基于网络测量的PPStream网络电视系统研究

论文摘要

PPStream网络电视是全球第一家集P2P直播点播于一身的网络电视软件,能够在线收看各种视频节目,播放流畅、完全免费,是网民喜爱的装机必备软件。据我们所知,目前针对PPLive网络电视研究的文章比较多,而针对PPStream进行系统性测量研究的文章还很少。由于PPStream是私有协议,没有原代码,无法了解该系统模型和采用的策略,因此,本论文采用单机抓取启动过程和稳定播放过程的数据,对PPStream进行了被动测量。启动过程是新用户加入过程,主要是服务器返回节点用户列表,节点返回共享窗口数据信息给客户端,客户端请求第一块视频数据以及客户端广播自己的共享窗口信息四个主要阶段。通过对启动过程的研究,我们获得了视频数据的组织请求传送过程以及请求传送的规则。稳定播放过程中本论文主要研究客户端和用户节点的行为特征,主要包括在播放过程中请求和返回节点用户列表的规律,不同客户端数据块偏移量的特点,共享窗口中视频数据块请求传送的次序和策略,用户的连接度,上传下载速度以及上传下载量在用户节点间的分布,共享率和冗余率等问题。通过对启动过程和播放过程的测量分析研究,指出PPStream中只有20%的用户是视频数据下载提供者,类似于PPLive中“超级节点”的功能,而大量的80%的用户是“免费搭车者”（free-riders）;揭示了视频数据块是使用顺序策略和混合策略相结合的下载策略,在启动阶段使用顺序策略。本论文的主要贡献是推断出PPStream系统模型是一种具有跳动共享窗口的大缓存系统,是由coolstreaming小缓存系统向PPLive大缓存系统过渡的一种中间系统。该系统的特点就是网络的互惠关系和下载环境不稳定,论文从相空间分析了跳动窗和滑动窗在邻里关系和下载环境方面的区别,并用过滤出的数据绘图验证了这些特点对视频数据块三个下载阶段的影响,为以后后续的大规模测量提供依据,并为以后PPStream的优化完善提供一些理论知识。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 IPTV现状
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 相关工作
• 1.4 章节内容安排
• 2 PPStream简介
• 2.1 PPStream概述
• 2.2 PPStream的Buffer Message和Offset
• 2.3 PPStream的启动过程
• 2.4 PPStream的播放过程
• 3 数据采集和预处理
• 3.1 工具软件
• 3.1.1 Ethereal
• 3.1.2 Awk
• 3.2 实验环境
• 3.3 数据的采集和过滤
• 3.3.1 数据的捕获
• 3.3.2 数据的过滤
• 4 频道启动连接过程分析
• 0）'>4.1 客户端Request Tracker服务器（T₀）
• 1）'>4.2 Tracker服务器返回Peerlist列表（T₁）
• 4.3 客户端与peer建立TCP三次握手连接
• 2）'>4.4 peer节点返回BM以及Offset信息（T₂）
• 3）'>4.5 客户端请求第一块chunk视频数据块（T₃）
• 4.5.1 向peer节点请求第一块chunk
• 4.5.2 chunk块位置
• 4.6 peer传送chunk视频数据给客户端
• 4）'>4.7 客户端第一次与peer交互chunk块不全为零的BM信息（T₄）
• 4.8 启动过程小结
• 5 PPStream频道播放过程分析
• 5.1 请求peerlist及peerlist返回的规律
• 5.2 Offset值特征
• 5.3 chunk视频数据块传送过程中的特征
• 5.4 chunk块下载策略（Fetching strategy）
• 5.5 客户端连接的peer节点数
• 5.6 上传下载速度及流量分布
• 5.7 冗余率和共享率
• 5.8 本章小结
• 6 结论
• 6.1 PPStream的缓存模型
• 6.2 PPStream模型的特点
• 6.2.1 跳动窗和滑动窗对邻里关系的影响
• 6.2.2 跳动窗和滑动窗下载环境的影响
• 6.3 改进建议
• 6.4 尚待解决问题
• 参考文献
• 索引
• 作者简历
• 学位论文数据集