P2P流媒体系统节点管理与数据分发机制

摘要

随着Internet技术的飞速发展，用户已不再满足于只是在网络上浏览网页、收发电子邮件等服务，流媒体的应用越来越广泛。然而由于流媒体具有数据量大、持续时间长、占用带宽高等特点，以及传统C/S模型可扩展性差、网络资源利用率低、对流媒体服务器要求高等因素，已经严重制约了流媒体服务的进一步发展。而通过媒体代理服务器发展而来的CDN技术又不得不面临高昂的成本问题，IP组播又存在可靠传输、流量控制、拥塞控制等多方面的固有限制使其难以广泛部署于流媒体系统。
　　 为了改善网络上流媒体的服务，研究人员把对等网络(Peer-to-Peer，P2P)思想引入流媒体服务，通过让网络中一些普通计算机执行流媒体服务器的部分功能，将服务器的超额的任务向网络边缘转移，从而有效的减轻服务器的压力和部分网络带宽的重复的高消耗。因此，基于P2P技术的流媒体服务有其固有的优势和广阔的发展前景。
　　 本文主要介绍了P2P和流媒体已有的相关技术，并对P2P流媒体技术发展现状进行深入分析，对P2P流媒体系统的关键技术，诸如网络搜索算法、数据缓存技术、节点选择策略、数据分发机制等作了深入的研究和分析，在此基础上提出了一种新的节点维护策略和数据分发机制，并对新提出的节点维护策略和数据分发机制作了性能分析和评价。
　　 本文的研究内容主要包括以下几个方面：
　　 1.分析P2P流媒体技术的原理，流媒体实现的关键技术，研究流媒体协议RTSP/RTP/RTCP的实现机制和它们交互工作的原理。
　　 2.对网络上现有的P2P流媒体应用系统模型作了全面的介绍和分析，并对其进行对比，总结各种模型的优劣。
　　 3.深入分析和研究了影响P2P流媒体系统性能的几个关键技术，主要有网络搜索算法、数据缓存技术、节点选择策略、数据分发机制4.在深入研究已有策略的基础上，针对既有策略存在的问题，提出一种新的改进的节点维护策略，并与原策略进行了性能评比。
　　 5.在深入研究和分析现有数据分发机制的基础上，提出其存在的问题，并提出一种新的改进的数据分发机制和一种新的数据调度策略，推拉结合的数据分发机制和RNF策略。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 流媒体技术及P2P技术的研究现状

1.3 本论文的研究内容和主要贡献

1.4 论文的组织结构

第二章 P2P流媒体相关技术

2.1 P2P技术及原理

2.1.1 P2P技术概述

2.1.2 P2P网络结构

2.2 流媒体技术

2.2.1 流媒体技术的概念

2.2.2 流媒体系统的系统组成及实现环节

2.2.3 流媒体传输技术及协议

2.3 P2P流媒体系统模型

2.3.1 基于单播树的网络模型

2.3.2 基于多播树的网络模型

2.3.3 基于网状结构的网络模型

2.4 小结

第三章 P2P流媒体系统关键技术

3.1 P2P流媒体系统分类

3.2 P2P系统网络搜索算法

3.2.1 集中式P2P网络搜索算法

3.2.2 非结构化P2P网络中的搜索算法

3.2.3 结构化P2P网络中的搜索算法

3.3 缓存技术

3.3.1 缓存技术概述

3.3.2 缓存区设计和缓存方式

3.3.3 缓存替换策略

3.4 小结

第四章 一种改进的P2P节点维护策略

4.1 PeerCast的广播机制

4.2 PeerCast的节点维护算法以及存在的问题

4.2.1 PeerCast的节点维护算法

4.2.2 PeerCast的节点维护算法中存在的问题

4.3 PeerCast的改进

4.4 实验结果

4.5 小结

第五章 基于P2P的流媒体数据分发机制

5.1 数据分发机制

5.1.1 “推”数据分发机制

5.1.2 “拉”数据分发机制

5.1.3 推拉结合的数据分发机制

5.1.4 与数据编码相结合的策略

5.2 数据调度策略

5.2.1 典型的数据调度策略

5.2.2 P2P流媒体中的最少优先(RF)策略分析

5.3 数据调度基本原则

5.4 改进的数据分发机制

5.4.1 缓存机制

5.4.2 推拉结合的数据分发机制

5.4.3 RNF数据调度策略

5.4.4 性能评估

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文和参加的项目

学位论文评阅及答辩情况表