基于对等网络的内容分发算法研究

论文摘要

目前,作为互联网中最重要的网络应用,对等网络（Peer-to-Peer,简称P2P）承载着超过60%的传输流量。而这其中绝大部分是被内容分发应用所消耗,所以基于对等网络的内容分发一直是大家关注的焦点。本文针对P2P内容分发在文件分发和流媒体分发领域的应用进行了研究,并对其典型算法进行了分析和改进。P2P文件分发,作为占据了网络流量最大部分的P2P应用,一直以来就是研究热点。其代表BitTorrent系统,采用了tit-for-tat算法作为其上传节点选择算法（即阻塞算法）,即根据当前的下载速度决定上传对象,以保证下载速度和公平性。但是该算法导致节点下载行为的慢启动和节点在下载完成前夕过少的上传连接问题。本文提出了一种自适应阻塞的改进算法,当节点上传连接过少时自适应地增加上传对象。模拟实验表明,自适应阻塞算法在对系统公平性影响很小的前提下,有效的缩短节点启动下载所需的时间,提高了上传连接的利用率,从而提高系统文件分发性能。P2P流媒体分发,随着近几年流媒体网络应用的扩张,逐渐被工业和学术界所关注。基于数据驱动的P2P流媒体解决方案因其易于实现、高效、健壮且有弹性而得到广泛应用。本文研究了数据驱动重叠网的典型代表DONet系统;指出在高动态的网络环境下,其关键技术之一的调度算法,使节点不能够及时完成资源有效定位,从而影响播放连续性;提出了基于阶段分类的调度算法SA-SC（Scheduling Algorithm Based on Stage Classification）,对应于不同时间阶段的片断采用不同的调度算法,以使紧急阶段的资源能够快速定位、其它阶段资源充分协作;模拟实验表明,SA-SC是具有QoS保障的调度算法,在高动态性的网络情况下,仍然能够很好的保证媒体流的连续性及节点间协作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 对等网络概述
• 1.1.1 对等网络的产生
• 1.1.2 对等网络的特点
• 1.1.3 对等网络的应用
• 1.1.4 对等网络的分类
• 1.2 对等网络的研究热点
• 1.2.1 资源搜索
• 1.2.2 多源传播
• 1.2.3 P2P 网络路由
• 1.2.4 P2P 网络监控技术
• 1.3 对等网络的研究现状
• 1.3.1 研究机构
• 1.3.2 拓扑结构研究
• 1.3.3 应用研究
• 1.4 本文工作及结构
• 1.4.1 本文工作
• 1.4.2 本文结构
• 第2章 相关工作
• 2.1 P2P 文件分发
• 2.1.1 Napster
• 2.1.2 Gnutella
• 2.1.3 KaZaA
• 2.1.4 BitTorrent
• 2.1.5 eMule
• 2.2 P2P 流媒体分发
• 2.2.1 基于单棵树的数据分发
• 2.2.2 基于多棵树的数据分发
• 2.2.3 基于随机拓扑结构的数据分发
• 第3章 BITTORRENT 系统中一种自适应阻塞算法
• 3.1 引言
• 3.2 BITTORRENT 系统概述
• 3.2.1 系统架构
• 3.2.2 工作流程
• 3.2.3 文件块选择算法
• 3.2.4 阻塞算法
• 3.3 相关工作
• 3.4 自适应的阻塞算法
• 3.4.1 传统阻塞算法存在的问题及分析
• 3.4.2 自适应的解决方案
• 3.5 模拟实验
• 3.5.1 实验方法
• 3.5.2 实验结果及分析
• 3.6 小结
• 第4章 基于阶段分类的 P2P 流媒体调度算法
• 4.1 引言
• 4.2 DONET 调度算法及问题分析
• 4.2.1 DONet 调度算法
• 4.2.2 问题分析
• 4.3 基于阶段分类的调度算法SA-SC
• 4.3.1 阶段分类
• 4.3.2 算法思想
• 4.3.3 算法实现
• 4.4 模拟实验
• 4.4.1 实验方法
• 4.4.2 实验结果及分析
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 攻读学位期间参与的项目列表
• 致谢