（計(jì)算機(jī)軟件與理論專業(yè)論文）基于bittorrent的流媒體vod服務(wù)的研究.pdf

基予b i t t o r r o a t 的流媒體v o d 駐務(wù)的研究摘要 基于b i t t o r r e n t 的流媒體v o d 服務(wù)的研究 計(jì)算機(jī)軟件與理論 碩士生：劉小艷 指導(dǎo)教師：林小拉教授 摘要 據(jù)最新的互聯(lián)閼發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示哆在中晷2 。l 億瓣民中約夕成是踺 絡(luò)音樂和影視的用戶?？梢?，流媒體技術(shù)成為當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的一項(xiàng)主流應(yīng)用。由于 流媒體具有帶寬高、時(shí)延長等特性，研究高可擴(kuò)展性和強(qiáng)魯棒性的流媒體分發(fā)系 統(tǒng)已成為一個(gè)的挑戰(zhàn)性課題。 本文提出了一種新的流媒體分發(fā)模型b t v o d 。b t v o d 模型基于b i t t o r r e n t 協(xié)議，采用c s 和p 2 p 相結(jié)合的混合型結(jié)構(gòu)。b i t t o r r 鋤t 協(xié)議的“節(jié)點(diǎn)越多，速 度越快 特性對于流媒體這樣的熱點(diǎn)應(yīng)用有天然的優(yōu)勢，僵其最初設(shè)計(jì)不適合分 發(fā)流媒體數(shù)據(jù)的。本文對b i t t o r m n t 協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，使b t v o d 系統(tǒng)成為一個(gè)高 q o s ( q u a i l 毋o fs e r v i c e ) 保證的流媒體分發(fā)模型。 針對b i t t o r r e n t 協(xié)議的最少片段優(yōu)先和隨機(jī)策略鄰?fù)拦?jié)點(diǎn)選擇算法分發(fā)流媒 體數(shù)據(jù)的低效性，b t v o d 系統(tǒng)提出了最少片段優(yōu)先和順序選擇的概率調(diào)度算法、 基于閾值的隨枧選擇和高q o s 鄰居節(jié)點(diǎn)優(yōu)先調(diào)度算法，拓展了緩沖區(qū)的管理以 及加入媒體服務(wù)器來增強(qiáng)服務(wù)質(zhì)量。 本文在n s 2 平臺(tái)的b i t t o r m n t s i m 模擬器上仿真實(shí)現(xiàn)了b t v o d 系統(tǒng)，并針 對流媒體的q o s 流暢度、媒體服務(wù)器依賴度幫數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)三個(gè)主要性能指標(biāo) 設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn)，測試了片段選擇算法參數(shù)p 對系統(tǒng)性能的影響，比較緩沖區(qū)熱 度算法和f i f o 算法的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出，基于b i t t o r r e n t 協(xié)議的流媒體 系統(tǒng)b t v o d 的設(shè)計(jì)是可靠酶，流媒體服務(wù)器依賴度低，與已有的s c r i b e - b a s e d 流媒體系統(tǒng)相比，用戶的q o s 滿足率高，且系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性高。本文的 實(shí)驗(yàn)方案及架構(gòu)設(shè)計(jì)為p 2 p 流媒體系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究提供有價(jià)值的參考方案 和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：對等網(wǎng)絡(luò)，b i t t o r r c n t ，流媒體，服務(wù)質(zhì)量，視頻點(diǎn)播 r e s e a r c ho ns t r e a m i n gm e d i av i d e o - o n - d e m a n ds e r v i c eb a s e do nb i t t o r r e n tt e c h n o l o g y a b s t r a c t r e s e a r c ho ns t r e a m i n gm e d i av i d e oo nd e m a n ds e r v i c e b a s e do nb i t t o r r e n tt e c h n o l o g y c o m p u t e rs o f t w a r ea n dt h e o r y n a m e ：x i a o y a nl i u s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rx i a o l al i n a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h el a t e s ts t a t i s t i c so fr e p o r to nd e v e l o p m e n t ，i nc h i n aa b o u t8 0 o f210m i l l i o ni n t e m e tu s e r si n d u l g ei nm e d i aa n dv i d e o i no t h e rw o r d s ，v i d e o s t r e a m i n ga p p l i c a t i o nh a sb e c o m ea m a i n s t r e a mo fi n t e r n e tt e c h n o l o g y o w i n gt ot h e c h a r a c t e r i s t i c so fs t r e a m i n gm e d i aa p p l i c a t i o ns u c ha sh i g hb a n d w i d t ha n dl o n g - t i m e s p a n ；i ti sac h a l l e n g er e s e a r c ho nm e d i ad i s s e m i n a t e ds y s t e m sw i 也m 曲e x p a n s i b i l i t y a n dr o b u s 缸l e s s t h i sd i s s e r t a t i o ns t u d i e st h et h e o r i e sa n dt e c h n i q u e so fp 2 ps t r e a m i n gm e d i a b r o a d c a s ts e r v i c e a f t e r 也ei n t r o d u c t i o no fb i t t o r r e n tp r o t o c o l ，t h i sd i s s e r t a t i o n m a k e sac o m p a r i s o no fs e v e r a lt y p i c a lp 2 ps t r e a m i n gm e d i ad i s t r i b u t i o nm o d e l si n d e t a i l ，a n df i n a l l yp r o p o s e sav i d e o - o n d e m a n dm o d e lb a s e do nb i t t o r r e n tp r o t o c o l ( b t v o d ) b t v o dm o d e li sak i n do fh y b r i dm o d e lw h i c hc o m b i n e st h ef e a t u r e so fc sa n d p 2 p 謝n 1s t r o n gr o b u s t n e s sa n dh i 曲e x p a n s i b i l i t y h o w e v e r , b i t t o r r e ：n tp r o t o c o li s n o to r i g i n a l l yd e s i g n e df o rt i m e - s e n s i t i v ec o n t e n td i s t r i b u t i o na n di n d e e di sn o t s u i t a b l ef o rt i m e - s e n s i t i v ed a t ad i s t r i b u t i o n i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，w em a k em o d i f i c a t i o n s t ob i t t o r r e n tp r o t o c o li nt h ef o l l o w i n ga s p e c t s f i r s t ，i no r d e rt og u a r a n t e eh i g hq o st ou s e r s ，m e d i as e r v e ri sa d d e di nt h es y s t e m s e c o n d , i n s t e a do ft h eo r i g i n a lr a r e s t - f i r s tc h u n ks e l e c t i o na l g o r i t h m ，w ep r o p o s ea h y h i r ds c h e d u l ea l g o r i t h mo fo r d e r - f i r s ta n dr a r e s t - f i r s tw i mp r o b a b l es e l e c t i o n t h i r d ， d u et ol o we f f i c i e n c yf o rt h eo r i g i n a lr a n d o mn e i g h o u r ss e l e c t i o na l g o r i t h mt om e d i a d i s t r i b u t i o n , an e wa l g o r i t h mi sp r o p o s e db a s e do nt h et h r e s h o l do fr a n d o ms e l e c t i o n a n dh i g hq o sn e i g h 0 1 1 1 8 a tl a s t ，o w i n gt oh i 曲b a n d w i d t ho fs t r e a m i n gm e d i a , t h e b t v o ds y s t e me x t e n d st h eb u f f e rm a n a g e m e n ta n dp u t sf o r w a r dt h eb u f f e ra l g o r i t h m b a s e do np r i o r i t yp a r t i t i o nc h u n k p r e s e r v a t i o na n dr e p l a c e m e n t r e s e a r c ho ns t r e a m i n gm e d i av i d e o - o n d e m a n ds e r v i c eb a s e do nb i t t o r m n tt e c h n o l o g ya b s t r a c t i na d d i t i o n ，w em a k ea ne x p e r i m e n to nb t v o ds y s t e ma n dd e s i g nt h e s i m u l a t i o na c c o r d i n gt ot h em a i np e r f o r m a n c ei n d i c a t o r so fm e d i ad i s t r i b u t i o n 。t h e b t v o ds y s t e mp l a y sag o o dp e r f o r m a n c ei nm e d i ad i s t r i b u t i o na c c o r d i n gt ot h e e x p e r i m e n t a lr e s u l t s t h es y s t e mn o to n l yp r e s e n t sl i r l ed e p e n d e n to nt h em e d i a s e r v e r , b u ta l s os h o w sl o wl a t e n c ya n dh i g hm e d i ap l a y b a c kf l u e n c y i no n ew o r d ，t h e d i s s e r t a t i o nm a k e saf o u n d a t i o nt ot h eo p t i m i z a t i o nf o rp 2 ps t r e a m i n gs y s t e m p e r f o r m a n c ea n dp r o v i d e sv a l u a b l er e f e r e n c et ot h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sa n dt h e s o l u t i o n s k e y w o r d s ：p 2 p ，b i t t o r r e n t ，m e d i as t r e a m i n g ，q u a l i t yo fs e r v i c e ， v i d e o - o n d e m a n d h i 基予b i t t o r r e n t 的流媒體v o d 服務(wù)的研究 原俐性明 論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)f ，獨(dú)立進(jìn)行研究 工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人 或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集 體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：耍：lj 、抱 日期：z 口d 7 年p j 月磚日 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 本人完全了解中山大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留 學(xué)位論文并向國家主管部門或其指定機(jī)構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版，有權(quán)將學(xué) 位論文用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文進(jìn)入學(xué)校圖書館、院系資料室被查 閱，有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用復(fù)印、縮印或其 他方法保存學(xué)位論文。 學(xué)位論文作者簽名：劉小艷 日期：2 口吖年口歲月羅日 醐。壚如蜘 基于b i t t o r r e n t 的流媒體v o d 服務(wù)的研究第1 牽緒論 第1 章緒論 隧著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和用戶多樣化需求的驅(qū)動(dòng)，流媒體( s t r e a m i n g m e d i a ) 應(yīng)用的發(fā)展得到了極大地促進(jìn)?，F(xiàn)如今在多媒體新聞發(fā)布、在線直 播、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、 實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等領(lǐng)域都有涉及到流媒體麴應(yīng)耀，流媒體的贏帶寬、低延遲 等特性正成為推動(dòng)未來寬帶應(yīng)用的主動(dòng)力。但是，流媒體傳輸需要較為嚴(yán) 格的q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) 保證，而基于t c p i p 協(xié)議的盡力而為的機(jī)制 主要是為突發(fā)性的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)的，不能保證流媒體網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的q o s ，因 而對流媒體分發(fā)的技術(shù)的研究具有十分重要的意義。 1 。 研究背景 近年來，隨著大規(guī)模存儲(chǔ)、離性能工作站以及寬帶網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)突飛猛 進(jìn)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒉辉僦皇俏谋竞蛨D像，使得多媒體透信服 務(wù)從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上成為可能。 據(jù)“第2 3 次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告【1 】顯示，截至2 0 0 8 年l _ 2 月 3 1 日，中屠網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到2 9 8 億人，人口普及率達(dá)到2 2 6 ，超過全球平均水 平；網(wǎng)民規(guī)模較2 0 0 7 年增長8 8 0 0 萬人，年增長率為4 1 9 。中國網(wǎng)民規(guī)模保持 快速增長之勢，2 0 0 8 年的網(wǎng)絡(luò)媒體的使用率較2 0 0 7 年提升了近5 個(gè)百分點(diǎn)，達(dá) 到7 8 5 ，用戶群體增長7 9 0 0 萬，達(dá)到2 3 4 0 0 萬人。2 0 0 8 對重大事件的報(bào)道， 例如奧運(yùn)會(huì)，使網(wǎng)絡(luò)媒體躋身于主流媒體行列。 2 0 0 9 年1 月7 呂1 4 ：3 0 ，工業(yè)和信息化部為中國移動(dòng)、中國電信和中國 聯(lián)通發(fā)放3 張第三代移動(dòng)通信( 3 g ) 牌照，此舉標(biāo)志著我國正式進(jìn)入3 g 時(shí)代。 3 g 時(shí)代的到來，標(biāo)示著網(wǎng)絡(luò)帶寬在速度上的提升，3 g 網(wǎng)絡(luò)使得用戶在全球 范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無縫漫游，3 g 時(shí)代的到來，無疑會(huì)促進(jìn)流媒體技術(shù)的發(fā) 展。 基予b i t t o r r e n t 夔滾媒體* c o d 濂務(wù)戇磷究籀1 章緒論 可見流媒體的應(yīng)用是當(dāng)前和可預(yù)見的將來的一個(gè)主流應(yīng)用，所謂流媒 體( s t r e a m i n gm e d i a ) 是指在網(wǎng)絡(luò)上按時(shí)閱先后次序并以源源不斷的水流方 式實(shí)時(shí)傳輸和播放的連續(xù)音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)流。流媒體應(yīng)用的主要 形式包括視頻直播、視頻點(diǎn)播和視頻會(huì)議等。 視頻直播以及視頻點(diǎn)播豐富了老百姓的文化和娛樂生活，特別是去年 的奧運(yùn)期間，奧運(yùn)節(jié)目的直播非常受歡迎，p p l i v e 蕊、u u s e e 3 1 等流媒體應(yīng) 用軟件給廣大網(wǎng)民帶來了很多便利與樂趣。 健是，如何讓視頻直播與點(diǎn)播應(yīng)用提供高質(zhì)量的服務(wù)，要解決這個(gè)的 問題必須必須確保以下幾點(diǎn)，那就是：最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接、最多的可直播、 點(diǎn)播內(nèi)容、最快的傳輸速率、最短的網(wǎng)絡(luò)延遲、最優(yōu)質(zhì)的音頻視頻效果。 所以如何在現(xiàn)有爨絡(luò)環(huán)境合理搭建一個(gè)流媒體直播點(diǎn)播系統(tǒng)顯得籠為重 要。 傳統(tǒng)的分布式多媒體系統(tǒng)主要使用c s 模式，所有的用戶都從服務(wù)器 處獲敷資源。由予流媒體服務(wù)具有持續(xù)時(shí)聞長、帶寬高和存德容量大等特 點(diǎn)，在這種模式下，一方面隨著客戶數(shù)目的快速增加，服務(wù)器的資源就成 為系統(tǒng)瓶頸；另一方面長距離數(shù)量眾多的網(wǎng)絡(luò)連接也可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的擁塞， 從藤影響流媒體服務(wù)的質(zhì)量，無法滿足大范圍實(shí)時(shí)流媒體應(yīng)用的性能要求， 因此如何提升傳統(tǒng)的分布式多媒體系統(tǒng)性引起了人們的關(guān)注。 c s 模式下流媒體服務(wù)的個(gè)變體就是內(nèi)容分法網(wǎng)絡(luò)( c o n t e n td e l i v e r y n e t w o r k ，c d n ) ，c d n 技術(shù)是近年來興起并迅速發(fā)展起來的一種解決互聯(lián)霹 性能不佳問題的有效手段。主要思想是在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上，通過在 網(wǎng)絡(luò)各處放置節(jié)點(diǎn)服務(wù)器而構(gòu)建一層智能虛擬網(wǎng)絡(luò)，c d n 系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和各節(jié)點(diǎn)的連接、負(fù)載狀況以及到用戶的距離和響應(yīng)時(shí)間等 綜合信息將用戶的請求重新導(dǎo)向離用戶最近的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。 近年來，新興的p 2 p 網(wǎng)絡(luò)是分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范型，p 2 p 網(wǎng)絡(luò)最基本的 宗爵是鼓勵(lì)用戶充當(dāng)起客戶端和服務(wù)器端的雙重角色。在p 2 p 網(wǎng)絡(luò)中，節(jié) 點(diǎn)不僅可以從網(wǎng)上下載資源，也可以上載資源給網(wǎng)絡(luò)其他的節(jié)點(diǎn)，終端節(jié) 點(diǎn)的帶寬有效利用可以緩解服務(wù)器端的壓力。 基于p 2 p 技術(shù)的應(yīng)用最初主要用于大規(guī)模的分布式數(shù)據(jù)文件分發(fā)，特別 2 萋予b i t t o r r e n t 筢流媒體v o d 瓤務(wù)酶研究第1 攀緒論 是在b i t t o r r e n t 4 1 、e m u l e 5 】等軟件的廣泛流行厝。鑒于p 2 p 數(shù)據(jù)共享的優(yōu)越 性及流媒體驤務(wù)的特殊性，近年來，p 2 p 技術(shù)逐步震于漉媒體分發(fā)服務(wù)，許 多p 2 p 流媒體童播點(diǎn)播系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，典型的系統(tǒng)有 d o n e t c o o l s t r e a m i n g 6 1 、p p l i v e 2 1 、p p s t r e a r n 。 然麗，p 2 p 技術(shù)存在著一些瓣題，首先p 2 p 缺乏集孛管理祝制，不象在 c s 模式中在中心點(diǎn)進(jìn)行管理；其次p 2 p 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的安念性難以保證，另 外還存在吞噬網(wǎng)絡(luò)帶寬和版權(quán)等閼題。此外，露前還沒有制定出一致的p 2 p 標(biāo)準(zhǔn)，這對p 2 p 技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展也是一個(gè)障礙。瑟基于p 2 p 翦流媒體技術(shù) 也只是處于起步階段，值得進(jìn)一步去研究和推廣。 露前，梅建p 2 p 視頻點(diǎn)播系統(tǒng)一般采用兩種結(jié)梅：基于樹( t r e e 。b a s e d ) 豹組播結(jié)構(gòu)和基予鬻( m e s h - b a s e d ) 的組攆結(jié)褥。基于樹翁結(jié)構(gòu)延續(xù)了薹p 綴播 的思想，具有明確的父子節(jié)點(diǎn)關(guān)系，數(shù)據(jù)調(diào)度簡單，數(shù)據(jù)傳輸效率高。而基予網(wǎng) 的組播結(jié)梅不需要在覆蓋嬲拓?fù)渲忻方ú⒕S護(hù)圈定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過節(jié) 點(diǎn)之聞豹數(shù)據(jù)互換獲褥數(shù)據(jù)交互酶高效性。闋時(shí)，協(xié)議的開鎮(zhèn)低，易于察現(xiàn)， 對于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化黑有良好的適應(yīng)性。 b i t t o r r e n t ( 簡稱b t ) 是一種多點(diǎn)下載的、源碼公開的p 2 p 軟件，楚褥囂 i n t e m e t 土最為流行的p 2 p 文彳孛簸攀系統(tǒng)之，所以在實(shí)際應(yīng)用和學(xué)術(shù)研究 中都吸引了人們的大量關(guān)注。b i t t o r r e n t 是屬予網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有協(xié)議簡單， 可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 在b i t t o r r e n t 文件分發(fā)系統(tǒng)中，分配器或文件的持有者將文件發(fā)送給其 中一名用戶，再由這名用戶轉(zhuǎn)發(fā)給其它用戶，用戶之間相強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)自己所擁 有的文律部分，直到每個(gè)震戶的下載都全部完成。這種方法可敷使下載服 務(wù)器同時(shí)處理多個(gè)大體積文件的下載請求，而無須占用大量帶寬。因此， 比特流傳輸被人們稱之為“群集、散布、集中的文件傳輸協(xié)議。 鑒于b i t t o r r e n t 攜議靜文佟分發(fā)靜高效健，本文是基于b i t t o r r e n t 協(xié)議拓 展，提出一種新型的流媒體分發(fā)的模式。 3 基予b i t t o r r e n t 麓漉媒俸v o d 鼴務(wù)懿磺究 第1 章緒諗 1 2 p 2 p 流媒體系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn) p 2 p 流媒體技術(shù)本身具有其特殊性，如有媒體數(shù)據(jù)的傳輸持續(xù)時(shí)間長，帶寬 資源占用高，以及接收媒體數(shù)據(jù)時(shí)有較為嚴(yán)格的時(shí)限和順序要求等。經(jīng)過近幾 年豹研究與發(fā)展，瑟翦雖然墨經(jīng)有了一些p 2 p 流媒體肖關(guān)驁模型、解決方 案和原形系統(tǒng)，但是p 2 p 領(lǐng)域仍舊是一個(gè)有許多待解決的挑戰(zhàn)性難題的活 躍研究領(lǐng)域，面臨的挑戰(zhàn)主要包括如下幾點(diǎn)： 節(jié)點(diǎn)煞初始加入策路、節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)注處理、節(jié)熹失效時(shí)的鼴都修復(fù)策略、鬻絡(luò) 拓?fù)洳黄ヅ涞膯栴}、媒體數(shù)據(jù)段的搜索、服務(wù)質(zhì)量的保證、激勵(lì)和安全機(jī)制、系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)豹構(gòu)建、數(shù)據(jù)片斷的緩存和調(diào)度策略、對v c r ( v i d e oc a s s e t t er e c o r d e r ) 操作的支持策略、e 殮s ( q u a l i t yo f s e r v i c e ) ；襁t , 測和不露點(diǎn)播頻道之聞的合作策略等 等。 l 。節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)性處理 p 2 p 流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是賚多個(gè)節(jié)點(diǎn)組戒的覆蓋霜( o v e r l a yn e t w o r k ) ，節(jié)點(diǎn) 隨時(shí)可能加入或退出系統(tǒng)，在p 2 p 流媒體系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)一般需要請求從其他節(jié)點(diǎn)獲 得流媒體數(shù)據(jù)，因此，薪節(jié)點(diǎn)請求麓入系統(tǒng)時(shí)首先需要搜索定位能為其提供服務(wù) 的節(jié)點(diǎn)，而在節(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng)后，一雖節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)被關(guān)閉或者發(fā)生瓣絡(luò)故障，將導(dǎo)致 該節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸中斷，影響這些帶點(diǎn)的播放質(zhì)量。由于節(jié)點(diǎn)的離開 行為不霹避免且頻繁發(fā)生，醫(yī)此在大擐摸的p 2 p 流媒體殘用環(huán)境下，避免或減少 節(jié)點(diǎn)離開或失效的影響，或者如何建立有效的帶點(diǎn)搜索定位機(jī)制減少服務(wù)被中斷 的時(shí)間是p 2 p 流媒體分發(fā)技術(shù)研究中所面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。 2 。赧務(wù)質(zhì)量( q o s ) 保證 e l l 于視頻數(shù)據(jù)量巨大，而實(shí)時(shí)視頻傳輸又有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性要求，需簧在特定的 時(shí)潤間隔內(nèi)將特定的數(shù)據(jù)單元解碼顯示，這就要求網(wǎng)絡(luò)必須提供足夠的帶寬，才 麓縑涯視頻鯰黃輸凄量。 但是，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性難以滿足實(shí)時(shí)視頻傳輸?shù)囊?，主要原因宥以下?方面：鼷終中通信予鼴的異構(gòu)性和接收端豹舜橡性、實(shí)時(shí)視頻傳輸?shù)母邘?、?shí) 時(shí)視頻傳輸所要求豹時(shí)延、實(shí)盼視頻傳輸所要求的丟趣率。 毒 基于b i t t o r r c n t 的流媒體v o d 服務(wù)的研究第1 牽緒論 此外，當(dāng)前流行的各種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的視頻流碼率都比較高，超過或低 予碼率都會(huì)導(dǎo)致解碼時(shí)緩沖區(qū)發(fā)生上溢或下溢，影喃播放質(zhì)量，節(jié)點(diǎn)可麓隨時(shí)離 開或失效，這些因素將導(dǎo)致p 2 p 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下流媒體分發(fā)服務(wù)的q o s 服務(wù)質(zhì)量問 題更加突出。因此在p 2 p 流媒體分發(fā)服務(wù)中如何對節(jié)點(diǎn)的q o s 服務(wù)質(zhì)量提供保 障已成為p 2 p 流媒體分發(fā)技術(shù)研究中的核心聞?lì)}。 3 激勵(lì)和安全機(jī)制 在p 2 p 系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)都是對等的，這種對等計(jì)算模式具有自組織以及離可 擴(kuò)展性等特征。然| 麗由于p 2 p 系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)往往更多地表現(xiàn)臻自興趣和理性，個(gè) 體節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)往往是最大化自身的網(wǎng)絡(luò)效用。節(jié)點(diǎn)對自身網(wǎng)絡(luò)效用的追求導(dǎo)致了 搭便車( f r e e - r i d i n g ) 川問題，即系統(tǒng)中絕大多數(shù)節(jié)點(diǎn)不奉獻(xiàn)資源，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn) 行依賴予少量用戶的無私奉獻(xiàn)。 a d a r 等人對g n u t c l l a 網(wǎng)絡(luò)的用戶行為做了研究，研究發(fā)現(xiàn)，7 0 的g n u t e l l a 用戶并不共享任何文件，接近5 0 的查詢命中僅來自l 的g n u t e l l a 用戶川。 由此可見，p 2 p 網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)搭便車的行為使得i n t e r a c t 資源和帶寬的浪費(fèi)，不 能充分發(fā)揮節(jié)點(diǎn)的服務(wù)能力，所以如何建立一套有效的激勵(lì)機(jī)制，使得節(jié)點(diǎn)在行 使消費(fèi)者角色的同時(shí)，主動(dòng)承擔(dān)為其它節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)的職責(zé)，也是p 2 p 流媒體內(nèi) 容分發(fā)中一項(xiàng)值得研究的課題嘲。 4 媒體數(shù)據(jù)段的緩存 由予流媒體一邊下載一邊播放，節(jié)點(diǎn)不斷從本地緩存中讀數(shù)媒體數(shù)據(jù)，丑邊 下載新媒體數(shù)據(jù)且以一定策略替換緩存數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)緩存中的數(shù)據(jù)還可供鄰居節(jié)點(diǎn) 獲取。 在流媒體直播系統(tǒng)中，因?yàn)楣?jié)贏行為眈較一致，所醛緩存空聞憋數(shù)據(jù)重含度 大，節(jié)點(diǎn)易從鄰居節(jié)點(diǎn)處獲得數(shù)據(jù)，緩沖數(shù)據(jù)處理相對簡單。 但在流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)，在節(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng)時(shí)間點(diǎn)離散的情況下，各個(gè)節(jié)點(diǎn)更趨 向于播放不同時(shí)聞點(diǎn)上的視頻內(nèi)容，造成節(jié)點(diǎn)之閩緩存的數(shù)據(jù)毅重合度低。如果 點(diǎn)播系統(tǒng)中媒體數(shù)據(jù)緩存機(jī)制性能低下，節(jié)點(diǎn)將難以從系統(tǒng)中其它節(jié)點(diǎn)下載得到 相應(yīng)數(shù)據(jù)，而且會(huì)頻繁地向服務(wù)器發(fā)起數(shù)據(jù)請求，從而加重服務(wù)器的負(fù)載壓力， 造成單點(diǎn)故障等闖題。因此，如俺建立研究高效的媒體數(shù)據(jù)段緩存機(jī)制，逶避增 加節(jié)點(diǎn)自身的緩存服務(wù)能力共享媒體數(shù)據(jù)，以降低服務(wù)器的負(fù)載壓力。 s 基予b i t t o r r e n t 戇滾媒體v o d 騷務(wù)戇研究 綮1 章縫論 1 3p 2 p 流媒體系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 由于p 2 p 流媒體技術(shù)蘊(yùn)涵著巨大的技術(shù)潛力和商業(yè)價(jià)值，國內(nèi)外許多 科研機(jī)構(gòu)和大公司都加入p 2 p 流媒體網(wǎng)絡(luò)的研究行列中，特別是在歐美等 發(fā)達(dá)國家在流媒體系統(tǒng)研究中取得了良好的研究成果，推動(dòng)了p 2 p 流媒體 技術(shù)的發(fā)展。典型的p 2 p 流媒體系統(tǒng)有s p r e a d l t 粥、p r o m i s e 1 們、c o o p n e t 1 1 】【1 2 】 和s p l i t s t r e a m j 3 。 1 3 1 國內(nèi)現(xiàn)狀 在流媒體直播方面，2 0 0 4 年6 月香港中文大學(xué)張欣研研發(fā)了國內(nèi)第個(gè)p 2 p 視頻流媒體直播軟件d o n e t c o o l s t r e a m i n g t 酗，在歐溯杯賽舉行期聞，在 p l a n e t l a b e l 4 l 網(wǎng)上試用成功，注冊用戶迅速積累超過了5 0 萬人。 c o o l s t r e a m i n g 是典型的基于g o s s i p 1 5 】協(xié)議的d o n e t 模型，是一款基于無結(jié) 構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牧髅襟w直播軟件。g o s s i p 協(xié)議是一種隨機(jī)可靠多播協(xié)議，使用類儆 于b i t t o r r e n t 的多點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳播協(xié)議在用戶之間傳送媒體數(shù)據(jù)包，是一種 有效的分布式消患擴(kuò)教機(jī)制，它使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)聞可以交換彼此了鰓的信息并 及時(shí)更新，解決了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)上的消息擴(kuò)散閥題。 在基于g o s s i p 協(xié)議模型中，節(jié)點(diǎn)將消息發(fā)送給鄰居的一組節(jié)點(diǎn)，鄰居節(jié)點(diǎn) 接到消息后根據(jù)需要再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這種模型不存在集中控制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是數(shù)據(jù) 的接收者，也是數(shù)據(jù)的提供者，因此具有非常好的可靠性，是一種非結(jié)構(gòu)化的分 布式模型，c o o l s r e a m i n g 中節(jié)點(diǎn)共享媒體數(shù)據(jù)是基于一種稱作“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的 楓制。 此外，華中科技大學(xué)集群與網(wǎng)格計(jì)算湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的a n y s e e 軟 件也是國內(nèi)研發(fā)的一個(gè)不錯(cuò)的直播軟件。 國內(nèi)商業(yè)界也涌現(xiàn)了很多成功薛p 2 p 流媒體直播產(chǎn)晶，始p p l i v e 、p p s t r e a m 、 沸點(diǎn)和t v a n t s 等，其中以p p l i v e 最為有名。p p l i v e 也是國內(nèi)一個(gè)很有影響力 的崖播軟件，是基于應(yīng)用層的組播技術(shù)，使用網(wǎng)狀模型有效解決了網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播 服務(wù)的帶寬和負(fù)載青限聞?lì)}。在2 0 0 6 年鞋超級女聲弦決賽期聞，頻道觀看人數(shù) 6 基于b i t t o r r e n t 的漉媒體v o d 瑕務(wù)的研究第1 章緒論 達(dá)到十萬人，把p 2 p 應(yīng)用又推向一個(gè)新高。 在點(diǎn)播方面，謦前成功推出系統(tǒng)的還不多，典型的有g(shù) r i d c a s t 琢l 系統(tǒng)、 p p s t r e a m 點(diǎn)播系統(tǒng)。 g r i d c a s t 是由華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院集群與網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)室的p 2 pe - l e a r n i n g 組開發(fā)，予2 0 0 5 年1 2 月份成功研發(fā)并投入使用的對等視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，具有支持 多人共享點(diǎn)播片段、跟蹤( t r a c k e r ) 服務(wù)器用戶引導(dǎo)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)容組織等特點(diǎn)。 g r i d c a s t 利用p 2 p 的多點(diǎn)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間組織策略的動(dòng)態(tài)o v e r l a y 結(jié)構(gòu)， 使得加入用戶可以綴快加入當(dāng)前的p 2 p 霹絡(luò)并獲墩數(shù)據(jù)，達(dá)到郄點(diǎn)即看的效果。 1 3 2 國外現(xiàn)狀 流媒體的研究在囡外起步較早，在1 9 9 8 年，美國東北波士頓大學(xué)的學(xué)生的 肖恩范寧為在網(wǎng)上找到音樂而編寫的一個(gè)程序，這個(gè)程序能夠搜索音樂文件并提 供檢索，把所有的音樂文件地址存放在一個(gè)集中的服務(wù)器中，這樣使用者就能夠 方便地過濾上百的地址而找到自己需要的m p 3 文件。在最高峰時(shí)n a p s t e r t l 7 】網(wǎng)絡(luò) 有8 0 0 0 萬的注冊用戶，由于版權(quán)問題，n a p s t e r 在2 0 0 1 年3 月關(guān)閉。但是，n a p s t e r 的發(fā)展掀起了p 2 p 流媒體系統(tǒng)發(fā)展薪時(shí)代的到來。 在n a p s t e r 之后，以g n u t d l a 【埔】為主的p 2 p 系統(tǒng)不斷發(fā)展壯大，新系統(tǒng)如 k a z 啦【1 9 1 、f r e e n e t 2 0 1 、m o r p h e u s 、b i t t o r r e n t 等不斷涌現(xiàn)，p 2 p 用戶數(shù)量也持續(xù) 快速增長。丙挖p 的思想和技術(shù)也迅速放文件共事領(lǐng)域拓展至l 諸如分布式計(jì)算、 協(xié)同工作、分布式存儲(chǔ)及應(yīng)用層組播等領(lǐng)域。 傳統(tǒng)的m 組播存在著可擴(kuò)展性差、組播組管理困難、安全擁塞控制機(jī)制弱、 組播縫蛙空聞小和只跨域不跨時(shí)等缺點(diǎn)。應(yīng)用層組播中數(shù)據(jù)的路由、復(fù)制、轉(zhuǎn)發(fā) 由成員主機(jī)完成，不用改變底層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，有效的彌補(bǔ)了m 組播存在的缺點(diǎn)。 在應(yīng)用層組播思想提趟后的短短幾年內(nèi)，多個(gè)研究機(jī)構(gòu)開展了流媒體技術(shù)研 究項(xiàng)善，如：e s m ( e n ds y s t e mm u l t i c a s t ) 、y o i d 、s c a t t e r c a s t 、o v e r c a s t 、a l m i 2 “、 h m ( h o s tm u l t i c a s t ) 等，其中e s m 是c m u ( 卡耐基梅隆大學(xué)) 開展的一個(gè)端系 統(tǒng)組播研究項(xiàng)目，是懿前為止最成功的一個(gè)項(xiàng)目，2 0 0 0 年出現(xiàn)的p 2 p 視頻直播 系統(tǒng)e s m 系統(tǒng)就標(biāo)志著p 2 p 流媒體進(jìn)入系統(tǒng)發(fā)展期。 國外常見的p 2 p 流媒體系統(tǒng)有p a s t r y t 2 2 1 、g n u t e l l a t l 8 1 、s p r e a d l t 、k a z a a 、 7 基予b i t t o r r e n t 酶滾媒體v o d 派務(wù)酶掰究繁1 孝緒論 p r o m i s e 、c o o p n e t 、s p l i t s t r e a m 和d i r e c t s t r e a m o d l 。 p a s 搜尋2 刁是微軟研究院提出鶼可擴(kuò)展的分布式對象定位和路由協(xié)議，可用于 構(gòu)建大規(guī)模的p 2 p 系統(tǒng)。在p a s t r y 中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)分配一個(gè)1 2 8 位的結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符號 ( n o d e l d ) ，所有的結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符形成了一個(gè)環(huán)形的n o d e l d 空間，范圍從0 到2 1 2 8 1 ， 結(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng)時(shí)通過散列結(jié)點(diǎn)撐地址在1 2 8 位n o d e l d 空閬中隨機(jī)分配。 g n u t e l l a 是一個(gè)p 2 p 文件共享系統(tǒng)，它和n a p s t e r 最大的區(qū)別在于g n u t e l l a 是純粹的p 2 p 系統(tǒng)，沒有索引服務(wù)器，它采用了基于完全隨機(jī)圖的洪泛( f l o o d i n g ) 發(fā)現(xiàn)和隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)( r a n d o mw a l k e r ) 楓制。為了控制搜索消息的傳輸，透過霸吃 ( t i m et ol i v e ) 的減值來實(shí)現(xiàn)。 k a z a a 是現(xiàn)在全世界流行的幾款p 2 p 軟件之一，根據(jù)c a 公司統(tǒng)計(jì)，全球 k a z a a 的下載量超過2 。5 億次。使用k a z a a 軟件進(jìn)行文件傳輸消耗了互聯(lián)網(wǎng)4 0 的帶寬。之所以它如此的成功，是因?yàn)樗Y(jié)合了n a p s t e r 和g n u t e l l a 共同的優(yōu)點(diǎn)。 這些系統(tǒng)在后面的章節(jié)會(huì)詳細(xì)介紹。 此外，也有一些研究視構(gòu)將傳統(tǒng)的流媒體技術(shù)運(yùn)用于p 2 p 系統(tǒng)。麗美量奧利 根大學(xué)研究的p a l s 2 4 】自適應(yīng)分層媒體流框架，利用了媒體流的分層編碼技術(shù)， 各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送不圍層的編碼流，由接收者根據(jù)其能力接收若干層的編碼。 1 4 論文研究內(nèi)容 b i t t o r r e n t 是b r a i nc o h e n 設(shè)計(jì)的第二代p 2 p 文件共事協(xié)議，并且已經(jīng)被證明 是p 2 p 內(nèi)容分發(fā)一個(gè)非常有效的模式，b i t t o r r e n t 的成功在于能有效地調(diào)動(dòng)p 2 p 網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)帶寬達(dá)到快速分發(fā)資源的霸的。 但b i t t o r r e n t 其分發(fā)的資源有一個(gè)明顯的特點(diǎn)是時(shí)間不敏感的，本文研 究的基于b i t t o r r e n t 協(xié)議的系統(tǒng)對流媒體點(diǎn)播的性能的研究，國內(nèi)外相關(guān)研 究并不是特別多，b a s s 2 司和b i t o s 2 7 1 是基于b i a o r r e n t 協(xié)議的s t r e a m i n g 系統(tǒng)。 本文著眼于p 2 p 流媒體網(wǎng)絡(luò)影響服務(wù)質(zhì)量中的這個(gè)主要問題，對p 2 p 流媒體系統(tǒng)q o s 的進(jìn)行研究，分析如何更有效的發(fā)揮系統(tǒng)中對等節(jié)點(diǎn)的作 用、有效的提舞p 2 p 流媒體的q o s ，提患了基于b i a o r r e n t 協(xié)議的流媒體分 發(fā)模型b t v o d 。 基子b i t t o r r e n t 的流媒體v o d 服務(wù)的研究 第l 牽緒論 b t v o d 模型改進(jìn)b i t t o r r e n t 片段選擇算法和鄰居節(jié)點(diǎn)選擇算法，擴(kuò)張 緩沖區(qū)設(shè)置和弓l 進(jìn)流媒體綴務(wù)器增強(qiáng)服務(wù)質(zhì)量。 本論文的主要工作如下： 1 開展對p 2 p 技術(shù)和b i t t o r r e n t 原理的理論研究，重點(diǎn)研究b i t t o r r e n t 的 工作原理、通信協(xié)議和常見p 2 p 流媒體系統(tǒng)； 2 研究b i t t o r r e n t 客戶端及服務(wù)器源代碼，重點(diǎn)研究和分析關(guān)鍵的功能類 及關(guān)鍵的核心算法，提出基于b i t t o r r e n t 協(xié)議的模型轉(zhuǎn)補(bǔ)內(nèi)d ； 3 對在已有的b i t t o r r e n t 仿真器b i t t o r r e n t s i m 源碼上修改相關(guān)協(xié)議和 算法，使得b t v o d 成為適合實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)的流媒體分發(fā)系統(tǒng)。 4 在仿真平臺(tái)上對p 2 p 流媒體系統(tǒng)性能優(yōu)化措施中的片段選擇算法、 鄰居節(jié)點(diǎn)選擇及媒體服務(wù)器性能機(jī)制進(jìn)行有效性驗(yàn)證。根據(jù)媒體播 放流暢度、媒體服務(wù)器的依賴度和數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)三個(gè)方面流媒體系統(tǒng)重 要指標(biāo)設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，收集仿真數(shù)據(jù)并評估b t v o d 模型。 | l 。5 論文結(jié)構(gòu) 本文共分五章，各章節(jié)安排如下： 第l 章為緒論，主要介紹了課題背景、流媒體的雷內(nèi)外研究現(xiàn)狀及面峻的挑 戰(zhàn)，以及本人所完成的主要工作。 第2 章為p 2 p 流媒體系統(tǒng)綜述，該章詳細(xì)介紹了p 2 p 技術(shù)概念及優(yōu)缺點(diǎn)， 流媒體技術(shù)并介紹了幾點(diǎn)典型的p 2 p 流媒體分發(fā)系統(tǒng)，并對死種系統(tǒng)進(jìn)行了性能 比較，最后介紹了當(dāng)今主流文件分發(fā)系統(tǒng)的工作原理和核心算法，并討論了 b i t t o r r e n t 協(xié)議擴(kuò)展為p 2 p 流媒體系統(tǒng)的可行性。 第3 章為基于b i t t o r r e n t 協(xié)議的流媒體v o d 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出b t v o d 系統(tǒng)總 體組織架構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)還有節(jié)點(diǎn)加入退出等的管理機(jī)制，并通過現(xiàn)有統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)分析流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)的用戶行為分為，介予b i t t o r r e n t 系統(tǒng)的片段選擇算 法、鄰居選擇算法和緩沖區(qū)等不適合流媒體分發(fā)的各方面的改進(jìn)策略。 奎 基于b i t t o r r e n t 的流媒體v o d 服務(wù)的研究 第1 章緒論 第4 章為b t v o d 系統(tǒng)的原型仿真實(shí)現(xiàn)，該章首先介紹主流的p 2 p 仿真工具， 并詳細(xì)介紹了n s 2 仿真平臺(tái)，介紹已有的b i t t o r r e n t 協(xié)議的n s 2 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)框 架b i t t o r r e n t s i m ，在該仿真器上修改代碼，實(shí)現(xiàn)本文第三章節(jié)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型， 得出仿真數(shù)據(jù)，分析系統(tǒng)性能。 第5 章為總結(jié)與展望，該章對課題所做的研究工作進(jìn)行總結(jié)，指出了進(jìn)一步 研究的方向。 1 0 堆十b i t t o 刪t 的* 體v o d m 舞 究第2 幸p 2 p 流姚體系統(tǒng)綜述 第2 章p 2 p 流媒體系統(tǒng)分析 本章主要研討在p 2 p s t r e a m i n g 領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)技術(shù)和主要成果，并對基于單 組播樹、基于多組播樹、基于網(wǎng)狀三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各選取一種典型的p 2 p 流媒體分 發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析和比較，此外，著重分析b i t t o r r e n t 協(xié)議的工作原理和核 心機(jī)制，并對b i t t o r r e n t 擴(kuò)展流媒體系統(tǒng)進(jìn)行了可行 _ ! 的分析。 2 1p 2 p 技術(shù)概述 2l1p 2 p 基本概念 對等( p e e r - t o p e e r ，簡稱p 2 p ) 網(wǎng)絡(luò)，足相對傳統(tǒng)c s 模式提出，自1 9 9 9 年n a s p t e r 的盛行，p 2 p 網(wǎng)絡(luò)模式j(luò) 下在逐漸成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，p 2 p 系統(tǒng)產(chǎn) 生的網(wǎng)絡(luò)流量已經(jīng)超過h t t p 訪問產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量，成為占據(jù)i n t e r n e t 帶寬的首 要應(yīng)用。 客戶 g 戶 幽2 1c s 模式 客戶機(jī) # p 機(jī) 在c s 網(wǎng)絡(luò)中，如圖2 - 1 所示服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的核心，處理能力強(qiáng)的一端，而 客戶機(jī)是請求服務(wù)的一方，客戶機(jī)通過服務(wù)器獲得所需要的網(wǎng)絡(luò)資源，而服務(wù)器 為客戶機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)必須的資源?？蛻舳撕头?wù)器是在不對等的地位，一方提供服 務(wù)，一方請求服務(wù)服務(wù)器端對應(yīng)多個(gè)客戶端的請求，所以就需要強(qiáng)大處理和高 帶寬的服務(wù)器，大量數(shù)據(jù)集中存放在服務(wù)器端，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是以服務(wù)器為核心，在 艄十b i t t o n e n t 的媒體v o d 服舟研究 第2 辛p 2 pw l 媒體系綜述 這種架構(gòu)下，服務(wù)端和客戶端存在明顯的主從關(guān)系。 在c s 架構(gòu)下，隨著請求服務(wù)節(jié)點(diǎn)的增加，服務(wù)器的負(fù)荷就成為系統(tǒng)瓶頸， 很容易造成“單點(diǎn)失效”，服務(wù)器崩潰就導(dǎo)致整個(gè)嘲絡(luò)的癱瘓，所以，c s 模 式的負(fù)載均衡能力比較差，服務(wù)器的性能極大限制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作。 人們?yōu)榱私鉀Q這個(gè)問題，使用過很多辦法，比如使用更高級的硬件、鏡像技 術(shù)等等。但足當(dāng)客戶端數(shù)量更多時(shí)，服務(wù)器還是無法應(yīng)付，只能更換更高級的硬 件，使用更多的鏡像，陷入一個(gè)惡性循環(huán)。 近年來，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的處理能力極大的增強(qiáng)，如何 提高計(jì)算機(jī)效率和利用的分散的網(wǎng)絡(luò)資源做大型分布式計(jì)算逐漸成為學(xué)術(shù)界的 熱點(diǎn)問題? w 1 5 幽2 - 2p 2 p 模式 p 2 p 這時(shí)就應(yīng)運(yùn)而生，如圖2 - 2 所示p 2 p 對等網(wǎng)絡(luò)消除了客戶端和服務(wù)端的 概念，為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供一個(gè)新的思路，財(cái)富雜志更將p 2 p 列為影響未來科技 發(fā)展的四大技術(shù)之一。 p 2 p 模型中不存在單點(diǎn)失效問題。p e e r 在英文中的翻譯是伙伴的關(guān)系，雙方 是平等的，備方都既是客戶端又是服務(wù)器端，既可以請求服務(wù)也可以提供服務(wù)。 因?yàn)椴淮嬖谝粋€(gè)服務(wù)器，而且所有節(jié)點(diǎn)的地位均等，所以，單節(jié)點(diǎn)失效不影響 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其他節(jié)點(diǎn)之間還可以繼續(xù)通信。 不同c s 架構(gòu)的個(gè)很明顯的特征是，p 2 p 網(wǎng)絡(luò)是人多力量大，節(jié)點(diǎn)越多， 提供的資源就越多，網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)是分散在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之中，服務(wù)節(jié)點(diǎn)越 多，系統(tǒng)可擴(kuò)展和健壯性方面的能力就越強(qiáng)。 基于b i t t o r r e n t 的流攥體v o d 服務(wù)的研究第2 章p 2 p 流媒體系統(tǒng)綜述 目前，在學(xué)術(shù)界、工業(yè)界對于p 2 p 并沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，以下是近年來很 多研究者對p 2 p 技術(shù)的基本內(nèi)涵進(jìn)行的概簿2 5 】： p 2 p 系統(tǒng)最早的定義是一類利用位于i n t e r n e t 邊緣的資源( 包括存儲(chǔ)、計(jì)算周 期、內(nèi)容、人) 的應(yīng)用【2 8 】； 一個(gè)平等、自治的自組織網(wǎng)絡(luò)，它的露標(biāo)是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中避免中央服務(wù)器麗 去平等地敷享服務(wù)資源【2 8 】； 是分散的、自組織的分式布系統(tǒng)，系統(tǒng)中的主要通信是對稱的【2 8 l ； 所有參與系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)處于完全對等的地位，沒有客戶機(jī)和服務(wù)器之分，也可 以說每個(gè)結(jié)點(diǎn)既是客戶機(jī)，也是服務(wù)器；既向別人提供服務(wù)，也享受來自別人的 服務(wù)。 p 2 p 是一種基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的新的技術(shù)應(yīng)用模式，逐漸成為學(xué)術(shù)和商業(yè)應(yīng)用 的研究熱點(diǎn)，它的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢在于： 1 分散性 網(wǎng)絡(luò)中的資源和服務(wù)都分散在各個(gè)節(jié)點(diǎn)中，p 2 p 系統(tǒng)所有節(jié)點(diǎn)的地位都是對 等的，節(jié)點(diǎn)間的通信無需通過服務(wù)器的中轉(zhuǎn)，更加直接高效地通信，避免的服務(wù) 器的單點(diǎn)故障，麗絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通過協(xié)調(diào)與合作，互相交換資源與服務(wù)。 2 動(dòng)態(tài)性 在p 2 p 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以靈活地加入和退