se ha superado un número máximo permitido predeterminado de niveles de distribución; el método se caracteriza por que comprende:

mover (S23) al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior al nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar una pluralidad de pares de niveles posteriores a dicho al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior de manera que se utiliza toda la capacidad de carga inmediatamente superior; y además

volver a disponer (S24) al menos un par seleccionado dispuesto en un nivel posterior al más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar el al menos un par seleccionado a dicho al menos un par que tiene la mayor capacidad de carga de manera que la mayor capacidad de carga se utiliza completamente, hasta que ya no se supere el número máximo predeterminado de niveles de distribución.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el paso de mover al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior al nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua comprende:

mantener la conexión con los pares en los niveles posteriores para los que dicho al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior, carga contenido de datos, a menos que el mantenimiento de la conexión de como resultado un par colocado en cualquier nivel que tenga una capacidad de carga que sobrepase la capacidad de carga de un par en un nivel inmediatamente anterior.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el paso de volver a disponer al menos un par seleccionado dispuesto en un nivel posterior al más cercano a la fuente de transmisión continua y de conectar el al menos un par seleccionado a dicho al menos un par que tiene la capacidad de carga más alta de manera que se utiliza toda la capacidad de carga más alta, comprende:

mantener la conexión con los pares en los niveles posteriores para los que dicho al menos un par seleccionado carga contenido de datos, a menos que el mantenimiento de la conexión de como resultado un par colocado en cualquier nivel que tenga una capacidad de carga que supere la capacidad de carga de un par en un nivel inmediatamente anterior.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que para cada dos niveles de distribución consecutivos, se establece un factor de seguridad y los pares se disponen de manera que toda la capacidad de carga de los pares en un primero de los dos niveles de distribución consecutivos sobrepasa la demanda total de descarga de los pares en el siguiente de los niveles de distribución mediante el factor de seguridad establecido.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además:

agrupar los pares en una serie de conjuntos de pares, agrupándose cada conjunto de pares para comprender pares de un mismo nivel de distribución y estando dispuestos además para ser responsables de la distribución de una subsecuencia de contenido correspondiente; y

asignar a cada conjunto de pares la tarea de distribuir dicha subsecuencia de contenido correspondiente a los pares de otros conjuntos de pares dispuestos en la misma capa de distribución y a los pares dispuestos en una capa de distribución inmediatamente posterior, que pertenecen además a un conjunto de pares que son responsables de la respectiva subsecuencia de contenidos distribuida.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además: recibir la capacidad de carga de cada uno de la pluralidad de pares.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los pasos de disponer los pares en los niveles de distribución comprende:

determinar el nivel de distribución en el que se va a disponer cada uno de los pares mediante el muestreo del nivel de distribución determinado a partir de una distribución de probabilidad condicional del nivel de distribución y la capacidad de carga para la pluralidad de pares.

8. Dispositivo (T) para disponer una pluralidad de pares (p-i, P2....Pn) en niveles de distribución en una red P2P con respecto a una fuente de transmisión continua (SS), comprendiendo el dispositivo una unidad de procesamiento (15) configurada para:

disponer al menos un par de la pluralidad de pares que tienen una capacidad de carga más alta en el nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua;

disponer los pares restantes de la pluralidad de pares en niveles de distribución posteriores en orden descendente de capacidad de carga, de manera que cada par tiene una capacidad de carga que no supera la capacidad de carga de cualquier par en un nivel inmediatamente anterior, estando los pares dispuestos además de tal manera que toda la capacidad de carga de los pares en cualquier nivel de distribución es igual que o superior a la demanda de descarga total de los pares en un nivel inmediatamente posterior, y si se ha superado un número máximo permitido predeterminado de niveles de distribución; la unidad de procesamiento se caracteriza porque está configurada para:

mover al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior al nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar una pluralidad de pares de niveles posteriores a dicho al menos uno de los pares que tiene una capacidad de carga inmediatamente superior de manera que se utiliza toda la capacidad de carga inmediatamente superior; y además para volver a disponer al menos un par seleccionado dispuesto en un nivel posterior al más cercano a la fuente de transmisión continua y conectar el al menos un par seleccionado a dicho al menos un par que tiene la mayor capacidad de carga de manera que la mayor capacidad de carga se utiliza completamente, hasta que ya no se supere el número máximo predeterminado de niveles de distribución.

9. Dispositivo (T) de acuerdo con la reivindicación 8, estando la unidad de procesamiento (15) además configurada para, al mover al menos uno de los pares que tienen la capacidad de carga inmediatamente superior al nivel de distribución más cercano a la fuente de transmisión continua (SS):

mantener la conexión con los pares en los niveles posteriores para los que dicho al menos uno de los pares que tiene la capacidad de carga inmediatamente superior carga contenido de datos, a menos que el mantenimiento de la conexión de como resultado un par colocado en cualquier nivel que tenga una capacidad de carga que supere la capacidad de carga de un par en un nivel inmediatamente anterior.

1. Dispositivo (T) de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9, estando la unidad de procesamiento (15) configurada además para, al volver a disponer al menos un par seleccionado dispuesto en un nivel posterior al más cercano a la fuente de transmisión continua (SS) y conectar el al menos un par seleccionado a dicho al menos un par que tiene la mayor capacidad de carga de manera que la mayor capacidad de carga se utiliza completamente:

mantener la conexión con los pares en los niveles posteriores para los que dicho al menos un par seleccionado carga contenido de datos, a menos que el mantenimiento de la conexión de como resultado un par colocado en cualquier nivel que tenga una capacidad de carga que supere la capacidad de carga de un par en un nivel inmediatamente anterior.

11. Dispositivo (T) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 1, estando la unidad de procesamiento (15) configurada además para, por cada dos niveles de distribución consecutivos, establecer un factor de seguridad y disponer los pares de manera que toda la capacidad de carga de los pares en un primero de los dos niveles de distribución consecutivos sobrepase la demanda total de descarga de los pares en el siguiente de los niveles de distribución mediante el factor de seguridad establecido.

12. Dispositivo (T) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, estando la unidad de procesamiento (15) configurada además para:

agrupar los pares en una serie de conjuntos de pares, estando agrupado cada conjunto de pares para comprender pares del mismo nivel de distribución y estando dispuesto además para ser responsable de distribuir una subsecuencia de contenidos correspondiente; y

asignar a cada conjunto de pares la tarea de distribuir dicha subsecuencia de contenidos correspondiente a los pares de otros conjuntos de pares dispuestos en la misma capa de distribución y a los pares dispuestos en una capa de distribución inmediatamente posterior, que pertenecen además a un conjunto de pares que son responsables de la respectiva subsecuencia de contenidos distribuida.

13. Dispositivo (T) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, estando la unidad de procesamiento (15) configurada además para:

determinar el nivel de distribución en el que cada uno de los pares se va a disponer mediante el muestreo del nivel de distribución determinado a partir de una distribución de probabilidad condicional del nivel de distribución y la 5 capacidad de carga para la pluralidad de pares.

14. Programa informático (17) que comprende instrucciones ejecutables por ordenador para hacer que un dispositivo (T, p¡) lleve a cabo las pasos citados en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 cuando las instrucciones ejecutables por ordenador se ejecutan en una unidad de procesamiento (15) incluida en el dispositivo.

15. Producto de programa informático (16) que comprende un medio legible por ordenador, teniendo el medio legible 1 por ordenador contenido en el mismo el programa informático (17) de acuerdo con la reivindicación 14.