IP组播与P2P协作分发的自适应流媒体系统

摘要

各种流媒体传输技术如同百花齐放,单播、IP组播、P2P或应用层组播ALM是目前流媒体传输的主要形式。单播流媒体适应性好,但难以规模化；IP组播是规模化流媒体最有效传输方式,但存在一些技术和非技术方面的原因一直未使用；近来出现的ALM或P2P组播流媒体模式成为目前IP组播的替换方案,但因其是终端复制、单点转发模式,所以存在延迟、抖动和传输效率问题。 未来网络是一个异构、融合的网络,需要一个适应能力强、扩展性好的流媒体传输模式,针对目前现状,我们提出一个自适应组播方式的大规模流媒体传输方案(AMVS),将IP组播和P2P技术有效地结合起来,优劣互补,以适应复杂而动态的网络环境。本论文重点研究IP组播和P2P传输的混合流媒体服务模式,来提高IP组播的扩展性和持续性,在IP组播区的边缘辅以P2P传输区和派生的IP组播分区,并利用分层编码视频,实现大规模自适应的流媒体传输服务。 本文主要研究了AMVS系统下的根源IP组播流媒体系统,给出了该系统的整体设计,其中包括IP组播层、组播管理层和P2P传输单元的设计。P2P传输单元是IP组播的延伸和补充,为系统提供自适应能力、持续性和稳定性。组播管理层负责IP组播和P2P传输混合模式的有效实现。另外系统提出了等级用户的概念,根据网络状况或网络硬件支持能力不同,将组播节点分成了三个等级,按优先级提供P2P分层传输服务,等级用户维护着三个节点子集,由P2P控制层的P2PI_Jst模块维护,且动态调整。 最后,利用NS2对AMVS系统下的根源IP组播流媒体系统的各项性能指标进行了仿真比较,实验结果表明,该系统具有良好的自适应性,利用了IP组播和P2P传输各自的优势,摒弃其劣势,达到设计的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状分析

1.3论文结构

第二章背景知识和相关研究

2.1流媒体介绍

2.2流媒体发布技术

2.2.1单播流媒体技术

2.2.2 IP组播流媒体技术

2.2.3 P2P流媒体技术

2.3视频编码技术

2.4本章小结

第三章AMVS系统下的根源IP组播流媒体系统的设计

3.1 AMVS模型介绍

3.2 AMVS模型中的基本概念

3.2.1定义

3.2.2 AMVS模型中组播策略的性能指标

3.3根源IP组播流媒体系统的研究

3.3.1系统结构的整体设计

3.3.2 P2P速率控制

3.3.3根源IP组播流媒体子系统传输拓扑图

3.4子系统传输策略的详细描述

3.4.1节点的加入

3.4.2 P2P服务节点搜索及维护

3.4.3节点的离开

3.4.4 P2P服务节点的奉献策略

3.5本章小结

第四章根源IP组播流媒体系统的实现

4.1客户端算法

4.1.1 P2P控制算法

4.1.2自适应控制算法

4.1.3 IP组播接收算法

4.1.4 P2P接收算法

4.1.5 P2P发送算法

4.1.6缓存管理算法

4.2服务器端算法

4.2.1调度算法

4.2.2数据传输算法

4.3客户端失效的恢复

4.4本章小结

第五章根源IP组播流媒体系统的仿真分析

5.1仿真环境

5.2执行仿真

5.3仿真实现

5.3.1一个特定例子的传输拓扑图

5.3.2仿真实现

5.4仿真结果分析

5.4.1带宽占用

5.4.2平均等待时间

5.4.3可扩展性

5.4.4健壮性

5.4.5公平性

5.4.6实验结论

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

附录