分层P2P流媒体超级节点动态选举机制研究

摘要

近年来，随着计算机网络和通信技术的飞速发展，越来越多的用户对网络资源的需求趋向于视频和音频等流媒体资源，基于流媒体技术相关的研究和应用成为当前热点之一。传统的C/S服务模型靠单一的服务器提供服务，不能满足大规模用户的请求，后来出现的IP组播方式和CDN方式，虽然可以去分担服务器的压力，但由于Internet上多数ISP不支持IP组播，而CDN技术大规模部署的硬件成本比较高，不适合大规模使用。随着近几年来P2P技术应用到流媒体系统中，上述问题得到了比较有效的解决。
　　 虽然P2P流媒体系统已经得到了广泛成功的应用，但是系统中仍然存在很多需要研究的问题。本文围绕分层P2P流媒体系统拓扑构建时节点的异构性，探讨分层P2P流媒体系统中有关超级节点选举方案，提高整个系统的效率和稳定性。
　　 本文首先介绍了流媒体技术相关的概念，分析了目前三种典型的P2P流媒体直播模型，介绍了“863计划”专项课题提出的分层混合P2P直播系统LStream。然后针对分层P2P流媒体系统中超级节点存在的失效和饱和问题，重点研究了现有的P2P网络中的超级节点的选取方案，根据LStream系统特点，提出了基于信任度的动态超级节点选举机制。该机制是以簇为单位进行，首先根据普通的区域信息选出备选超级节点集合，在此基础上，以节点提供服务的能力和节点稳定性为指标计算备选超级节点集合内节点信任度，并以信任度为标准选取超级节点。引入备用超级节点机制降低超级节点失效或饱和时给网络带来的波动，保证在系统需要超级节点的时候，能够很快的选择新的超级节点，从而提高了系统服务效率。
　　 此外，对基于信任度的动态超级节点选举机制进行了仿真测试，仿真结果表明该机制选举出的超级节点具有较高的能力和稳定性，整个系统的可扩展性和稳定性得到提高，验证了基于信任度的动态超级节点选举机制可行性和有效性。

目录

文摘

英文文摘

图索引

表索引

第1章 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

1.4 本文组织结构

第2章 P2P流媒体相关技术

2.1 P2P流媒体技术

2.1.1 流媒体技术

2.1.2 P2P流媒体技术

2.1.3 P2P流媒体直播技术

2.2 P2P流媒体系统分类

2.3 分层P2P流媒体系统中的超级节点选举问题

2.4 LStream系统介绍

2.4.1 系统概述

2.4.2 系统框架设计

2.4.3 超级节点功能及动态选举

2.5 本章小结

第3章 基于信任度的超级节点动态选举机制

3.1 问题提出

3.2 基于信任度的超级节点选举机制

3.2.1 选举SNP的时机

3.2.2 节点信任度度量

3.2.3 超级节点选举机制

3.2.4 备用超级节点机制

3.3 本章小结

第4章 仿真实验

4.1 实验目的

4.2 性能分析

4.3 仿真实验环境

4.4 性能分析指标

4.5 实验结果分析

4.5.1 网络上传能力

4.5.2 超级节点的控制负载

4.5.3 SNP失效率

4.5.4 SNP平均上传速率

4.5.5 NP重加延时

4.6 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢