因特网广播系统和方法及因特网广播中继系统 本申请是申请号为01800361.3、申请日为2001年1月17日、发明名称为“基于分级结构的提供因特网广播数据的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及基于分级结构的提供因特网广播数据的系统和方法，并且更具体地说，涉及一种能够减少数据拥塞造成的瓶颈问题的因特网广播系统。
背景技术
一般地，在因特网广播中，提供因特网广播数据的主服务器将多媒体数据发送到连接到服务器自身的所有终端。许多因特网用户通过连接到因特网广播服务器接收诸如动画和音频数据等的广播数据。即，根据当前的因特网广播系统，所有用户都可以连接到主服务器而不管用户的数量。
随着高速多媒体技术的发展，发送数据量增加，因此会发生瓶颈问题以及服务器宕机问题。
尤其是，在因特网广播的情况下，因为视频和音频数据的质量影响竞争力，所以数据容量的增加是必须的。为上述情况中的因特网广播提供优良质量，应该增加服务器地效率和容量。
即使服务器具有优良的效率和巨大的容量，当许多用户连接到该服务器时，其它想连接到该服务器的用户可能无法连接到该服务器。即使用户可以连接到该服务器，数据传输率会下降，使得无法提供广播的优良质量。
并且，如果上述情况再三发生，或超过阈值数量的许多用户都在同一时间试图连接到该服务器，则该服务器会宕机，并且不能提供因特网广播直到服务器修复为止。
一般地，在因特网中，通过使用传输控制协议/网际协议(TCP/IP)或用户数据报协议(UDP)来实现数据传输。
为通过使用TCP/IP或UDP来执行因特网广播，发送到终端的相同的数据必须发送与终端数目一样多的次数。
IP多点广播(multicasting)用于解决上述问题。IP多点广播是因特网标准，是为广播诸如动画数据和音频数据之类的多媒体数据而制定的，并且因此建立了一特殊的因特网地址域，即所谓的“D类”。并且，在域地址中，如果终端接收了数据，则数据被发送到具有相同地址的所有终端。
但是，如果终端所连接的因特网路由器不支持IP多点广播，则它只能被用于终端所连接的局域网(LAN)中。具体地，因特网中的服务器和终端必须经过多个因特网路由器而彼此相连，因此在路由器中，如果一个路由器不支持IP多点广播，则终端不能接收来自服务器的广播数据。
更进一步，支持IP多点广播的路由器没有被充分提供，使用IP多点广播的因特网就不可能实施。基于这一原因，使用IP多点广播的因特网广播直到现在仍被指责，并且它当前仅被用于企业内部的内部网系统中。
目前，大多数因特网广播服务器使用TCP/IP或UDP取代IP多点广播，从而通过直接连接到服务器和终端来接收广播数据。
上述因特网广播方法给服务器极大的通信负载，并且存在不能增加连接到服务器的用户数目的困难。并且由于服务器的过载而拒绝访问、数据丢失、通信速度降低和服务器宕机可能发生，因此必须使用具有高容量的昂贵的服务器设备。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种能够降低数据拥塞造成的瓶颈问题的因特网广播系统和方法。
因此，本发明的另一个目的在于通过限制终端数目，提供一种能够提供因特网广播而没有服务器宕机的因特网广播系统和方法，而不管在同一时间连接到服务器的用户的数目。
根据本发明的一个方面，提供一种提供因特网广播数据的方法，包括步骤：a)如果接收到来自第一终端的连接请求信号，则确定连接到服务器的终端的数目是否小于阈值；b)如果连接到服务器的终端数目小于阈值，则将广播数据发送到第一终端；以及c)如果连接到服务器的终端数目不小于阈值，则引导第一终端尝试连接到第二终端，其中第二终端是连接到服务器的终端之一。
根据本发明的另一个方面，提供一种提供因特网广播数据的方法，包括步骤：a)发送连接请求信号到因特网广播服务器；b)确定来自因特网广播服务器的接收信号是广播信号还是再连接引导信号；以及c)如果来自因特网服务器的接收信号是广播信号，则显示所接收的广播数据。
仍根据本发明的另一个方面，提供一种因特网广播系统，包括：确定装置，当接收到来自第一终端的连接请求信号时，用于确定连接到服务器的终端数目是否大于阈值；发送装置，用于当连接到服务器的终端数目小于阈值时，将广播数据发送到第一终端；以及控制单元，用于当连接的终端数目超过阈值时，引导第一终端连接到已经连接到服务器的第二终端。
仍根据本发明的另一个方面，提供一种因特网广播系统，包括：连接请求装置，用于请求连接到因特网广播服务器；接收装置，用于当从因特网广播服务器接收到再连接引导信号时，发送再发送引导信号到连接请求装置，以及用于当从因特网广播服务器接收到广播数据时，发送将被显示的广播数据；显示装置，用于显示从接收装置接收的广播数据；以及中继装置，用于根据第一终端的中继请求信号，通过接收来自广播接收装置的广播数据将广播数据发送到第一终端。
根据本发明的一个方面，提供一种因特网广播方法，包括下列步骤：利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议将终端连接到因特网广播服务器；利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议从因特网广播服务器接收广播数据；将所接收的广播数据转换为网际协议多点广播数据；以及将网际协议多点广播数据通过网络发送到所连接的其他终端。
根据本发明的一个方面，提供一种因特网广播方法，包括下列步骤：如果未从因特网广播服务器接收到IP多点广播数据，则利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议直接将终端连接到因特网广播服务器；利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议从因特网广播服务器接收广播数据；将所接收的广播数据转换为网际协议多点广播数据；以及将网际协议多点广播数据通过网络发送到所连接的其他终端。
根据本发明的一个方面，提供一种因特网广播系统，包含通过因特网对多个终端广播的因特网广播服务器，其中至少一个终端包括：连接请求装置，利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议请求连接到因特网广播服务器；接收装置，利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议从因特网广播服务器接收广播数据，并从其他终端接收广播数据；显示装置，用于显示接收的广播数据；以及中继装置，用于将所接收的广播数据转换为网际协议多点广播数据并将网际协议多点广播数据通过网络发送到所连接的其他终端。
根据本发明的一个方面，提供一种因特网广播中继系统，包括：连接请求装置，利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议请求连接到因特网广播服务器；接收装置，利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议因特网广播服务器接收广播数据，并从其他终端接收广播数据；显示装置，用于显示接收的广播数据；以及中继装置，用于将所接收的广播数据转换为网际协议多点广播数据并将网际协议多点广播数据通过网络发送到所连接的其他终端。
根据本发明的一个方面，提供一种因特网广播方法，包括下列步骤：利用传输控制协议/网际协议或用户数据报协议请求连接到因特网广播服务器；引导终端请求连接到因特网广播服务器，以便连接到已连接到因特网广播服务器的另一终端；从连接到因特网广播服务器的另一终端接收广播数据；将所接收的广播数据转换为网际协议多点广播数据；以及将网际协议多点广播数据发送到所述通过网络连接的其他终端。
附图说明
通过下面结合附图对优选实施例进行的描述，本发明的上述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明的基于分级传输的因特网广播系统的说明图；
图2是表示适用于根据本发明的因特网广播系统的终端的图；
图3是表示使用根据本发明的分级传输的因特网广播方法的图；和
图4是说明使用根据本发明的分布IP多点广播方法的因特网广播系统的网络图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细说明本发明的实施例。
在第一实施例中，将描述一基于分级结构的因特网广播系统和方法，而忽略其中的协议。在第二实施例中，将描述一使用IP多点广播来发送广播数据的因特网广播系统和方法。
(实施例1)
图1是根据本发明的基于分级传输的因特网广播系统的说明图。如图1所示，该系统包括因特网广播服务器100，以及连接到服务器100或连接到服务器100的终端110的终端110、120、130，以接收数据。
为描述清楚，直接连接到服务器的终端被称为初级连接终端，连接到初级连接终端的终端被称为二级连接终端，并且连接到第N-1级连接终端的终端被称为第N级连接终端。此时，N是等于或大于二(2)的任选整数。
参照图2，终端110、120或130包括广播接收单元114，用于接收从因特网广播服务器100或终端110和120发送的数据。数据处理和显示单元116输出并处理通过广播接收单元114接收的数据。广播中继单元112通过使用TCP/IP或UDP协议连接到因特网广播服务器100来中继广播数据，以接收广播数据，并发送所接收的数据到相邻的终端。
为实现上述网络中的因特网广播，在终端110中安装软件以形成广播中继单元112、广播接收单元114和广播数据处理和显示单元116。
广播中继单元112通过使用TCP/IP或UDP连接到因特网广播服务器100，接收来自因特网广播服务器100的广播数据，接着发送广播数据到其它的请求连接到终端110的终端120。
广播接收单元114接收从因特网广播服务器100或终端发送的广播数据，接着将其发送到广播数据处理和显示单元116。
广播数据处理和显示单元116在终端的监视器上显示动画或执行音频处理。它接收来自广播接收单元114的广播数据并处理所接收的数据，并且接着显示所接收的数据到监视器或其它设备上。
参照使用次级连接终端120的因特网广播接收或中继处理，当开始接收广播时，广播接收单元114接收广播数据并将其发送到数据处理和显示单元116。
图3是表示根据本发明的分级传输的因特网广播方法的图。
首先，因特网广播服务器提供多媒体数据，并限制初级连接终端的数目为该服务器能够提供最佳广播服务的最多的数目。即，考虑系统效率和数据容量，因特网广播服务器保持广播质量，并建立一指示到服务器的可连接用户的最大数目的阈值。
在步骤301，终端发送连接请求信号。在步骤303，服务器判定是否有连接请求信号。当服务器接收到来自终端的连接请求信号时，在步骤S305，确定连接到服务器的终端数目是否小于阈值，在步骤S311，如果是小于，则接受连接，并发送广播数据。
在步骤S319，确定发送是否完成，并且如果完成，则处理结束；否则，返回步骤S311。
在步骤S305，如果连接的终端数目大于阈值，则因特网服务器禁止终端连接到自身，并引导终端连接到初级终端110之一。即，在步骤S307，将已经连接到服务器的初级连接终端之一选择作为子一级服务器并记录到数据库。因特网广播服务器存储与直接或间接连接到自身的终端有关的信息，诸如初级连接终端的地址，以及连接到初级连接终端的次级终端的数目和地址。
在步骤S309，具有子一级服务器地址的再连接引导信号被发送到连接请求终端，以引导再连接到子一级服务器。
在步骤S313，当试图连接到服务器的终端接收到来自服务器的信号时，该终端确定所接收的信号是广播信号还是再连接引导信号。
在步骤S317，如果所接收的信号是广播信号，则该终端在显示单元上显示广播数据，否则在步骤S315，该终端根据在再连接引导信号中包含的所接收到的地址，发送连接请求信号到初级连接终端。
当试图连接到服务器的终端的数目大于阈值时，服务器引导试图连接到服务器的终端分布地连接到初级连接终端。
连接到服务器的初级连接终端接收来自服务器的广播数据并将其显示给用户，并且施加终端的连接。当终端连接是不可能的情况下，初级连接终端引导该终端连接到已经连接到初级连接终端的次级终端之一。
此时，初级、次级和下面的终端具有通过连接到服务器或高一级终端进行接收数据的功能，并中继所接收的数据到下一级终端。而且，在数据接收和中继发送中不降低广播质量的前提下，每一终端限制连接到自身的终端数目。
连接到初级连接终端的次级连接终端接收来自服务器的广播数据并将其显示给用户，接着允许由初级连接终端引导再连接的连接请求终端被连接到自身。
通过中继上述处理，第N-2级连接终端的连接被引导，并且连接到第N-1级连接终端的第N级连接终端接收来自服务器的广播数据并将其显示给用户，并施加第N-1级连接终端引导的终端的连接请求。另外，当到第N-1级连接终端的连接是不可能的情况下，引导该连接至已经连接的第N-2级终端之一。
如果在接收广播数据之后或之中的一段时间不能接收广播数据，则产生中继请求信号，并将其发送到终端内的广播中继单元112。当广播中继单元112接收到中继请求信号时，它直接连接到因特网广播服务器100而不是初级连接终端110，并通过接收基于TCP/IP或UDP的广播数据，广播该广播数据给其它终端。
不仅将从中继单元112发送的广播数据发送到终端内配备的接收单元114，而且发送到连接到相同局域网(LAN)的其它终端的接收单元。同样，广播数据可以被发送到通过使用路由器m连接的其它区域的终端。
如上所述，根据本发明的因特网广播系统和方法使连接预定数目的终端成为可能，并当预定数目的终端已经连接到服务器的时候，引导试图连接到服务器的终端连接到子一级的终端。因此，低级终端能够以相同速度接收广播数据，因此能够提供一种大容量广播而不增加服务器的容量并没有过载。
在本发明中，服务器被设置成根级，并限制了连接到其自身的终端的数目。在超过预定数目的许多终端请求连接到服务器的情况下，服务器引导请求连接的终端连接到已经连接的终端之一，使得已经连接的终端起到中继器并发送广播数据的作用。因此，不增加服务器容量，可以提供给因特网广播用户良好的广播质量。
并且，连接到服务器或终端的终端的数目限制防止了数据传输中的瓶颈或服务器宕机问题。
(实施例2)
图4是用于说明使用根据本发明的分布IP多点广播方法的因特网广播网络的图。
首先，参照图4，根据本发明的因特网广播系统中的分布IP多点广播方法包括因特网广播服务器10，用于广播诸如视频和音频之类的多媒体数据；以及终端50和40至47，用于通过接收广播数据和通过TCP/IP或UDP协议连接到因特网广播服务器10来中继所接收的数据给相邻的终端，以由此显示该数据给用户；以及多个IP多点广播路由器(路由器m)20，22，24，26，28和30，具有将因特网广播服务器10和终端40至47连接到因特网的IP多点广播功能。
在此，没有IP多点广播功能的一般路由器(路由器n)34和36不同于路由器m，并且在路由器n连接的两个网络之间的IP多点广播数据没有被传送。
结合本发明的另一实施例和使用分布IP多点广播的因特网广播方法，将描述根据本发明的用于因特网广播系统的分布IP多点广播方法的操作。
如图4所描述的，能够通过IP多点广播路由器20，22，24，26，28和30连接的因特网通信地区被分为区域A、B和C，并且不同于区域A中的终端40、41，区域B和C中的终端不能直接接收因特网广播服务器10的IP多点广播数据。因此，区域B和C中的终端能够使用TCP/IP或UDP协议接收广播数据。此时，区域B和C中的每一个终端43和47连接到服务器，以接收数据并将数据转换成IP多点广播数据，并将该数据发送给同一区域中的其它终端，接着区域B和C中其它终端接收IP多点广播数据。
在上述网络中，用于使用本发明执行因特网广播的终端与图2所示的以前提到的终端110相似。
每一功能块中执行的功能与图2所示的功能块相似。该终端包括广播中继单元112，广播接收单元114和广播数据处理和显示单元116，并使用IP多点广播协议。功能块可以以软件形式实现，并且可以通过从因特网广播服务器使用广播数据或者在接收广播数据之前安装该功能块。
将广播发送装置编程使其具有广播发送功能。它通过使用TCP/IP或UDP连接到因特网广播服务器10，并且接收广播数据以将其转换成IP多点广播数据，接着将其发送到其它的相邻终端。
数据处理(treatment)和显示装置接收来自广播接收装置的广播数据并处理该数据以将其显示到监视器和其它设备。
下面描述使用终端的因特网广播接收和发送过程。
当终端接收广播数据时，广播接收装置使用IP多点广播接收数据并将该数据发送到数据处理和显示装置。
如果一预定时间段内没有接收到IP多点广播数据，则广播发送装置被直接连接到因特网广播服务器10，以通过使用TCP/IP或UDP接收数据，并在将数据转换成IP多点广播数据之后将该数据发送到相邻的终端。
从广播发送装置中接收到的数据能够到达连接到局域网(LAN)的终端的其它广播接收单元。并且可以使用路由器m将数据发送到其它区域中的其它终端。
参照图4，在区域A、B、C中的分割区域A能够接收来自因特网广播服务器10的IP多点广播数据，但是区域B和C需要可选的广播发送功能。
区域B中的终端43和区域C中的终端47实现广播发送功能。它们直接从因特网广播服务器10使用TCP/IP或UDP接收广播数据，并使用IP多点广播将该数据发送到相邻的终端。
因此，在图4中，在终端40至47的八个终端中，如果两个终端43和47被连接到因特网广播服务器10，则所有终端40至47在同一时间都能接收同样的广播。
使用上述方法，难于执行IP多点广播的区域能够使用TCP/IP或UDP直接连接到因特网广播服务器10，并且终端43和47将该数据转换成IP多点广播数据以再发送该数据到相邻的终端。
因特网广播系统的分布IP多点广播方法能够通过直接将数据发送到较少数目的终端来降低服务器中的传输负载，并增加能够使用IP多点广播接收广播的终端数目。
特别地，由于该方法能够减少网络和服务器的负载，所以对于使用企业内部网的企业来说，该方法是优越的。
尽管通过相关的具体实施例已经描述了本发明，但是对于本领域的普通技术人员来说，在不超出所附的本发明的权利要求中所定义的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。