对等网络直播服务中媒体数据分发与管理策略的研究

摘要

传统的流媒体技术采用服务器/客户端模式提供服务，存在扩展性有限，系统成本昂贵等缺陷。对等网络采用对等服务的理念，避免了传统模式的诸多问题，然而，基于对等网络的流媒体服务，面临着一系列新的挑战。高效、稳定的媒体数据传输机制和传输过程中有效的服务质量控制策略是对等网络流媒体系统的核心部分。 在传统的应用层多播技术中，由于网络的抖动或者节点在拓扑结构中位置的变化，造成数据缓存错配和阶段歪斜问题。该策略采用动态缓冲区管理机制，根据自身的网络状况调节所需的缓冲区大小，提高了资源的利用率；通过最佳数据传输点的选择，综合考虑传输延迟和请求处理时间等因素，使得节点加入直播网络时下层节点趋于与上层节点地播放数据同步；通过数据缓存同步，及时消除覆盖网络的动态性造成的累积延迟，降低了节点调度的复杂性；采用拥塞控制机制，在网络状况短时间内变得恶劣时选择性的丢掉部分包，保证了节点继续向前观看。该缓冲区管理机制已经成功的应用于Anysee系统当中。其应用过程中的大量反馈数据表明了该传输机制能够增强系统可用性，同时降低系统的负载。 在基于Gossip协议的网状拓扑结构中，数据请求顺序的决定和提供数据节点的选择是两个基本问题。“紧急数据优先，最少数据最大化”策略的宗旨是紧急数据优先、数据副本较少的优先，并以此原则决定获取数据片的优先级；通过近似带宽请求控制，从伙伴节点集合中选出能够在最短时间内提供数据的伙伴；采用同步包机制，实时描述节点的播放状态，以便维护节点数据缓冲区的一致性。系统测试说明，论文提出的媒体数据管理与分发策略有效增加了稀有数据的拷贝速度、提高了带宽的利用率和系统整体效率。