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CN105791432A - 一种p2p通信方法和p2p通信系统 - Google Patents

一种p2p通信方法和p2p通信系统 Download PDF

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CN105791432A
CN105791432A CN201610268748.9A CN201610268748A CN105791432A CN 105791432 A CN105791432 A CN 105791432A CN 201610268748 A CN201610268748 A CN 201610268748A CN 105791432 A CN105791432 A CN 105791432A
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super
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徐松
伊伯军
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
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    • H04L67/104Peer-to-peer [P2P] networks
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种P2P通信方法和P2P通信系统。其中,该P2P通信方法包括:用户节点与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口。用户节点通过信令/码流转发服务器转发包括第一IP地址和第一UDP端口的通信连接请求至目标节点。目标节点接收到通信连接请求后,与信令/码流转发服务器交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口且将该信息转发至用户节点。用户节点和目标节点分别通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至对方,以请求与对方进行UDP打洞。若用户节点接收到打洞应答消息,与目标节点进行点对点通信。若用户节点未接收到打洞应答消息,通过信令/码流转发服务器与目标节点进行通信。

Description

一种P2P通信方法和P2P通信系统
技术领域
本发明涉及基于互联网的终端接入管理领域、互联网实现点对点(PointtoPoint,P2P)终端通讯领域以及移动互联网实现点对点终端通讯领域,尤其涉及一种P2P通信方法和P2P通信系统。
背景技术
现有基于互联网的网络摄像机有依靠UPnPPortmapping(即插即用端口映射)映射端口的方式来实现终端之间的互相访问。这种方式主要缺点有:1)很多路由器默认是关闭UPNP功能,需要用户手动进入路由器配置开启,这样操作太麻烦做不到真正的即插即用。2)处于多级路由下面的网络摄像机很难对每一层路由都实现UPNP映射。
同时,现有存在的穿透系统也有基于网关类型来做穿透的。这种方式的主要缺点有:1)网关类型的16种组合网络情况中有3种是无法实现P2P通讯。如表1所示。2)上述三种情况在移动互联网4G等情况下也是无法实现P2P通讯。
表1
现在存在的穿透技术也有使用架设专用服务器转发的方式。这种方式主要缺点是:当网络摄像机数量增长比较快时,一方面,服务器的费用非常高。另一方面,如果大部分用户通过手机等终端查看摄像机视频会出现严重卡顿,甚至专用服务器瘫痪的情况。
有鉴于此,实有必要提供一种能够实现用户零配置、解决专用服务器或转发服务器的使用成本以及避免专用服务器或转发服务器瘫痪的P2P通信方法以解决现有技术的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种P2P通信方法,无论目标节点与用户节点之间是通过P2P通道、还是通过信令/码流转发服务器转发,目标节点与用户节点之间的状态与控制命令总是通过信令/码流转发服务器进行转发的,不受NAT(网络地址转换)与防火墙的限制,因此,用户节点无需配置,从而提高了用户节点的“零设置”或“即插即用”设备的是使用实用性。此外,本发明中的信令/码流转发服务器只用于简单的信令转发或者应急码流转发,不用于长期码流转发,故转发服务器成本低,同时,用户节点过多的情况下,也不易造成信令/码流转发服务器瘫痪。
为了解决上述问题,本发明提供了一种P2P通信方法,包括如下步骤:
用户节点与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口。
用户节点通过上述信令/码流转发服务器转发包括第一IP地址和第一UDP端口的通信连接请求至通信连接请求所指定的目标节点。
上述目标节点接收到通信连接请求后,与信令/码流转发服务器交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口且通过信令/码流转发服务器将该信息转发至发起通信连接请求的用户节点。
用户节点和目标节点分别通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至对方,以请求与对方进行UDP打洞。
若用户节点接收到目标节点发送的打洞应答消息,用户节点与目标节点进行点对点通信。
若用户节点未接收到目标节点发送的打洞应答消息,用户节点与目标节点通过信令/码流转发服务器进行通信。
优选地,用户节点与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口的步骤之前,包括:
信令/码流转发服务器标识所有处于端口限制圆锥型下或对称性网关下的网络摄像机作为普通节点。
信令/码流转发服务器标识所有处于完全圆锥型下或处于IP受限圆锥型下的网络摄像机作为超级节点。
信令/码流转发服务器分配至少包括一个处于完全圆锥型下超级节点的多个超级节点给每一个普通节点,以实现普通节点与多个超级节点之间的点对点通信并形成与普通节点对点通信的超级节点列表。
优选地,若用户节点未接收到目标节点发送的打洞应答消息的步骤之后还包括:
目标节点将超级节点列表通过信令/码流转发服务器转发至用户节点。
用户节点通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至超级节点列表中每一个超级节点,以请求与每一个超级节点进行UDP打洞。
若用户节点接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,用户节点通过发送打洞应答消息的超级节点与目标节点进行通信。
若用户节点未接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,用户节点与目标节点通过信令/码流转发服务器进行通信。
为了解决上述问题,本发明还提供了一种P2P通信系统,包括用户节点、信令/码流转发服务器和目标节点。用户节点包括用户节点信息获取模块、用户节点发送模块、用户节点打洞模块和通信处理模块。目标节点包括目标节点信息获取模块、目标节点发送模块和目标节点打洞模块。用户节点信息获取模块用于与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口。用户节点发送模块,用于通过上述信令/码流转发服务器转发包括第一IP地址和第一UDP端口的通信连接请求至通信连接请求所指定的目标节点。目标节点信息获取模块,用于接收到通信连接请求后,与信令/码流转发服务器交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口。目标节点发送模块用于通过信令/码流转发服务器将第二IP地址和第二UDP端口转发至发起通信连接请求的用户节点。用户节点打洞模块用于通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至目标节点,以请求与该目标节点进行UDP打洞。同时,目标节点打洞模块,用于通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至用户节点,以请求与该用户节点进行UDP打洞。通信处理模块,用于若接收到目标节点发送的打洞应答消息,用户节点与目标节点进行点对点通信。通信处理模块,用于若未接收到目标节点发送的打洞应答消息,用户节点与目标节点通过信令/码流转发服务器进行通信。
优选地,信令/码流转发服务器包括普通节点标识模块、超级节点标识模块和超级节点分配模块。
普通节点标识模块用于标识所有处于端口限制圆锥型下或对称性网关下的网络摄像机作为普通节点。超级节点标识模块用于标识所有处于完全圆锥型下或处于IP受限圆锥型下的网络摄像机作为超级节点。超级节点分配模块分配至少包括一个处于完全圆锥型下超级节点的多个超级节点给每一个普通节点,以实现普通节点与多个超级节点之间的点对点通信并形成与普通节点对点通信的超级节点列表。
优选地,目标节点还包括超级节点列表发送模块。超级节点列表发送模块用于将超级节点列表通过信令/码流转发服务器转发至用户节点。用户节点打洞模块用于通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至超级节点列表中每一个超级节点,以请求与每一个超级节点进行UDP打洞。通信处理模块用于若接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,用户节点通过发送打洞应答消息的超级节点与目标节点进行通信。通信处理模块用于若未接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,用户节点与目标节点通过信令/码流转发服务器进行通信。
与现有技术相比,在本发明中无论目标节点与用户节点之间是通过P2P通道、还是通过信令/码流转发服务器转发,目标节点与用户节点之间的状态与控制命令总是通过信令/码流转发服务器进行转发的,不受NAT(网络地址转换)与防火墙的限制,因此,用户节点无需配置,从而提高了用户节点的“零设置”或“即插即用”设备的是使用实用性。此外,本发明中的信令/码流转发服务器只用于简单的信令转发或者应急码流转发,不用于长期码流转发,故转发服务器成本低,同时,用户节点过多的情况下,也不易造成信令/码流转发服务器瘫痪。
附图说明
图1为本发明P2P通信系统一种实施例的功能模块示意图。
图2为图1的P2P通信系统一种实施例的框架结构示意图。
图3为图1的P2P通信系统另一种实施例的框架结构示意图。
图4为图3的P2P通信系统的扩展后的框架结构示意图。
图5为本发明P2P通信方法一种实施例的流程示意图。
图6为本发明P2P通信方法另一种实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用来限定本发明。
图1~图4展示了本发明P2P通信系统的一种实施例。在本实施例中,如图1和图2所示,该P2P通信系统包括用户节点2、信令/码流转发服务器1和目标节点3。需要说明的是,本实施例的中的用户节点2为移动通信设备,譬如:手机、平板电脑等。此外,本实施例中的目标节点3为网络摄像机。其中,用户节点2包括用户节点信息获取模块21、用户节点发送模块22、用户节点打洞模块23和通信处理模块24。目标节点3包括目标节点信息获取模块31、目标节点发送模块32和目标节点打洞模块33。
用户节点信息获取模块21用于与信令/码流转发服务器1交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口。用户节点发送模块22,用于通过上述信令/码流转发服务器1转发包括第一IP地址和第一UDP端口的通信连接请求至通信连接请求所指定的目标节点3。目标节点信息获取模块31,用于接收到通信连接请求后,与信令/码流转发服务器1交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口。目标节点发送模块32用于通过信令/码流转发服务器1将第二IP地址和第二UDP端口转发至发起通信连接请求的用户节点2。用户节点打洞模块23用于通过信令/码流转发服务器1转发打洞请求至目标节点3,以请求与该目标节3点进行UDP打洞。同时,目标节点打洞模块33,用于通过信令/码流转发服务器1转发打洞请求至用户节点2,以请求与该用户节点2进行UDP打洞。通信处理模块24,用于若接收到目标节点3发送的打洞应答消息,用户节点2与目标节点3进行点对点通信。通信处理模块24,用于若未接收到目标节点3发送的打洞应答消息,用户节点2与目标节点3通过信令/码流转发服务器1进行通信。本实施例中无论目标节点与用户节点之间是通过P2P通道、还是通过信令/码流转发服务器转发,目标节点与用户节点之间的状态与控制命令总是通过信令/码流转发服务器进行转发的,不受NAT(网络地址转换)与防火墙的限制,因此,用户节点无需配置,从而提高了用户节点的“零设置”或“即插即用”设备的是使用实用性。此外,本发明中的信令/码流转发服务器只用于简单的信令转发或者应急码流转发,不用于长期码流转发,故转发服务器成本低,同时,用户节点过多的情况下,也不易造成信令/码流转发服务器瘫痪。
为了进一步的提升P2P通信系统的穿透率、穿透速度、穿透的稳定性和可靠性。在某些实施例中,参见图1,信令/码流转发服务器1包括普通节点标识模块11、超级节点标识模块12和超级节点分配模块13。目标节点3还包括超级节点列表发送模块34。首先,普通节点标识模块11用于标识所有处于端口限制圆锥型下或对称性网关下的网络摄像机作为普通节点4。超级节点标识模块12用于标识所有处于完全圆锥型下或处于IP受限圆锥型下的网络摄像机作为超级节点5。超级节点分配模块13分配至少包括一个处于完全圆锥型下超级节点5的多个超级节点5给每一个普通节点4,以实现普通节点4与多个超级节点5之间的点对点通信并形成与普通节点对点通信的超级节点列表。
参见图3,当目标节点3为普通节点时,用户节点2与目标节点3之间不能直接进行P2P通信。在此种情况下,目标节点3的超级节点列表发送模块34用于将超级节点列表通过信令/码流转发服务器1转发至用户节点2。用户节点打洞模块23用于通过信令/码流转发服务器1转发打洞请求至超级节点列表中每一个超级节点,以请求与每一个超级节点进行UDP打洞。通信处理模块24用于若接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,用户节点通过发送打洞应答消息的超级节点与目标节点进行通信。通信处理模块24用于若未接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,用户节点与目标节点通过信令/码流转发服务器1进行通信。本实施例通过为每一个普通节点分配多个超级节点,以致用户节点2与目标节点3建立通信连接时,用户节点2与目标节点3可以通过超级节点建立点对点的通信,致使表1中描述的三种不可穿透的情况也可以穿透,因此提升了P2P通信系统的穿透率。
当P2P通信系统中的普通节点4和超级节点5越来越多时,构成如图4所示的超级网络,为了清楚说明用户节点、普通节点与超级节点的连接关系,因此,未将信令/码流转发服务器与上述节点之间的连接关系在图4中描述出来。因此,当本实施例的P2P通信系统中的超级节点5与普通节点4的数目越来越多的话,本实施例P2P通信系统的穿透速度、穿透的稳定性和可靠性将得到质的提升。
图5展示了本发明P2P通信方法的一种实施例。在本实施例中,该P2P通信方法包括如下步骤:
步骤S1,用户节点与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口。
步骤S2,用户节点通过上述信令/码流转发服务器转发包括第一IP地址和第一UDP端口的通信连接请求至通信连接请求所指定的目标节点。
步骤S3,上述目标节点接收到通信连接请求后,与信令/码流转发服务器交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口且通过信令/码流转发服务器将该信息转发至发起通信连接请求的用户节点。
步骤S4,用户节点和目标节点分别通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至对方,以请求与对方进行UDP打洞。
步骤S5,判断用户节点是否接收到目标节点发送的打洞应答消息。若用户节点接收到目标节点发送的打洞应答消息,执行步骤S6。若用户节点未接收到目标节点发送的打洞应答消息,执行步骤S7。
步骤S6,用户节点与目标节点进行点对点通信。
步骤S7,用户节点与目标节点通过信令/码流转发服务器进行通信。
图6展示了本发明P2P通信方法的另一种实施例。在本实施例中,该P2P通信方法包括如下步骤:
步骤S11,信令/码流转发服务器标识所有处于端口限制圆锥型下或对称性网关下的网络摄像机作为普通节点。
步骤S12,信令/码流转发服务器标识所有处于完全圆锥型下或处于IP受限圆锥型下的网络摄像机作为超级节点。
步骤S13,信令/码流转发服务器分配至少包括一个处于完全圆锥型下超级节点的多个超级节点给每一个普通节点,以实现普通节点与多个超级节点之间的点对点通信并形成与普通节点对点通信的超级节点列表。
步骤S14,用户节点与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口。
步骤S15,用户节点通过上述信令/码流转发服务器转发包括第一IP地址和第一UDP端口的通信连接请求至通信连接请求所指定的目标节点。
步骤S16,上述目标节点接收到通信连接请求后,与信令/码流转发服务器交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口且通过信令/码流转发服务器将该信息转发至发起通信连接请求的用户节点。
步骤S17,用户节点和目标节点分别通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至对方,以请求与对方进行UDP打洞。
步骤S18,判断用户节点是否接收到目标节点发送的打洞应答消息。若用户节点接收到目标节点发送的打洞应答消息,执行步骤S19。若用户节点未接收到目标节点发送的打洞应答消息,执行步骤S20。
步骤S19,户节点与目标节点进行点对点通信。
步骤S20,目标节点将超级节点列表通过信令/码流转发服务器转发至用户节点。
步骤S21,用户节点通过信令/码流转发服务器转发打洞请求至超级节点列表中每一个超级节点,以请求与每一个超级节点进行UDP打洞。
步骤S22,判断用户节点是否接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息。若用户节点接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,执行步骤S23。若用户节点未接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,执行步骤S24。
步骤S23,用户节点通过发送打洞应答消息的超级节点与目标节点进行通信。
步骤S24,用户节点与目标节点通过信令/码流转发服务器进行通信。
需要说明的是,上述实施例中的P2P通信方法和P2P通信系统,不仅适用于互联网点对点终端通讯领域而且适用于移动互联网点对点终端通讯领域,因此,不管是在互联网点对点终端通讯领域还是在移动互联网点对点终端通讯领域应用本发明的技术方案,均在本发明的保护范围以内。
以上对发明的具体实施方式进行了详细说明,但其只作为范例,本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言,任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中,因此,在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等,都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种P2P通信方法,其特征在于,包括如下步骤:
用户节点与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口;
用户节点通过上述信令/码流转发服务器转发包括所述第一IP地址和所述第一UDP端口的通信连接请求至所述通信连接请求所指定的目标节点;
上述目标节点接收到所述通信连接请求后,与所述信令/码流转发服务器交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口且通过所述信令/码流转发服务器将该信息转发至发起所述通信连接请求的用户节点;
用户节点和目标节点分别通过所述信令/码流转发服务器转发打洞请求至对方,以请求与对方进行UDP打洞;
若用户节点接收到所述目标节点发送的打洞应答消息,所述用户节点与所述目标节点进行点对点通信;
若用户节点未接收到所述目标节点发送的打洞应答消息,所述用户节点与所述目标节点通过所述信令/码流转发服务器进行通信。
2.根据权利要求1所述的P2P通信方法,其特征在于,用户节点与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口的步骤之前,包括:
信令/码流转发服务器标识所有处于端口限制圆锥型下或对称性网关下的网络摄像机作为普通节点;
信令/码流转发服务器标识所有处于完全圆锥型下或处于IP受限圆锥型下的网络摄像机作为超级节点;
信令/码流转发服务器分配至少包括一个处于完全圆锥型下超级节点的多个超级节点给每一个普通节点,以实现所述普通节点与所述多个超级节点之间的点对点通信并形成与所述普通节点对点通信的超级节点列表。
3.根据权利要求2所述的P2P通信方法,其特征在于,若用户节点未接收到所述目标节点发送的打洞应答消息的步骤之后还包括:
目标节点将所述超级节点列表通过所述信令/码流转发服务器转发至所述用户节点;
用户节点通过所述信令/码流转发服务器转发打洞请求至所述超级节点列表中每一个超级节点,以请求与每一个超级节点进行UDP打洞;
若用户节点接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,所述用户节点通过发送所述打洞应答消息的超级节点与所述目标节点进行通信;
若用户节点未接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,所述用户节点与所述目标节点通过所述信令/码流转发服务器进行通信。
4.一种P2P通信系统,其特征在于,包括用户节点、信令/码流转发服务器和目标节点;所述用户节点包括用户节点信息获取模块、用户节点发送模块、用户节点打洞模块和通信处理模块;所述目标节点包括目标节点信息获取模块、目标节点发送模块和目标节点打洞模块;所述用户节点信息获取模块用于与信令/码流转发服务器交互获取自身的第一IP地址和第一UDP端口;所述用户节点发送模块,用于通过上述信令/码流转发服务器转发包括所述第一IP地址和所述第一UDP端口的通信连接请求至所述通信连接请求所指定的目标节点;所述目标节点信息获取模块,用于接收到所述通信连接请求后,与所述信令/码流转发服务器交互获取自身的第二IP地址和第二UDP端口;所述目标节点发送模块用于通过所述信令/码流转发服务器将所述第二IP地址和第二UDP端口转发至发起所述通信连接请求的用户节点;所述用户节点打洞模块用于通过所述信令/码流转发服务器转发打洞请求至所述目标节点,以请求与该目标节点进行UDP打洞;同时,所述目标节点打洞模块,用于通过所述信令/码流转发服务器转发打洞请求至所述用户节点,以请求与该用户节点进行UDP打洞;所述通信处理模块,用于若接收到所述目标节点发送的打洞应答消息,所述用户节点与所述目标节点进行点对点通信;所述通信处理模块,用于若未接收到所述目标节点发送的打洞应答消息,所述用户节点与所述目标节点通过所述信令/码流转发服务器进行通信。
5.根据权利要求4所述的P2P通信系统,其特征在于,所述信令/码流转发服务器包括普通节点标识模块、超级节点标识模块和超级节点分配模块;所述普通节点标识模块用于标识所有处于端口限制圆锥型下或对称性网关下的网络摄像机作为普通节点;所述超级节点标识模块用于标识所有处于完全圆锥型下或处于IP受限圆锥型下的网络摄像机作为超级节点;所述超级节点分配模块分配至少包括一个处于完全圆锥型下超级节点的多个超级节点给每一个普通节点,以实现所述普通节点与所述多个超级节点之间的点对点通信并形成与所述普通节点对点通信的超级节点列表。
6.根据权利要求5所述的P2P通信系统,其特征在于,所述目标节点还包括超级节点列表发送模块;所述超级节点列表发送模块用于将所述超级节点列表通过所述信令/码流转发服务器转发至所述用户节点;所述用户节点打洞模块用于通过所述信令/码流转发服务器转发打洞请求至所述超级节点列表中每一个超级节点,以请求与每一个超级节点进行UDP打洞;所述通信处理模块用于若接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,所述用户节点通过发送所述打洞应答消息的超级节点与所述目标节点进行通信;所述通信处理模块用于若未接收到任一个超级节点发送的打洞应答消息,所述用户节点与所述目标节点通过所述信令/码流转发服务器进行通信。
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