基于信任机制HTS的P2P流媒体直播模型设计

论文摘要

本文主要研究和设计了一种基于混合信任机制的P2P流媒体直播模型。传统的P2P流媒体应用在很大程度上改善了网络流媒体的性能,但与之俱来的是P2P网络带来的安全性问题。原因在于P2P网络的开放性,使得大量的节点可以随意的进出网络,其中必然同时存在善意和恶意的节点。而中心服务器的缺失使得P2P网络中缺乏可以提供权威认证的机构,网络中的各个节点只能了解和自己有过交易的少数节点。这种开放性为恶意节点提供了机会,成为P2P网络安全性的隐患。本文首先对于P2P流媒体直播应用的研究现状和关键技术进行了分析,着重介绍了在信任机制领域的一些研究成果,同时对这些研究成果在流媒体视频领域的适用性和优缺点进行了分析,为后续章节中提出一种全新的混合信任机制做了理论知识的储备。本文设计的混合信任机制,在物理层拓扑结构上主要采用半分布式结构,由媒体源,超级节点SN和普通节点构成。在信任值的计算中,通过对于节点之间局部信任度的采集,以统计的方式获得各节点的全局唯一信任值,并且利用迭代计算简化了每次对于信任值的更新。本文对于信任值的存储,利用加解密技术和分布式管理的策略,将信任值分散在网络中的各个节点,同时通过Hash算法避免其他节点获取信任值的存放位置,增强了网络的安全性,防止恶意节点对信任值存储节点的攻击。本文设计的信任机制不同于传统信任机制中对于匿名性的放弃,而是采用了更加积极的方式,既允许非恶意的匿名节点访问网络,又在服务的性能和品质上对于匿名节点做了限制,在服务节点的分配中保证了高信任度节点的服务质量。在此信任机制的基础上,本文提出了基于多点传输的P2P流媒体直播模型。通过对于客户端片断选择算法和缓冲区管理,以及服务器端服务模式的改进实现信任机制和流媒体传输的良好结合。本文提出的基于信任机制的P2P流媒体直播模型,是在P2P流媒体直播领域引入信任机制的一种全新的尝试。尽管对于P2P网络的信任机制已经有了很多的研究,但是对于实际应用,尤其是视频应用还只停留在理论阶段。本文提出的模型,在P2P流媒体直播系统中引入了基于信任的安全机制,同时保持了系统对于P2P网络特质和性能的支持,较低程度的使用了系统的资源,使得系统的健壮性和高效性得到了提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关研究现状
• 1.3 论文主要贡献
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 P2P网络及流媒体直播的相关技术
• 2.1 概述
• 2.2 P2P网络的概念及拓扑结构
• 2.2.1 中心化拓扑
• 2.2.2 全分布式非结构化拓扑
• 2.2.3 全分布式结构化拓扑
• 2.2.4 半分布式拓扑
• 2.3 流媒体关键技术
• 2.3.1 网络流媒体常见格式
• 2.3.2 流媒体传输协议分析
• 2.3.2.1 实时传输协议RTP
• 2.3.2.2 时传输控制协议RTCP
• 2.3.2.3 实时流协议RTSP
• 2.3.2.4 微软自定义的实时传输协议MMS
• 2.3.2.5 RSVP协议
• 2.3.3 流媒体服务器对比分析
• 2.3.3.1 Microsoft Media Services
• 2.3.3.2 Realnetworks HelixServer
• 2.3.3.3 QuickTime Streaming Server
• 2.4 P2P流媒体直播的关键技术
• 2.4.1 媒体查找算法
• 2.4.2 网状P2P流媒体数据传输
• 2.4.3 P2P流媒体中的安全技术
• 2.4.3.1 信任机制
• 2.4.3.2 数字版权保护管理DRM（Digital Rights Management）
• 2.4.3.3 网络层安全隧道
• 2.4.3.4 传输层安全隧道
• 2.4.3.5 应用层安全隧道
• 第三章 P2P网络信任模型
• 3.1 概述
• 3.2 P2P网络信任模型的研究现状
• 3.2.1 集中式信任模型
• 3.2.2 基于局部推荐的信任模型
• 3.2.3 全局可信度模型
• 3.2.4 基于负反馈的信任模型
• 3.2.5 多因子信任模型
• 第四章 一种新型的混合信任模型HTS
• 4.1 HTS概述
• 4.2 HTS网络构架
• 4.3 信任值的计算
• 4.4 HTS工作原理和流程
• 4.4.1 Servant的登录及退出
• 4.4.2 信任服务流程
• 4.4.3 SN失效的处理机制
• 4.4.4 快速进出者的应对机制
• 4.5 HTS的性能和安全性分析
• 4.5.1 HTS流媒体直播性能分析
• 4.5.2 HTS模型的安全性分析
• 第五章 基于HTS信任机制的流媒体直播模型设计
• 5.1 概述
• 5.2 直播系统基本构架
• 5.3 直播系统的核心工作流程及算法
• 5.3.1 节点选择算法
• 5.3.2 片断选择算法
• 5.3.3 媒体文件传输和缓存管理策略
• 5.3.4 信任值的更新
• 5.4 功能模块设计
• 5.4.1 媒体源的设计
• 5.4.2 超级节点SN的设计
• 5.4.3 普通节点的设计
• 第六章 结论与下一步研究方向
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 下一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文