基于多Chord环的P2P VoD系统研究

论文摘要

在互联网上提供大规模的VoD(视频点播)服务是一项具有挑战性的工作。传统的视频点播放方式是基于C/S(客户端/服务器)模式,面临网络带宽受限的问题,服务器很容易成为瓶颈。P2P(对等网络)技术打破了传统的C/S模式,在网络中的每个结点的地位都是对等的。每个结点既充当服务器,为其他结点提供服务,同时也享用其他结点提供的服务,很好地解决了网络带宽瓶颈问题。P2P技术以其可扩展性、高容错性、健壮性等特点已得到迅猛的发展,并逐步应用到VoD领域。本文在深入研究P2P VoD关键技术的基础上,给出了基于多Chord环的P2P VoD系统(MChordVoD)。MChordVoD针对现有网状结构P2P VoD资源定位效率低、时延大等问题,采用基于多Chord环的DHT覆盖网络(MChord)对资源进行定位。MChord将播放同一节目的节点组织到一个Chord环中,由于节点在使用VoD服务来点播节目时,其资源检索具有非常强的关联性,这样,通过记录节点在前一次检索时的路由信息,能进一步缩短资源检索时的路由长度。在考虑到现有网状结构P2P VoD在数据分发时所采用的接收者驱动模式所存在的问题,给出了基于定制与合作的数据分发策略,该策略通过定制的方式从发送节点定制数据,在存在播放位置相近的节点时,播放位置相近的节点采用合作的方式共同完成视频数据的获取。由于P2P VoD系统视频节目众多,观看同一视频节目并且播放位置相近的节点很少,这导致只能有少量的节点进行P2P通信,不能充分体现P2P网络的优势。本文采用内存缓存与磁盘缓存相结合的方式把播放过的视频数据存储起来,以增加提供服务的节点的数量。同时,本文给出了基于视频热度的缓存策略,以实现系统的负载均衡。在P2PSIM上的仿真实验表明,在同等条件下,与同类体系的PROMISE比较,MChordVoD在播放启动时延、VCR操作时延、节目提供节点压力等性能指标上,均优于同类系统PROMISE。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 P2P与P2P VoD概述
• 1.2.1 P2P概述
• 1.2.2 P2P VoD概述
• 1.3 P2P VoD面临的挑战
• 1.4 研究目标
• 1.5 本文工作及各章节安排
• 2 P2P VoD的关键技术
• 2.1 P2P VoD系统的分类
• 2.2 P2P资源定位技术
• 2.2.1 集中式P2P网络
• 2.2.2 结构化P2P网络
• 2.2.3 非结构化P2P网络
• 2.2.4 混合式P2P网络
• 2.3 节点选择策略
• 2.3.1 树状结构的节点选择策略
• 2.3.2 网状结构的节点选择策略
• 2.4 数据分发策略
• 2.4.1 树状结构数据分发策略
• 2.4.2 网状结构数据分发策略
• 2.4.3 各类数据分发策略性能比较
• 3 MChordVoD系统设计
• 3.1 相关概念
• 3.2 系统分析
• 3.2.1 设计思想
• 3.2.2 系统架构
• 3.3 基于多Chord环的覆盖网络MChord设计
• 3.3.1 Chord的路由表结构及资源定位算法
• 3.3.2 MChord结构
• 3.3.3 节目Chord的构建
• 3.3.4 MChord资源定位算法
• 3.4 基于定制及合作的数据分发策略
• 3.4.1 接收者驱动模式的不足
• 3.4.2 基于定制及合作的策略
• 3.5 基于视频热度的缓存策略
• 3.5.1 视频热度模型
• 3.5.2 视频数据缓存的存储
• 3.5.3 缓存管理策略
• 4 实验与结果分析
• 4.1 节点的加入模型
• 4.2 实验环境建立
• 4.2.1 拓扑结构的建立
• 4.2.2 MChordVoD模型在P2PSIM中的实现
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 MChord性能分析
• 4.3.2 播放启动时延及VCR操作时延分析
• 4.3.3 节目提供节点压力分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢