异构环境下基于SVC的P2P节点选择研究

摘要

随着移动互联网的快速发展以及三网融合产业的兴起，未来的P2P流媒体系统将面临高度异构的环境，对其节点选择带来新的挑战，主要体现在：①由于不同用户终端的接入带宽不同，屏幕尺寸和解码能力也不同，需要选择缓存的视频数据与请求节点处理能力匹配的资源节点为用户服务；②在接入网络及终端高度异构的环境下，为用户提供视频服务的传统做法是联播技术，即对同一视频源进行多次编码产生适应不同用户的多个独立码流，这将大量占用视频服务器的存储资源，增加视频服务器的负担。
　　现有的P2P节点选择技术大多是分别针对在固网或者2G、3G移动互联网以及局部移动互联网（如 WiFi）等单一的网络环境中的节点选择问题进行研究，并未涉及多种网络和多种终端共存的异构环境。本文对异构环境下 P2P节点选择进行研究，主要内容如下：
　　①分析异构环境特性和P2P流媒体系统架构，研究现有的P2P节点选择技术的发展现状。
　　②研究可伸缩视频编码（Scalable Video Coding, SVC）技术。由于SVC可以使同一视频内容只经过一次编码就能满足异构环境的不同用户需求。因此，将SVC技术应用于异构环境下的流媒体系统，是解决异构终端通过异构环境享受流媒体服务的最佳方案。
　　③研究异构环境下P2P节点选择技术，针对网络带宽和终端能力的差异性，提出了一种基于SVC分层阈值的节点选择算法（TF-AL算法），其主要思想是：首先，采用SVC分层阈值保证所选节点的SVC分层数目匹配请求节点所需的SVC分层数目；然后，使用本文所设计的性能指标评估方法对节点性能进行评估，优先选择性能评估值较大的资源节点。测试结果表明，与传统的带宽优先选择算法和随机节点选择算法相比，TF-AL算法能在保证所选择的节点具有较高带宽、较低往返时延的同时，其所拥有的SVC分层数目能够匹配请求节点所需的分层数目。
　　④在异构环境下，结合SVC流媒体和P2P特性，设计了SVC-P2P系统（基于SVC的P2P流媒体系统），包括系统架构、功能实体模块、以及各模块间的通信协议，重点设计并实现了异构环境下基于SVC的P2P节点选择模块。
　　⑤在搭建的SVC-P2P流媒体系统平台上，通过仿真测试对本文提出的异构环境下基于SVC的P2P节点选择算法的有效性进行了验证。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 引言

1.2 异构环境的定义

1.3 国内外研究现状

1.4 课题研究意义

1.5 项目来源

1.6 论文章节安排

2 P2P流媒体技术

2.1 P2P技术概述

2.2 P2P网络体系结构

2.3 BitTorrent模型及工作流程

2.4 流媒体技术

2.5 P2P网络资源的搜索算法

2.6 P2P网络节点选择算法

2.7 总结

3 可伸缩视频编码

3.1 引言

3.2 H.264/AVC简介

3.3 可伸缩视频编码技术

3.4 P2P SVC流媒体技术的特点

3.5 P2P SVC流媒体系统结构分类

3.6 总结

4 异构环境下基于SVC的P2P节点选择算法

4.1 引言

4.2 基于异构环境P2P系统结构模型

4.3 基于SVC的视频数据传输框架

4.4 基于SVC分层阈值的节点算法

4.5 小结

5 SVC流媒体播放系统架构和节点选择算法验证

5.1 SVC-P2P原型系统

5.2 SVC-P2P原型系统客户端实现

5.3 Tracker模块的实现

5.4 实验结果与分析

5.5 总结

6 结束语

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文及专利目录：

B. 作者在攻读学位期间参与的科研成果目录: