Brevet FR2979779A1 — publié le 20130308

PROCEDE ET SYSTEME DE GESTION DE PAIRS DANS UN RESEAU P2P DESTINE A DES TERMINAUX MOBILES La présente invention se rapporte au domaine technique des systèmes distribués de noeuds interconnectés, tels que les réseaux pair-a-pair, en vue de partager des contenus sur des réseaux mobiles. On entend ici par « pair-à-pair» ou « peer-to-peer », désigné ci-après par P2P, tout mode opératoire technique permettant d'échanger des données entre plusieurs noeuds interconnectés capables de s'auto-organiser au dessus d'un réseau de communications en mode paquet, communément celui d'Internet. Kazaa, BitTorrent, eDonkey, eMule, et Gnutella sont des exemples d'applications logicielles des systèmes P2P. Le concept général des systèmes P2P est que chaque pair (c.à.d. un noeud connecté à un réseau P2P) met un contenu à disposition des autres et peut télécharger ceux partagés par les autres en se connectant directement à ces pairs et non pas à un serveur central (d'où la notion de pair-à-pair, en opposition au concept client-serveur). Autrement dit, un pair dans un réseau P2P peut être client (récepteur) pour un contenu qu'il télécharge (download) depuis un ou plusieurs autres pairs, ainsi que source (émetteur) d'un ou plusieurs transferts montants (upload) du contenu qu'il met à disposition. Il est à noter qu'un contenu désigne ici des données (un fichier, ou un dossier par exemple), un fragment (ou segments, ou blocs) d'un fichier, ou un flux de données (un contenu en streaming). Il en résulte, en particulier, qu'après s'être joint à un réseau P2P, un pair contribue avec son débit ascendant (upload) en transférant des fragments du contenu qu'il a mis en partage et requis par un autre pair connecté à ce réseau P2P. Par ailleurs, les systèmes P2P, à l'origine utilisés principalement pour le partage de fichiers volumineux, sont de plus en plus adoptés pour d'autres types d'applications « grand-public » tel que le streaming - ou la diffusion progressive - (audio et/ou vidéo) comme par exemples P2P-Radio, P2P-TV, ou P2P-VoD (vidéo à la demande). Différentes applications P2P-TV, permettant l'accès à une pluralité de chaines de télévision, sont d'ores et A001_B143_FR/808485/TQD déjà disponibles. On en cite, à titre d'exemple, SopCast, PPLive, PPSTream, TVAnts, TVUPlayer, LiveStation, Joost, Babelgum, ou encore Zattoo. Toutefois, le déploiement dans les réseaux mobiles des systèmes P2P semble inadapté et suscite plus d'un défi. En effet, les réseaux P2P utilisent abondamment la bande passante montante (aussi dite bande passante d'envoi, ou aussi la capacité d'envoi disponible), alors que celle-ci est rare et coûteuse dans les réseaux mobiles. En même temps, avec le développement des terminaux mobiles (mémoire, processeur, systèmes d'exploitation / logiciels / applications pour mobiles, carte graphique par exemple), le partage de contenu (notamment, le streaming audio/vidéo) dans les réseaux mobiles est devenu d'une nécessité évidente pour les utilisateurs ainsi que pour les opérateurs mobiles. La solution alternative proposée par les mécanismes de distribution de contenus (Content Distribution Network) dans les réseaux mobiles exige beaucoup d'investissements (data center, serveurs, infrastructure appropriée par exemple), et est donc trop coûteuse. Un objet de la présente invention est de remédier aux inconvénients 20 précités. Un autre objet de la présente invention est de bénéficier des avantages des réseaux P2P dans la transmission de contenus multimédia à grande échelle, sans impacter les performances des réseaux de communications mobiles. 25 Un autre objet de la présente invention est de proposer un mécanisme de P2P tout en préservant au mieux la bande passante montante des terminaux mobiles. Un autre objet de la présente invention est de proposer un service P2P-TV (ou un contenu vidéo en streaming) aux terminaux mobiles sans impacter la 30 bande passante montante qui leurs est offerte par les réseaux de communications mobiles. A001_13143_FR/808485/TQD Un autre objet de la présence invention est de permettre à un opérateur mobile de proposer un service P2P-TV à ses abonnés sans investissement supplémentaire notable dans l'infrastructure réseau. A cette fin, l'invention se rapporte, selon un premier aspect, à un procédé de gestion de pairs dans un réseau pair-à-pair supporté par un réseau de coeur couplé à au moins un réseau d'accès radio, au moins un desdits pairs étant connecté au réseau pair-à-pair depuis ledit réseau d'accès radio et mettant à disposition un contenu, ce procédé comprenant une étape de récupération d'au moins une information relative audit réseau d'accès radio, et une étape de détermination, tenant compte de cette information par rapport à au moins une information prédéfinie, de ce que ce pair ne peut pas être source pour le contenu mis à disposition. L'invention se rapporte, selon un deuxième aspect, à un système de gestion de pairs dans un réseau pair-à-pair supporté par un réseau de coeur couplé à au moins un réseau d'accès radio, au moins un desdits pairs étant connecté au réseau pair-à-pair depuis ledit réseau d'accès radio et mettant à disposition un contenu, ce système comprenant un traqueur agencé pour récupérer au moins une information relative audit réseau d'accès radio, et pour déterminer, en tenant compte de cette information par rapport à au moins une information prédéfinie, de ce que ce pair ne peut pas être source pour le contenu mis à disposition. L'invention se rapporte, selon un troisième aspect, à un produit programme d'ordinateur implémenté sur un support mémoire, susceptible d'être mis en oeuvre au sein d'une unité de traitement informatique et comprenant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé résumé ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation préférés, laquelle est faite en référence à la figure 1 qui illustre schématiquement une représentation fonctionnelle non limitative d'un mode de réalisation. A001_8143_FR/808485/TQD Sur la figure 1 est affiché un réseau de coeur 1 (un Packet Core, ou un Evolved Packet Core par exemple) d'un opérateur de télécommunications couplé à une pluralité de réseaux d'accès radio 2-4. Les réseaux 3G/UMTS, 3G+/HSPDA, 4G/LTE, EDGE, femto, GPRS, WiMAX, Wi-Fi sont des exemples des réseaux d'accès radio 2-4 qui peuvent être destinés à la diffusion, et/ou aux communications cellulaires à longue ou à courte distance. Le réseau de coeur 1 supporte un réseau P2P au service des terminaux mobiles 21-24. On entend ici par « terminal mobile » tout équipement de réseau, mobile ou itinérant, capable d'échanger des données avec le réseau de coeur 1, via au moins un des réseaux d'accès radio 2-4. Par conséquent, il peut s'agir, à titre d'exemples non-limitatifs, de téléphones mobiles, de Smartphones, de tablettes numériques, d'assistants numériques personnels (ou PDAs pour « Personal Digital Assistants ») ou d'ordinateurs portables équipés d'au moins une interface radio de communication (par exemple, une interface Wi-Fi, BluetoothTM, GPRS, HSPDA, ou WiMAX). Pour son fonctionnement, un réseau P2P comprend, généralement, au moins un traqueur 10 chargé d'assurer la liaison entre un pair requérant un certain contenu et au moins un pair mettant à disposition ce contenu ou une partie de ce contenu. Pour cela, le traqueur 10 comprend des informations concernant les contenus disponibles sur le réseau P2P (la taille, le découpage, la localisation : l'identifiant d'un pair, une adresse IP, un numéro de port par exemple) obtenues auprès de pairs. Ces informations sont régulièrement mises à jour en indexant les pairs du réseau P2P. Notamment, les réseaux P2P totalement distribués, comprenant des traqueurs également distribués et configurés pour au moins la même fonction citée ci-dessus, sont aussi concernés par la présente invention. Il est à noter qu'on entend, ici, par « traqueur » (ou Tracker en anglais) tout moyen assurant un service de découverte des pairs dans un réseau P2P sans que cette désignation ne soit liée à un système P2P particulier tel que Bittorent ou autre. A001_B143_FR/808485/TQD En effet, en joignant le réseau P2P via un réseau d'accès radio 2-4, au moins un traqueur 10 s'offre au terminal mobile 21-24, et auquel ce terminal mobile 21-24 - fournit des informations concernant le(s) contenu(s) qu'il met à disposition telles par exemples o la localisation : son adresse IP, son MIN (Mobile Identification Number), son ESN (Electronic Serial Number), son IMSI (International Mobile Station Identifier), son TMSI (Temporary Mobile Station Identifier), ou plus généralement, tout identifiant permettant d'identifier, dans le réseau de coeur 1, ce terminal mobile 21-24 d'une manière quasi-certaine (voire certaine); o la taille, le titre, ou plus généralement toute information descriptive du contenu qu'il met à disposition ; - peut soumettre une requête au sujet d'un certain contenu qu'il souhaite obtenir. Si ce contenu est disponible sur le réseau P2P, le terminal mobile 21-24 obtient en réponse un message comprenant au moins un pair source pour ce contenu (l'identifiant d'un pair, une adresse IP, le numéro d'un port par exemple). Ce terminal mobile 2124 se charge donc de se connecter directement sur cette source, et peut récupérer, selon le protocole de partage utilisé dans le réseau P2P, le contenu requis. Le traqueur 10 est, en outre, agencé pour requérir, auprès du réseau de coeur 1, des informations concernant le réseau d'accès radio 2-4 depuis lequel le terminal mobile 21-24 est connecté au réseau P2P. Notamment, les réseaux d'accès radio 2-4 peuvent avoir des caractéristiques techniques différentes, particulièrement en termes - de la bande passante montante (c'est-à-dire, la bande passante de la liaison radio montante du terminal mobile 21-24 vers le réseau d'accès radio 2-4, aussi dite uplink) ; - du type d'environnement couvert: un environnement intérieur (indoor, de type femto ou Wi-Fi par exemple), ou un environnement extérieur (outdoor, de type HSPDA ou LTE par exemple) ; A001_8143_FR/808485/TQD - de la norme de la technologie d'accès radio (Wi-Fi 802.11a, Wi-Fi 802.11b, Wi-Fi 802.11n, HSPA, HSPA+, IEEE 802.16e, IEEE 802.16m par exemple) ; - de la charge du trafic dans le réseau d'accès radio 2-4 (la charge moyenne, ou des données synoptiques de la charge du trafic réseau par exemple) Par conséquent, le réseau de coeur 1 notifie, au traqueur 10, au moins une information concernant le réseau d'accès radio 3-4 depuis lequel le terminal mobile 21-24 est connecté au réseau P2P. Le réseau du coeur 1 est 113 assurément capable d'identifier le réseau d'accès radio 2-4 depuis lequel un terminal mobile 21-24 est connecté, et donc peut avoir connaissance des caractéristiques techniques de ce réseau d'accès radio 2-4 (notamment, la bande passante montante offerte par ce réseau). Le traqueur 10 associe les informations relatives au réseau d'accès radio 2- 15 4 aux informations fournies par le terminal mobile 21-24. Il en résulte que le traqueur 10 dispose, simultanément, - d'informations (notamment la bande passante montante) relatives au réseau d'accès radio 2 depuis lequel le terminal mobile 21 est connecté au réseau P2P ; et 20 - d'informations concernant le ou les contenu(s) que ce terminal mobile 21 met à disposition. En fonction des informations relatives au réseau d'accès radio 2, le traqueur 10 répertorie ou non le terminal mobile 21 dans la liste de pairs susceptibles d'être sources de contenus pour d'autres pairs. Autrement dit, 25 en fonction des informations relatives au réseau d'accès radio 2, le traqueur 10 détermine si le contenu mis à disposition par le terminal mobile 21 peut être proposé, ou non, en réponse aux requêtes des autres pairs. A titre d'exemples non-exhaustifs, - le terminal mobile 24 est exclu de la liste des pairs susceptibles 30 d'être sources pour les contenus qu'ils mettent à disposition pour les autres pairs (c.à.d. le pair 24 ne sera pas proposé parmi les pairs auxquels un autre pair peut se connecter), si ce terminal mobile 24 A001_13143_FR/808485/TQD est connecté au réseau P2P depuis un réseau d'accès radio 4 dont la bande passante montante est estimée insuffisante (tels qu'un réseau UMTS par exemple), ou dont la charge actuelle de trafic est très importante par rapport à ses capacités (heures de pointe pour le réseau) ; - le terminal mobile 23 n'est pas compris dans la liste des pairs susceptibles d'être source pour les contenus qu'ils partagent, si ce terminal mobile 23 est connecté depuis un réseau cellulaire (présumé un environnement extérieur (outdoor)), généralement couvert par un réseau radio dont la bande passante montante est rare et coûteuse ; - le terminal mobile 22 est susceptible d'être source pour le contenu qu'il met à disposition en réponse à une ou plusieurs requête(s) au sujet de ce contenu parce qu'il est connecté depuis un réseau d'accès radio dont la bande passante montante est jugée suffisante (par un exemple, un réseau Wi-Fi MIMO, ou un réseau femto) ; - le terminal mobile 21 est susceptible d'être source pour le contenu qu'il met à disposition parce qu'il est connecté depuis un environnement intérieur (indoor) couvert par un réseau d'accès radio dont la bande passante montante est estimée suffisante (un réseau Wi-Fi par exemple). Il en résulte, à titre d'exemple, qu'après s'être joint au réseau P2P, le pair 24 disposant d'une faible bande passante montante ne contribue pas avec son débit ascendant (upload) au réseau P2P. Il peut rejoindre ou quitter le réseau P2P à tout moment sans impacter la liste des pairs susceptibles d'être source de contenu pour d'autres pairs. En outre, aucun pair du réseau P2P ne peut avoir, en réponse à une requête qu'il a émis auprès du traqueur 10, le pair 24 parmi les pairs qui lui seront proposés comme source du contenu qu'il a requis. En revanche, un pair 21 connecté via un réseau d'accès radio 2, qui offre une bande passante estimée suffisante, est susceptible d'être proposé à d'autre pairs comme une source du contenu qu'il partage. Différents critères de sélection peuvent être définis par défaut ou par l'opérateur du réseau de coeur 1 pour gérer l'inscription d'un terminal mobile 21-24 - connecté au réseau P2P- sur la liste des pairs susceptibles d'être source de contenu. Le traqueur 10 est agencé pour appliquer ces A001_13143_FR/808485/TQD critères de sélection et déterminer, par conséquent, si un certain pair peut être source pour le contenu qu'il met à disposition. Ces critères de sélection peuvent être basés sur la comparaison d'une ou plusieurs informations relatives aux réseaux d'accès 2-4 à des informations prédéfinies telles que : - une valeur seuil à partir de laquelle une bande passante montante est estimée suffisante ; - une valeur seuil à partir de laquelle la charge de trafic dans un certain réseau radio est considéré importante ; - l'heure courante par rapport à des plages horaires prédéfinies (plage horaire de saturation/disponibilité d'un réseau d'accès radio); - la norme de la technologie d'accès radio ; - le type d'environnement de la couverture radio (indoor/outdoor) ; - la nature du réseau d'accès radio : de diffusion ou de communications cellulaires par exemple. Dans un mode de réalisation, le terminal mobile 21 fournit au traqueur 10 des informations concernant le réseau d'accès radio 2 depuis lequel ce terminal mobile 21 est connecté au réseau P2P. Dans un autre mode de réalisation, les informations concernant le réseau d'accès radio 2 sont fournies au traqueur 10 par le réseau d'accès radio 2 lui-même. En somme, dès qu'un terminal mobile 21-24 joint un réseau P2P supporté par le réseau de coeur 1, le traqueur 10 dispose - d'informations concernant le réseau d'accès radio 2-4 depuis lequel ce terminal mobile 21-24 est connecté au réseau P2P ; - d'informations concernant le contenu que ce terminal mobile 21-24 met à disposition. Lorsqu'un terminal mobile 21-24 connecté à un réseau P2P s'inscrit auprès d'un nouveau réseau d'accès radio 2-4 (suite à un Handover ou une commutation manuelle par exemple), les informations concernant le réseau d'accès radio 2-4 du terminal mobile 21-24, auprès du traqueur 10, sont mises à jour (suite à une notification de la part du réseau de coeur 1, ou du A001_13143_FR/808485/TQD terminal mobile 21-24 même). Il en résulte que le traqueur 10 (ou l'ensemble des traqueurs du réseau P2P) connait en permanence au moins une information à jour concernant le réseau d'accès radio 2-4 du terminal mobile 21-24. Les critères de sélection pour l'inscription d'un terminal mobile 21-24 - connecté au réseau P2P- sur la liste des pairs susceptibles d'être source de contenu sont appliqués dès qu'il y a un changement dans les informations concernant le réseau d'accès radio 2-4 du terminal mobile 21-24. Dans le cas où le terminal mobile 22 est connecté au réseau de coeur 1 via la coopération d'une pluralité de réseau d'accès radio, on entend par « informations concernant le réseau d'accès radio » les informations les moins favorables - pour être retenu dans la liste des pairs susceptibles d'être sources de contenu - de l'ensemble des réseaux d'accès radio utilisés dans cette connexion (par exemple, la bande passante montante la plus faible, la charge du trafic réseau la plus importante, la présence d'une couverture réseau d'un environnement extérieur). Il résulte de ce qui précède que le traqueur 10 permet uniquement certains terminaux mobiles (ayant une connexion Wi-Fi ou femto par exemple) d'être susceptibles de devenir sources de contenu P2P. Les terminaux mobiles sous une couverture radio extérieure (outdoor), où la bande passante montante est généralement rare et coûteuse, ne peuvent qu'être récepteurs de contenu P2P. Il s'agit, par conséquent, d'une indexation sélective des pairs en fonction des paramètres des réseaux d'accès radio depuis lesquels ils sont connectés au réseau P2P. Dans un mode de réalisation illustratif, le contenu mis à disposition sur le réseau P2P est un contenu vidéo en streaming (une diffusion progressive) de la télévision mobile (P2P-TV). Ce streaming peut être fourni par un serveur de diffusion 11, par exemple à la propriété de l'opérateur du réseau de coeur 1 ou d'un fournisseur de service. Dans un réseau P2P-TV, les clients accèdent aux flux vidéo en se connectant A001_8143_FR/808485/TQD - au serveur de diffusion 11 (flèches en trait discontinu sur la figure 1); ou - à un autre pair retenu par le traqueur 10 parmi les pairs susceptibles d'être sources du streaming (flèches en pointillés sur la figure 1). Dans un mode de réalisation, lorsque le terminal mobile 22 souhaite s'abonner au flux d'une chaine TV disponible sur le réseau P2P, une application logicielle P2P-TV, qui y est installée, requière auprès du traqueur 10 l'adresse d'au moins un pair à partir duquel il peut recevoir ce streaming. Le traqueur 10 communique alors au terminal mobile 22 la liste 113 des pairs inscris à cette chaine et qui sont susceptibles d'être source de ce streaming (notamment, capables de streamer ce flux en liaison montante). Dans l'exemple illustratif de la figure 1, la liste des sources de ce flux ne comprend que le terminal mobile 21 (à cause des paramètres du réseau d'accès radio 4, le terminal mobile 24 ne peut être un pair source de 15 contenu, et il n'est donc pas proposé au terminal mobile 22). Pour le terminal mobile 23, deux pairs sources s'offrent à lui, à savoir les terminaux mobiles 21 et 22 (flèches en pointillés sur la figure 1). Ainsi, après s'être joints au réseau P2P-TV, uniquement les pairs disposant d'une bande passante montante importante (c.à.d. capable de streamer un 20 flux vidéo en liaison montante) transfèrent le flux vidéo entrant aux pairs requérant ce flux. Il en résulte que le protocole de distribution (par fragment), utilisé entre les moteurs de streaming de chaque pair, permet des échanges asymétriques de fragments (ou plus généralement de contenus). Autrement dit, un pair peut fournir à un autre pair des fragments 25 vidéo sans obtenir en échange d'autres fragments. Notamment, la méthode décrite ci-dessus est aussi valable pour tout autre type de contenu (P2P-Radio, plateforme de partage de vidéos, ou Vidéo à la Demande par exemple) à rendre accessible depuis des réseaux de communications mobiles. 30 Avantageusement, la méthode présentée ci-dessus permet à un opérateur de réseau mobile de bénéficier des avantages des techniques P2P robustes et non-coûteuses pour fournir un service P2P-TV, évitant le déploiement de solutions client/serveur complexes et coûteuses. A001_8143_FR/808485/TQD Une pluralité de modules logiciels, pour la mise oeuvre de modes de réalisation décrits ci-dessus, est développée, et est adaptée aux terminaux mobiles (notamment les Smartphones) et aux traqueurs. Le procédé et système qui viennent d'être décrits présentent un certain nombre d'avantages. Ils permettent en effet - à un opérateur mobile ou à un fournisseur de service de fournir du contenu (notamment, la télévision mobile) à un grand nombre d'utilisateurs à l'échelle de l'Internet, et ce sans déployer une lourde infrastructure (un réseau de distribution de contenu (CDN) par exemple) ; - de structurer les pairs dans des ensembles tenant compte des caractéristiques de leurs environnements radio, résultant en un réseau P2P conscient de l'environnement radio de ses pairs (A radioenvironment aware P2P network) ; - de définir un mécanisme de streaming sélectif pour les pairs en fonction de leurs environnements radio ; - d-economiser la bande passante d'envoi dans un réseau de communication mobile. A001_8143_FR/808485/TQD REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de pairs (21-24) dans un réseau pair-à-pair supporté par un réseau de coeur (1) couplé à au moins un réseau d'accès radio (2-4), au moins un desdits pairs étant connecté au réseau pair-à-pair depuis ledit réseau d'accès radio (2-4) et mettant à disposition un contenu, ce procédé comprenant une étape de récupération d'au moins une information relative audit réseau d'accès radio (2-4), et une étape de détermination, tenant compte de cette information par rapport à au moins une information prédéfinie, de ce que ce pair ne peut pas être source pour le contenu mis à disposition. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le contenu est un contenu vidéo en streaming. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'information relative au réseau d'accès radio comprend la bande passante montante offerte par ce réseau d'accès radio (2-4). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'information relative au réseau d'accès radio est le type d'environnement couvert par ce réseau d'accès radio (2-4). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend l'application d'au moins un critère de sélection basé sur la comparaison de l'information relative au réseau d'accès radio (2-4) à au moins une information prédéfinie. 6. Système de gestion de pairs (21-24) dans un réseau pair-à-pair supporté par un réseau de coeur (1) couplé à au moins un réseau d'accès radio (2-4), au moins un desdits pairs étant connecté au réseau pair-à-pair depuis ledit réseau d'accès radio (2-4) et mettant à disposition un contenu, ce système comprenant un traqueur (10) agencé pour récupérer au moins une information relative audit réseau d'accès radio (2-4), et pour déterminer, en tenant compte de cette information par rapport à au moins A001_8143_FR/808485/TQDune information prédéfinie, de ce que ce pair ne peut pas être source pour le contenu mis à disposition. 7. Système selon la revendication précédente caractérisé en ce que le traqueur (10) récupère ladite information depuis le réseau de coeur (1). 8. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le traqueur (10) récupère la dite information depuis ledit pair (21-24). 9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le traqueur (10) est agencé pour appliquer au moins un critère de sélection basé sur la comparaison de l'information relative au réseau d'accès radio (2-4) à au moins une information prédéfinie. 10. Produit programme d'ordinateur implémenté sur un support mémoire, susceptible d'être mis en oeuvre au sein d'une unité de traitement informatique et comprenant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 5. A001_8143_FR/808485/TQD