基于DONet的P2P流媒体直播调度算法研究

论文摘要

随着宽带的日趋普及和通信网络技术的快速发展,P2P流媒体以其高扩展性和较高的性价比,成为推动未来宽带应用的主动力。如何对各个发送者传送的数据进行有效合理的调度成为提高流媒体服务质量的关键,因而高性能的数据调度成为P2P流媒体研究领域中的一个核心问题。DONet是一种用于流媒体的数据驱动网络,利用数据的可用性信息引导数据的流向而非利用某个特殊的网络结构约束数据的流向,其简单、高效、健壮等特点改善了系统的稳定性,提高了系统的吞吐量,从而有效的弥补了以往树状模型的不足。然而现有的DONet调度算法存在着启动延迟大、有限带宽下数据块易丢失、节点带宽利用率不高等问题。本文针对流媒体数据具有的时间限制特性,在深入分析了现有DONet数据调度算法的基础上,提出了一种基于DONet的P2P流媒体直播优化调度算法（LOSA）。首先,算法考虑将数据块在Peer节点缓存中的位置与其播放期限相关联,和尽量减少紧急请求的等待时间的问题,设计了一种紧急数据请求优先的策略,保证紧急数据可以优先调度,同时减少数据块的丢失。其次,算法在考虑节点能力的前提下,将传统的RF策略与提出的紧急数据请求优先策略相结合,既保证了紧急数据的优先请求,又保证了稀缺数据块在网络中的快速分发,从而提高了媒体流的播放质量。最后,在网络仿真平台NS-2上进行了算法的仿真实验,并与现有数据调度算法进行了性能分析比较。仿真结果表明所提出的算法较现有算法具有更加良好的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 P2P 流媒体数据调度研究现状
• 1.3 现有研究的不足
• 1.4 课题的主要研究内容和本文结构安排
• 第2章 流媒体和P2P 技术概述
• 2.1 流媒体定义
• 2.2 流媒体的关键技术
• 2.2.1 流式技术的基础
• 2.2.2 流式传输的一般过程
• 2.2.3 流媒体播放方式
• 2.2.4 流媒体传输协议
• 2.2.5 常见的流媒体文件格式
• 2.3 P2P 技术简介
• 2.4 P2P 技术的主要应用
• 2.5 P2P 技术面临的典型问题
• 2.6 本章小结
• 第3章 LOSA 算法的提出
• 3.1 引言
• 3.2 LOSA 算法模型选择
• 3.2.1 Spreadit 模型分析
• 3.2.2 SplitStream 模型分析
• 3.2.3 DONet 模型分析
• 3.3 模型比较
• 3.4 LOSA 算法的提出
• 3.5 本章小结
• 第4章 LOSA 算法的设计
• 4.1 P2P 流媒体关键属性
• 4.2 节点能力的计算
• 4.3 缓存区段的划分
• 4.4 紧急请求的调节
• 4.4.1 Shaking 算法分析
• 4.4.2 Shaking 算法的改进
• 4.5 LOSA 算法
• 4.6 本章小结
• 第5章 仿真实验与性能分析
• 5.1 仿真平台NS-2
• 5.1.1 NS-2 简介
• 5.1.2 NS-2 体系结构
• 5.1.3 NS-2 网络模拟过程
• 5.2 仿真实验设计
• 5.2.1 仿真方案及性能指标
• 5.2.2 总体仿真环境设置
• 5.3 实验结果与性能分析
• 5.3.1 节点启动延迟比较
• 5.3.2 播放连续度比较
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介