IP组播与P2P协作分发的自适应流媒体系统

论文摘要

各种流媒体传输技术如同百花齐放,单播、IP组播、P2P或应用层组播ALM是目前流媒体传输的主要形式。单播流媒体适应性好,但难以规模化;IP组播是规模化流媒体最有效传输方式,但存在一些技术和非技术方面的原因一直未使用;近来出现的ALM或P2P组播流媒体模式成为目前IP组播的替换方案,但因其是终端复制、单点转发模式,所以存在延迟、抖动和传输效率问题。未来网络是一个异构、融合的网络,需要一个适应能力强、扩展性好的流媒体传输模式,针对目前现状,我们提出一个自适应组播方式的大规模流媒体传输方案(AMVS),将IP组播和P2P技术有效地结合起来,优劣互补,以适应复杂而动态的网络环境。本论文重点研究IP组播和P2P传输的混合流媒体服务模式,来提高IP组播的扩展性和持续性,在IP组播区的边缘辅以P2P传输区和派生的IP组播分区,并利用分层编码视频,实现大规模自适应的流媒体传输服务。本文主要研究了AMVS系统下的根源IP组播流媒体系统,给出了该系统的整体设计,其中包括IP组播层、组播管理层和P2P传输单元的设计。P2P传输单元是IP组播的延伸和补充,为系统提供自适应能力、持续性和稳定性。组播管理层负责IP组播和P2P传输混合模式的有效实现。另外系统提出了等级用户的概念,根据网络状况或网络硬件支持能力不同,将组播节点分成了三个等级,按优先级提供P2P分层传输服务,等级用户维护着三个节点子集,由P2P控制层的P2PList模块维护,且动态调整。最后,利用NS2对AMVS系统下的根源IP组播流媒体系统的各项性能指标进行了仿真比较,实验结果表明,该系统具有良好的自适应性,利用了IP组播和P2P传输各自的优势,摒弃其劣势,达到设计的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.3 论文结构
• 第二章 背景知识和相关研究
• 2.1 流媒体介绍
• 2.2 流媒体发布技术
• 2.2.1 单播流媒体技术
• 2.2.2 IP组播流媒体技术
• 2.2.3 P2P流媒体技术
• 2.3 视频编码技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 AMVS系统下的根源IP组播流媒体系统的设计
• 3.1 AMVS模型介绍
• 3.2 AMVS模型中的基本概念
• 3.2.1 定义
• 3.2.2 AMVS模型中组播策略的性能指标
• 3.3 根源IP组播流媒体系统的研究
• 3.3.1 系统结构的整体设计
• 3.3.2 P2P速率控制
• 3.3.3 根源IP组播流媒体子系统传输拓扑图
• 3.4 子系统传输策略的详细描述
• 3.4.1 节点的加入
• 3.4.2 P2P服务节点搜索及维护
• 3.4.3 节点的离开
• 3.4.4 P2P服务节点的奉献策略
• 3.5 本章小结
• 第四章 根源IP组播流媒体系统的实现
• 4.1 客户端算法
• 4.1.1 P2P控制算法
• 4.1.2 自适应控制算法
• 4.1.3 IP组播接收算法
• 4.1.4 P2P接收算法
• 4.1.5 P2P发送算法
• 4.1.6 缓存管理算法
• 4.2 服务器端算法
• 4.2.1 调度算法
• 4.2.2 数据传输算法
• 4.3 客户端失效的恢复
• 4.4 本章小结
• 第五章 根源 IP组播流媒体系统的仿真分析
• 5.1 仿真环境
• 5.2 执行仿真
• 5.3 仿真实现
• 5.3.1 一个特定例子的传输拓扑图
• 5.3.2 仿真实现
• 5.4 仿真结果分析
• 5.4.1 带宽占用
• 5.4.2 平均等待时间
• 5.4.3 可扩展性
• 5.4.4 健壮性
• 5.4.5 公平性
• 5.4.6 实验结论
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间发表的论文
• 附录B 攻读硕士期间参加的研究项目