基于P2P的流媒体点播关键技术研究

论文摘要

流媒体点播对网络带宽要求很高,在传统基于C/S的模型中,当用户数量大规模增长时,该模型由于网络带宽不足难以保证系统的服务质量。而在P2P网络模型中,节点之间直接可以交互信息,从而大大减轻了服务器负载,提高了系统的扩展性。因此,将P2P技术应用与流媒体点播具有很大优势。近年来P2P应用于流媒体的研究非常热门,主要集中于对数据调度,缓存管理,负载均衡,激励机制等关键技术的研究上。其中缓存策略的优劣将直接影响到用户感受视频点播质量的好坏,因此,本文重点对缓存策略进行研究。通过对传统缓存替换算法进行分析,发现目前缓存替换策略基本都未考虑用户的点播行为,对于VCR(Video Cassette Recorder)操作频繁的流媒体点播系统,不能有效地利用节点的缓存数据,从而影响播放质量。针对此问题,本文对大量用户点播的行为特征进行统计分析,得出用户对数据块资源的欢迎程度表即数据块热度表,并分析了数据块资源的供需值,通过将两者结合,提出了供需值和热度值替换策略。经过仿真实验,数据结果证明,与传统的缓存替换策略相比,本文提出的策略在启动延迟、播放连续度、服务器负载三个性能指标方面有所提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题的研究背景
• §1-2 国内外研究现状
• §1-3 研究的目的和意义
• §1-4 研究的内容
• §1-5 本文的组织结构
• 第二章 流媒体点播技术的相关理论
• §2-1 P2P 技术
• 2-1-1 P2P 概念
• 2-1-2 P2P 技术的特点
• §2-2 P2P 网络的拓扑结构
• §2-3 P2P 技术的应用
• 2-3-1 P2P 技术的广泛应用领域
• 2-3-2 P2P 技术的流媒体应用
• §2-4 流媒体技术
• §2-5 P2P 流媒体系统
• 2-5-1 P2P 流媒体系统性能比较
• 2-5-2 P2P 流媒体系统传输方式
• §2-6 本章小结
• 第三章 P2P 流媒体点播系统的关键技术
• §3-1 系统主要性能及其影响因素
• 3-1-1 播放启动延迟
• 3-1-2 播放连续度
• 3-1-3 服务器负载
• §3-2 流媒体点播系统关键技术分析
• 3-2-1 激励机制
• 3-2-2 数据调度
• 3-2-3 缓存管理
• §3-3 缓存管理概述
• 3-3-1 流媒体缓存
• 3-3-2 缓存管理的重要性
• 3-3-3 缓存机制要达到的效果
• §3-4 缓存策略
• 3-4-1 传统缓存策略
• 3-4-2 缓存视图
• §3-5 缓存替换策略
• 3-5-1 缓存替换算法概述
• 3-5-2 传统的缓存替换算法
• §3-6 本章小结
• 第四章 基于用户行为特征的缓存策略
• §4-1 用户点播的行为特征
• 4-1-1 用户点播的行为特征分析
• 4-1-2 数据块热度表
• §4-2 基于用户行为特征的缓存机制
• 4-2-1 缓存机制框架
• 4-2-2 流媒体点播系统流程
• 4-2-3 缓存设计
• 4-2-4 数据块预取和保留
• §4-3 需求值和热度值替换策略
• 4-3-1 最多可用丢弃替换策略
• 4-3-2 需求值和热度值替换策略
• 4-3-3 算法描述
• §4-4 本章小结
• 第五章 P2P 流媒体点播系统仿真实验和结果分析
• §5-1 仿真环境
• 5-1-1 NS2 仿真平台
• 5-1-2 NS2 的功能模块
• 5-1-3 NS2 仿真过程
• §5-2 GT-ITM 拓扑生成器
• §5-3 仿真的设计和实现
• 5-3-1 仿真场景设置
• 5-3-2 生成网络拓扑
• §5-4 实验结果与数据分析
• 5-4-1 播放启动延迟
• 5-4-2 播放连续度
• 5-4-3 服务器负载
• §5-5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• §6-1 总结
• §6-2 展望
• 参考文献
• 致谢