网络传输管理服务器、网络传输管理方法及网络传输系统

摘要

本发明涉及一种网络传输管理服务器，其通过网络与多个客户端和作为数据源向客户端提供内容数据的内容服务器相连接，其特征在于，包括：请求接收单元，其接收与来自客户端的请求相关的信息；存储单元，其存储来自请求接收单元的信息和来自内容服务器的信息；传输方式判断单元，根据存储在所述存储单元中的信息判断网络负载状况，从而根据网络负载状况判断发出请求的客户端的内容数据的传输方式，在网络负载状况未达到规定条件时，判断为使用第一传输方式；在网络负载状况达到规定条件时，判断为使用第二传输方式。因此，能够结合第一传输方式和第二传输方式的优点，有效地进行内容数据的传输服务。

说明书

技术领域

本发明涉及网络传输管理服务器、网络传输管理方法及网络传输系统，具体地说是涉及在网络文件传输中，对网络传输方式进行管理的服务器、方法及应用该服务器的网络传输系统。

背景技术

以往，网络文件的传输方式通常采用客户端/服务器(C/S)模式，即将文件的内容存储于集中的服务器中，客户端必须通过访问服务器才能获取数据。这种模式在客户端数量在一定程度以下时能保证传输的速度和质量，然而服务器能提供给客户端的并发链接数和网络带宽是有限的，因此随着客户端数量的增加，客户端/服务器(C/S)模式文件传输的速度会越来越慢，甚至会导致系统瘫痪。

对等(P2P)技术的出现，让客户端可以直接连接到其他客户端，进行文件共享与交换，实现在客户端之间共享数据，随着客户端数量的增加，传输速度越来越快，并且避免了客户端/服务器(C/S)模式中服务器成本高的问题。然而对等(P2P)模式的特点是服务质量依赖于网络带宽以及在线客户端的数量和分布，不能保证客户端稳定的服务质量(QuAlity ofService：QoS)。

C/S模式和P2P模式分别具有各自的长处和短处，而以往C/S和P2P是作为相互独立的文件传输系统使用的，因此想要利用他们各自的长处的客户端必须加入到C/S和P2P这两个系统中。

公开号为200510006837.8的专利公开了一种可以享有P2P型与C/S型两者优点的文件共享系统。该系统用统一管理服务器接收各客户端发出的共享文件登记请求和访问请求，请求包括C/S型和P2P型，当C/S型的文件类型被下载到客户端后，管理服务器将C/S型文件变更为P2P型，当P2P型文件被上载到内容服务器后，管理服务器将P2P型文件变更为C/S型。该技术可以通过同一文件共享系统实现C/S型文件共享和P2P型文件共享。

公开号为200610089311.5的专利公开了一种混合模式的网络文件传输方法及系统，该系统可提供C/S传输模式与P2P传输模式的转换。在该方案中，客户端发送内容下载请求后，内容服务器首先用C/S方式提供内容下载，同时搜索模块搜索客户端所属P2P模块中是否存在此内容，如果是，则传输控制模块控制客户端转换为P2P方式下载，反之，继续用C/S模式进行下载。该技术可以减轻内容服务器的压力，并且使得P2P系统能够利用大量现有的服务器上的现有内容。

然而，C/S方式和P2P方式的服务质量与网络负载状况如内容参数、网络带宽、客户端数量等因素有关，上述两种技术虽然在同一个系统中实现了C/S和P2P两种传输方式的共享，但两种方式的转换只考虑了内容的存储位置，未考虑到上述影响C/S和P2P传输方式服务质量的因素，因此不能充分发挥C/S与P2P模式的优点，可能导致系统工作效率低下。

因此需要一种能科学地控制C/S与P2P模式转换的网络传输系统或装置，提高混合C/S与P2P传输方式的网络传输系统的服务质量，使得混合模式的网络传输系统能够科学、高效的工作。

发明内容

为了解决上述以往技术中存在问题，本发明提供一种能够在网络文件传输中有效利用C/S方式的高质量服务和P2P方式的低成本、高传输速度的优势的网络传输管理服务器、其网络传输管理方法及网络传输系统。

本发明的网络传输管理服务器，其通过网络与多个客户端和作为数据源向客户端提供内容数据的内容服务器相连接，包括：请求接收单元，其接收与来自客户端的请求相关的信息；存储单元，其存储来自请求接收单元的信息和来自内容服务器的信息；传输方式判断单元，根据存储在所述存储单元中的信息判断网络负载状况，从而根据网络负载状况判断发出请求的客户端的内容数据的传输方式，在网络负载状况未达到规定条件时，判断为使用第一传输方式；在网络负载状况达到规定条件时，判断为使用第二传输方式。根据本发明的网络传输管理服务器，可以提高网络文件传输服务质量，并降低网络的负载。

本发明的网络传输管理服务器优选为，传输方式判断单元根据经由请求接收单元接收到的来自客户端的请求信息对存储在存储单元中的客户端请求数量进行更新，根据客户端请求数量对负载状况进行判断，在客户端请求数量为规定值以下时，判断为使用第一传输方式；在客户端请求数量大于规定值时，判断为使用第二传输方式。根据上述网络传输管理服务器，可以将服务器并发链接数保持在其负载能力的范围内，有利于保证网络文件传输的服务质量，并可提高传输速度。

另外，上述本发明的网络传输管理服务器优选为，客户端请求数量的规定值具有上限值和下限值，在客户端请求数量增大到上限值时，判断为使用第二传输方式；在客户端请求数量减小到下限值时，判断为使用第一传输方式。由此可以避免在客户端数量变化较大时频繁切换传输方式，可以节省网络开销并进一步保证服务质量。

另外，上述本发明的网络传输管理服务器优选为，作为来自内容服务器的信息，在存储单元中存储有内容服务器中的内容数据的码率大小和内容服务器的输出带宽的信息，传输方式判断单元根据来自内容服务器的信息，计算客户端请求数量的规定值。由此可以准确地确定内容服务器的带宽负载状况。

上述本发明的网络传输管理服务器还优选为，传输方式判断单元，将在网络状况达到规定条件后发出请求的客户端的内容数据的传输方式判断为使用第二传输方式。由此，可以减小使用第一传输方式的客户端频繁切换传输方式，提高服务质量。

另外，上述本发明的网络传输管理服务器还优选为，传输方式判断单元，在判断网络状况达到规定条件后，将发出请求的全部的客户端与内容服务器的传输方式判断为使用第二传输方式；在判断网络状况成为不满足规定条件时，将发出请求的全部客户端与内容服务器的传输方式判断为使用第一传输方式。此时，内容服务器可以作为第二传输方式的一个节点工作在第二传输方式下。

另外，上述本发明的网络传输管理服务器还可优选为，在存储单元中存储有经由请求接收单元接收到的发出请求的全部客户端的信用积分，在网络负载状况达到规定条件时，传输方式判断单元根据存储在存储单元中的各个客户端的信用积分进行判断，对于信用积分低的用户判断为使用第二传输方式。而且，还可进一步优选为，在网络负载状况变更为不满足规定条件的情况下，传输方式判断单元根据存储在存储单元中的各个客户端的信用积分进行判断，对于信用积分高的用户判断为使用第一传输方式。通过根据信用积分对客户端进行管理，能够优先保证信用积分高的客户端的服务质量。

另外，上述本发明的网络传输管理服务器还可优选为，在存储单元中存储有经由请求接收单元接收到的客户端带宽的信息，传输方式判断单元，将客户端带宽低于规定阈值的客户端与内容服务器之间的传输方式判断为使用第二传输方式。将客户端的带宽作为网络负载评价标准，由此可以节省内容服务器的带宽，有利于提高对全部客户端的服务质量。

上述本发明的网络传输管理服务器中，第一传输方式为C/S传输方式，第二传输方式为P2P传输方式。

此外，本发明还提供一种网络传输管理方法，其应用于通过网络连接多个客户端和作为数据源向客户端提供内容数据的内容服务器的本发明的网络传输管理服务器，其根据网络负载状况判断发出请求的客户端的内容数据的传输方式，在网络负载状况未达到规定条件时，判断为使用第一传输方式；在网络负载状况达到规定条件时，判断为使用第二传输方式。

此外，本发明还提供一种网络传输系统，其构成为，在网络上连接有：多个客户端；作为数据源向客户端提供内容数据的内容服务器；和上述本发明的网络传输管理服务器，网络传输管理服务器根据网络负载状况判断发出请求的客户端的内容数据的传输方式，在网络负载状况未达到规定条件时，判断为使用第一传输方式；在网络负载状况达到规定条件时，判断为使用第二传输方式。

附图说明

图1是本发明涉及的网络传输系统的构成示意图。

图2是本发明的网络传输管理服务器的构成方框图。

图3是本发明第一实施例的处理模式图。

图4是本发明第一实施例的处理模式图。

图5是本发明第二实施例的处理模式图。

图6是本发明第三实施例的处理模式图。

图7是本发明第四实施例的处理模式图。

图8是本发明第四实施例的处理模式图。

具体实施方式

下面参考附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例一

图1是包括本实施例的网络传输管理服务器的网络文件传输系统的示意图，包括：网络传输管理服务器100，用于处理客户端的内容数据服务请求，并控制客户端的内容数据的传输方式；内容服务器200，用于存储内容数据文件，能够以C/S模式为客户端提供内容数据服务；P2P服务器300，用于以P2P方式管理客户端来接收内容数据服务；客户端400，发送内容数据服务(下载)请求，并能以C/S或P2P两种方式接收内容数据服务。

图2是本发明的网络传输管理服务器的结构示意图，包括：请求接收单元102，用于取得客户端的内容数据服务请求及客户端信息；存储单元104，用于存储与客户端的请求相关的信息；以及传输方式判断单元106，用于根据网络负载状况判断客户端的内容传输方式。

根据图3对本实施例的网络传输管理服务器(MS)100的具体工作流程进行详细说明。当请求接收单元102接收到来自客户端Cn的内容数据服务请求时，将与客户端请求相关的信息存储在存储单元104中，为了便于在存储单元104中对这些信息进行管理，如表1所示生成客户端信息管理表；同时，如表2所示更新存储存储单元104中的内容传输方式管理表。

表1

  内容  ID  客户端  ID  客户端  IP  客户端在线  时间  客户端带  宽  客户端信用  积分  传输方  式  C1  Ca  *.*.*.*  T1  M1  S1  C/S  C1  Cb  *.*.*.*  T2  M2  S2  C/S  C1  Cc  *.*.*.*  T3  M3  S3  P2P  ..  ..  ..  ..  ..  ....  C1  Cn  *.*.*.*  Tn  Mn  Sn-

表2

  内容ID 判断条件  临界值  在线客户端数  C1 客户端数量N  A1  N

对于表1的客户端信息管理表，为了便于对本发明各个实施例进行说明，在本实施例的说明中，客户端信息管理表包含了多余的信息，但实际应用中，上述与客户端请求相关的信息可以根据需要进行适当选择，在该客户端信息管理表中可以包括内容ID、客户端ID和/或客户端IP地址、客户端在线时间、客户端带宽、客户端信用积分、传输方式等信息，具体将在后述详细说明。

对于表2的内容传输方式管理表，由于在本实施例中，利用客户端的数量对网络负载状况进行判断。因此保存有内容ID、作为网络负载的判断条件的项目，作为临界值的服务器最大客户端数量A1以及作为判断参数的在线客户端数N。在客户端发出内容数据服务请求时，对表2中的信息进行更新存储，因而在线客户端数成为N＝N+1。

传输方式判断单元106首先查看内容传输方式管理表，该表中的“判断条件”为客户端数，所以传输方式判断单元106将在线客户端数N与临界值(在本实施方式中为内容服务器最大客户端数)A1进行比较。

如果N＜＝A1，则判断该客户端Cn的内容传输方式为C/S。一方面，传输方式判断单元106将判断结果“C/S方式”更新保存到存储单元104中客户端信息管理表，用客户端Cn的传输方式“C/S”更新客户端信息管理表中Cn的传输方式“--”；另一方面，传输方式判断单元106将客户端Cn的信息发送通知给内容服务器(CS)200，从而使用C/S方式对客户端Cn进行内容数据服务，发送通知给内容服务器200的信息可以包括，内容的ID、客户端Cn的ID、客户端Cn的IP地址和传输方式“C/S”等，根据需要进行适当选择。

如果传输方式判断单元106判断N＞A1时，表示内容服务器的客户端数达到最大值，如果进一步增加C/S方式的客户端数则会造成内容数据服务的质量低下，因而此时判断以P2P方式对客户端Cn进行内容数据服务。同时，将客户端信息管理表中客户端Cn的传输方式信息的“--”更新为“P2P”。

另外，传输方式判断单元106发送通知到P2P服务器装置(PS)300，该通知可以包括内容的ID、客户端Cn的ID、客户端Cn的IP地址，以及客户端信息管理表中使用C/S方式的客户端信息。P2P服务器300控制客户端Cn与其它C/S方式的客户端建立连接，以P2P方式接收该内容服务。

而且，在协议允许的条件下，也可以由传输方式判断单元106直接向客户端Cn发送客户端信息管理表中使用C/S方式的客户端信息，从而由客户端Cn向C/S方式的其他客户端发出请求而实现P2P方式的内容数据服务。

在内容服务器的带宽一定的条件下，C/S模式下服务器所能负担的客户端数量是有限的，而P2P模式的传输速度则可随着客户端数量的增加而增大。因此，本实施例根据客户端的数量来控制内容数据的传输方式。当客户端数量较小的情况下，选择C/S传输方式；当客户端数量达到最大值时，启动P2P传输方式，使得C/S与P2P两种方式同时工作。

另外，在某一C/S方式的客户端Cb发送退出内容数据服务时，网络传输管理服务器100接收该退出请求后，对存储单元104中的内容传输方式管理表中的在线客户端数进行更新N＝N-1，同时根据客户端信息管理表中有关客户端Cb的“传输方式”的信息，通知内容服务器200取消对退出请求客户端Cb的C/S方式的服务，然后从客户端信息管理表删除Cb的行。此时，传输方式判断单元106比较在线客户端数N和临界值A1的大小，当N＜A1时，说明全部再现客户端均为C/S方式，因此无需任何动作。当N＞＝A1时，说明此时C/S方式的客户端和P2P方式的客户端同时存在，为了最大效率的利用网络资源，可以将其他P2P方式的客户端转换为C/S方式。同时对客户端信息管理表进行对应更新。

当某一P2P方式的客户端(例如Cn)退出内容数据服务时，只需更新在线客户端数N，并更新客户端信息管理表删除其对应行。

变形例一

在上述实施例一中，作为判断网络负载状况的条件，使用了服务器最大客户端数A1，这种情况下，对于提供普通数据服务是有效的，但是对于流媒体数据服务来说，为了保证客户端能够流畅观看视频内容，需要对每个C/S方式的客户端保证其占用的带宽。在此情况下，可以使用表3所示的内容传输方式管理表。

表3

  内容ID  判断条件  内容码率  临界值  在线客户端数  C1  内容服务器带宽  R1  A2  N

与上述实施例一不同在于，在内容传输方式管理表中保存有内容ID，判断网络负载条件的项目，内容码率R1，临界值A2，以及作为判断参数的再现客户端数N。其中，临界值A2＝(B×α)/R1，(α＜1为调整系数，可以是内容服务器带宽的可用比例，与内容服务器的设置有关)。

传输方式判断单元106通过比较临界值A2和在线客户端数N与内容码率R1的积来判断网络负载状况，其他动作与实施例一相同，省略其详细说明。

实施例二

与实施例一相同，本实施例同样选择在线客户端的数量为判断条件，不同的是，本实施例中，当达到判断条件的临界值A3时，网络传输管理服务器不是控制C/S与P2P两种方式同时工作，而是将C/S方式转换为P2P方式。这样，在客户端数量较少的情况下使用C/S方式，客户端数量较大的情况下使用P2P方式来提供服务，可以使二者实现优劣互补。

本实施例中，作为判断条件的临界值A3的选择可以是相同带宽下C/S与P2P两种传输方式速度相同时的客户端数量，即：当客户端数量小于A3时，C/S模式的传输速度大于P2P模式，当客户端数量大于A3时，P2P模式的传输速度大于C/S模式。

以下结合图5对本实施例的网络传输管理服务器的工作过程进行说明。客户端Cn发送内容加入请求。网络传输管理服务器100的请求接收单元102取得该请求信息，更新内容传输方式管理表的“在线客户端数”，使在线客户端数加1，即N＝N+1。同时更新客户信息端管理表(参照表1)。

传输方式判断单元106首先查看内容传输方式管理表(参照表2，不同点仅在临界值为A3)，该表中的“判断条件”为客户端数，所以传输方式判断单元106将在线客户端数N与临界值A3进行比较。

当N＜A3时，则判断该客户端的内容传输方式为C/S。与实施例一相同，对客户端Cn使用C/S方式进行内容数据服务。

当N＝A3时，则判断将整个的内容数据服务的传输方式转换为P2P。因此，传输方式判断单元106对存储单元内客户端信息管理表中全部的客户端更新为P2P传输方式，并向P2P服务器300发送全部的在线客户端信息，控制所有客户端以P2P方式得到该内容数据服务。为了提高服务质量，此时内容服务器200可以作为一个节点工作于P2P方式。

当N＞A3时，说明全部客户端均为P2P方式，因此传输方式判断单元106判断该客户端Cn的传输方式为P2P。传输方式判断单元106发送通知到P2P服务器300，控制该客户端Cn与其它客户端建立连接，以P2P方式接收该内容数据服务。

另外，当某一客户端Ca退出内容数据服务时，网络传输管理服务器100的请求接收模块102得到该退出信息，并更新内容传输方式管理表的“在线客户端数”，使在线客户端数减1，即N＝N-1，同时删除客户端信息管理表中该客户端的相关信息。

接着，传输方式判断单元106对该在线客户端数进行判断：

如果N＜A3，则当前所有客户端的内容传输方式为C/S，且该客户端的退出不会对其他客户端的传输方式产生影响；

如果N＞＝A3，则当前所有客户端的内容传输方式为P2P，且该客户端的退出不会对其他客户端的传输模式产生影响；

如果N＝A3-1，则当前所有客户端的内容传输方式为P2P，且需要全部转换到C/S。然后传输方式判断单元106。

传输方式判断单元106发送所有客户端的信息到内容服务器200，同时发送消息到P2P服务器300。内容服务器200以C/S方式为所有客户端提供服务，P2P服务器300切断所有客户端的P2P通路。

变形例二

本变形例与实施例3相比区别在于，为了防止C/S与P2P两种传输方式之间转换方式太频繁而造成网络传输系统不稳定，对判断条件的临界值A3设定两个值，令从C/S模式到P2P模式转换的临界值为A3+a，从P2P到C/S模式转换的临界值为A3-a，其中a的大小可以由系统定义，或管理员自行定义。

其他部分本变形例与实施例三相同。

实施例三

另外，客户端的可用带宽也是网络负载的一个概念，在流媒体服务中，如果客户端想实时收看内容，则其可用带宽必须高于该内容数据码流大小，否则客户端无法实时收看该内容数据。因此，本实施例以客户端的可用带宽为判断条件，对能实时收看内容的客户端采用C/S方式传输内容数据，对不能实时收看内容的客户端采用P2P方式传输内容数据。这样可以减少内容服务器200端的压力，降低服务器的成本，并可有效利用内容服务器的带宽。

本实施例中临界值A4用于判断客户端的网络负载状况，由系统计算得出，计算方法为：假设客户端请求的内容码率为Ri，则判断条件即表4所示的内容传输方式管理表中的临界值A4：A4＝Ri×β，(β＞1，为调整系数，以保证客户端有足够的带宽接收流媒体内容数据)。由于本实施例中，基于客户端带宽来判断网络负载状况，因此，在内容传输方式管理表中还保存客户端带宽M的信息。

表4

  内容ID  判断条件  内容码率  临界值  客户端带宽  C1  客户端  带宽  Ri  A4  M

以下参照图6对本实施例的网络传输管理服务器的工作过程进行说明。

本实施例的客户端信息管理表，同上述表1，其中用到的项为内容ID，客户端ID，客户端IP，客户端带宽和传输方式。

如图6所示，在客户端Cn加入内容服务时，客户端Cn发送内容数据服务请求，并由网络传输管理服务器100的请求接收单元102接收，并将与客户端Cn相关的信息存储在存储单元104的客户端信息管理表中，同时对表4所示的内容传输方式管理表的“客户端带宽”进行更新。

传输方式判断单元106首先查看内容传输方式管理表(表4)，该表中的“判断条件”为客户端带宽，所以传输方式判断单元106将Cn的客户端带宽M与临界值A4进行比较。

如果M＞＝A4，则判断该客户端网络负载状况良好，能够使用C/S方式的内容数据服务。传输方式判断单元106根据判断结果“C/S”，更新存储单元104中客户端信息管理(表1)，将客户端Cn的传输方式更新为“C/S”。与上述各实施例同样，发送通知到内容服务器200，由内容服务器200以C/S方式为客户端Cn提供内容数据服务。

如果M＜A4，则判断该客户端网络负载状况不良，因而使用P2P方式提供内容数据服务。传输方式判断单元106根据判断结果“P2P”更新存储单元104中的客户端信息管理(表1)，将客户端Cn的传输方式更新为“P2P”。与上述各实施例同样，发送通知到P2P服务器300，由P2P服务器300控制客户端Cn与其它客户端建立连接，以P2P方式接收该内容数据服务。

另外，当某一客户端Ca退出内容数据服务时，网络传输管理服务器100的请求接受模块102得到该退出信息，并更新内容传输方式管理表的“在线客户端数”，同时删除客户端信息管理表中该客户端的相关信息。

实施例四

本实施例中，作为判断条件除了考虑了客户端数量外，还考虑每个客户端的信用积分。信用积分是系统根据一定规则给每个客户端计算的分数，可以与客户端的在线时间、消费额度、内容数据服务权限等因素有关，信用积分越高，代表该客户端的信用度(优先级)越高。

本实施例中，传输方式管理表如表5所示。

  内容ID 判断条件  内容码率  临界值  在线客户端数  信用积分  C1 客户端数量+ 信用积分  R1  A1  N  S

如图7所示，在客户端Cn发出内容数据服务请求时，对存储单元104进行与上述实施方式相同的更新存储，同时更新传输方式管理表(表5)，传输方式判断单元106首先比较临界值A1和在线客户端数N。

如果N＜A1，则判断该客户端Cn使用C/S方式。

如果N＞＝A1，则根据客户端Cn的信用积分，从客户端信息管理表中查找信用积分S最低的正在使用C/S方式的客户端。

在查找到信用积分最低的使用C/S方式的客户端的信用积分，低于客户端Cn的信用积分Sn时，判断客户端Cn使用C/S方式接收内容数据服务，且该信用积分最低的正在使用C/S方式的客户端使用P2P，而对客户的信息管理表进行更新，并利用上述相同方法对该找到的客户端的传输方式进行切换，并对客户端Cn使用C/S方式；

当没有查找到信用积分比客户端Cn低的使用C/S方式的客户端的情况下，判断客户端Cn使用P2P方式而对客户端信息管理表进行更新，并利用与上述同样的处理对客户端Cn以P2P方式提供内容数据服务。

在本实施例中，当客户端数量小于判断条件临界值时，所有客户端都采用C/S模式，当客户端数量大于判断条件临界值时，对信用度高的客户端采用C/S模式，对信用度低的客户端采用P2P模式。本实施例在降低服务器成本的同时，使得高信用积分的客户端得到更好的服务质量。

另外，如图8所示，在客户端Ca退出内容数据服务请求时，网络传输管理服务器100的请求接收模块102接收该请求，查询存储单元104中的内容传输方式管理表，并更新内容传输方式管理表的“在线客户端数”，使在线客户端数减1，即N＝N-1，同时删除客户端信息管理中该客户端的相关信息。然后，传输方式判断单元106对该客户端的传输方式进行判断：

如果该客户端采用P2P模式，或者该客户端采用C/S模式且N＜A1，则该客户端的退出不会对其他客户端的传输模式产生影响，传输方式判断单元106不需要做其它工作。

如果该客户端采用C/S方式且N＞A1，则可判断其他在线客户端部分采用C/S方式，部分采用P2P模式。则传输方式判断单元106首先查看客户端信息管理，根据客户端信用积分选择出当前P2P方式下的客户端中信用积分最高的客户端，判断其传输方式转换为C/S，与上述各实施例同样，将该客户端切换为C/S方式。

以上，对本发明的网络传输管理服务器的构成和工作流程进行了详细说明，本领域工作人员可以将上述各实施例中判断过程进行灵活组合。因此，本发明的并不局限于附图和具体的实施方式，本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化。这些变形和变化均落入本发明的范围内。