基于NS2的PeerCast模拟平台设计与实现

论文摘要

近年来,流媒体在互联网上大量应用,然而由于传统C/S模式过分依赖媒体服务器的性能和带宽,使得流媒体的播放质量并不让人满意。为了解决这个问题,P2P技术被引入到流媒体应用中。P2P流媒体技术具有健壮性、扩展性、带宽适应性等多项优点,但由于P2P网络的节点数量大,同时在线用户数量多,使得其网络特性不易被研究人员发现和掌握,不利于协议的分析和改进。因此,网络模拟就成为了对P2P流媒体协议开发与研究的的一种重要方式。本文在网络模拟工具NS2上模拟了一种典型的P2P流媒体软件——PeerCast。这是一种基于树型结构的P2P流媒体网络模型。首先,对PeerCast的系统架构、工作流程、主要算法以及其自创PCP通信协议进行深入的剖析,理解其运作的机制;其次,在模拟过程中为了降低PeerCast程序加入NS2的复杂性,本文设计并实现了一个基于NS2的网络通信接口平台NCIP,应用程序可以通过平台提供的接口方便的加入到NS2中进行模拟。NCIP平台具有广泛的通用性,这为一些不了解NS2的研究者利用NS2进行网络模拟提供了便利,有利于加速网络应用软件的研究和推广;最后,将PeerCast移植到NS2上模拟软件大规模运行的情况,得到实验数据并进行分析和发掘,找出PeerCast软件存在的不足,并针对树的平衡问题对PeerCast节点的加入、退出、寻路等算法进行改进,模拟改进后的算法观察改进效果。通过对PeerCast的模拟和改进,可以从整体上把握P2P流媒体软件运行时的网络状况,对于P2P流媒体软件开发与研究具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 P2P流媒体技术
• 1.2.2 网络模拟工具
• 1.2.3 P2P协议模拟
• 1.3 本文研究内容及组织结构
• 第2章 基于P2P的流媒体技术原理
• 2.1 P2P技术
• 2.1.1 P2P技术的发展过程
• 2.1.2 P2P软件的架构方式
• 2.1.3 P2P技术的应用现状
• 2.2 流媒体技术
• 2.2.1 流媒体技术特征
• 2.2.2 流媒体传输控制协议
• 2.3 P2P流媒体技术
• 2.4 本章小结
• 第3章 PeerCast软件分析
• 3.1 PeerCast软件简介
• 3.2 PeerCast系统分析
• 3.2.1 PeerCast系统架构分析
• 3.2.2 PeerCast工作流程
• 3.2.3 PeerCast主要算法
• 3.3 协议分析
• 3.3.1 PeerCast涉及的协议
• 3.3.2 PCP协议报文分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 网络通信接口平台NCIP设计与实现
• 4.1 功能需求
• 4.1.1 扩展的传输层模块
• 4.1.2 应用层网络接口模块
• 4.1.3 基本应用程序模块
• 4.2 总体设计
• 4.3 TCP代理扩展功能的设计
• 4.3.1 TCP代理携带真实数据的设计
• 4.3.2 TCP代理流量控制服务的设计
• 4.3.3 TCP代理缓冲区的设计
• 4.3.4 BufferTcp类的设计
• 4.3.5 NS2 中动态建立连接的设计
• 4.4 UDP代理扩展功能的设计
• 4.5 套接字类的设计
• 4.6 套接字管理者的设计
• 4.6.1 主要套接字函数的设计
• 4.6.2 IP地址与节点ID的映射
• 4.6.3 删除套接字函数的设计
• 4.7 应用程序基类的设计
• 4.8 网络通信接口平台的应用
• 4.9 本章小结
• 第5章 PeerCast模拟分析与优化
• 5.1 PeerCast模拟与分析
• 5.1.1 模拟目标
• 5.1.2 模块设计
• 5.1.3 模拟结果
• 5.2 组播树的平衡问题
• 5.2.1 问题提出
• 5.2.2 改进算法描述
• 5.2.3 协议修改
• 5.2.4 模拟结果
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢