基于P2P-CDN的网络自适应分片及调度

摘要

基于对等网络（P2P）的内容请求由于其灵活性、分发负载小、有效性高等众多优点而被广泛使用。但是，由于网络和系统环境变化，仍存在一些问题，如服务有效性、稳定性和自适应性等。这些问题的解决，可以进一步提高系统性能和服务质量，改善用户的观看体验。
　　当前P2P网络系统，主要分为有结构、无结构和混合型三种。其中混合型兼具结构和无结构模型优点，查询有效性高且系统稳定性强。本文基于混合型P2P网络，并结合内容分发策略设计了一种流媒体服务系统结构，通过设立局部对等网络自治域以提高系统服务性能，减少骨干网的流量负载。
　　在基于P2P网络的系统中，为适合网络传输，对内容进行分片。常用的内容分片算法有等大小算法、等时长算法和变大小算法，它们在不同的网络环境下性能差异较大，并且不能适应网络变化。为此，本文提出一种自适应分片算法，来增强系统服务稳定性。该算法根据网络传输速率、丢包率、文件分布和不同节点的处理性能，来设计分片大小。实验结果表明，在大多数网络环境下，这种自适应分片算法比其它分片算法性能更好。
　　现有分片调度算法有基于时间的顺序调度、稀有分片优先调度和基于权值的分片调度等，这些算法没有综合考虑视频的播放紧急程度、稀缺分片、用户与视频交互等因素。为了进一步提高系统服务性能，本文提出一种基于标签优先级的分片调度算法，根据视频当前播放时间点，将需要下载的分片根据优先级顺序打上不同标签：紧急分片、锚点分片、稀缺分片、普通分片和失效分片。当优先级一致，则根据时间先后来排序。实验结果表明，相对于基于时间顺序、稀缺分片优先和基于权值的调度算法，该算法性能提高显著。
　　最后，在安卓系统的机顶盒上，对该系统中核心的内容分片和分片调度模块进行了验证。

目录

声明

专用术语注释表

第一章 绪论

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与创新性

1.4章节安排

第二章 相关知识

2.1P2P网络技术

2.2P2P的网络模型

2.3PeerSim平台介绍

2.4本章小结

第三章 P2P系统架构

3.2网元功能

3.3相关流程

3.4本章小结

第四章 自适应内容分片算法

4.1分片算法介绍

4.2自适应分片算法

4.3仿真实验

4.4本章小结

第五章 基于标签优先级的分片调度算法

5.1分片调度算法介绍

5.2基于标签优先级的分片调度算法

5.3仿真实验

5.4本章小结

第六章 系统实现

6.1内容管理模块实现

6.2分片调度模块实现

6.3系统界面

6.4本章小结

第七章 总结与展望

7.1本文总结

7.2下一步工作展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢