基于P2P的實(shí)時(shí)流媒體分發(fā)技術(shù)研究

1、基于P2P的實(shí)時(shí)流媒體分發(fā)技術(shù)研究第22卷第4期2009年l2月湖南理工學(xué)院(自然科學(xué)版)JournalofHunanInstituteofScienceandTechnology(NaturalSciences)V01.22NO.4Dec.2009基于P2P的實(shí)時(shí)流媒體分發(fā)技術(shù)研究李毅(湖南理工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院,湖南岳陽(yáng)414006)摘要:設(shè)計(jì)基于P2P網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù)分發(fā)的PM系統(tǒng)模型,并對(duì)系統(tǒng)中媒體管理,節(jié)點(diǎn)管理,流媒體QoS控制,緩沖區(qū)管理做了詳細(xì)的分析.最后在現(xiàn)實(shí)環(huán)境對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明,系統(tǒng)在不需要改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)配置的條件下實(shí)現(xiàn)了資源的快速便捷的發(fā)布和分發(fā),并且發(fā)揮了P2P

2、技術(shù)的優(yōu)勢(shì),能夠有效的解決服務(wù)器鏈路瓶頸的問題.關(guān)鍵詞:P2P;實(shí)時(shí)流媒體;內(nèi)容分發(fā);QoS控制中圖分類號(hào):TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16725298(2009)04.003905Study0nReal-timeStreamingMediaDistributionTechnologyBased0nP2PLIYi(CollegeofComputerScience,HunanInstituteofScienceandTechnology,Yueyang414006,China)Abstract:PMsystemmodelwasdesignedbasedonP2Pnetworkimpleme

3、ntingrealtimestreamingmediadatadistribution,andmediamanagement,nodemanagement,streamingmediaQoScontrol,buffermanagementinsystemwereanalyzedindetail.Finallythesystemwastestedinrealcircumstance,andtheresultshowedthesystemhadimplementedtherapidandconvenientdistributionanddeliveryoftheresourceundertheco

4、nditionofnoneedingtochangethepresentnetworkconfiguration,andexertedthepredominanceofP2Ptechnologytoresolvetheproblemofserverbottlenecklinkeffectively.Keywords:P2P;real?timestreamingmedia;contentdistribution;QoScontrol引言在目前已經(jīng)開發(fā)的流媒體實(shí)時(shí)系統(tǒng)中所有的模型都試圖在網(wǎng)絡(luò)效率,傳輸質(zhì)量,資源消耗以及時(shí)延等方面取得平衡,但都有一定的影響,如:PeerCast中節(jié)點(diǎn)的加入和離開策略

5、都比較簡(jiǎn)單,但容易導(dǎo)致生成樹不平衡;ZigZig中為了維持組播樹的平衡,需要額外維護(hù)一個(gè)邏輯的簇管理結(jié)構(gòu);SplitStream中部署了MDC,部分的解決了可靠性的問題,但卻引入了冗余的編碼;而基于Gossip的Coolstrearning/DONet模型需要從多個(gè)節(jié)點(diǎn)中尋找適合每個(gè)數(shù)據(jù)片斷的合適提供者,取得傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)效率的同時(shí)卻犧牲了延時(shí)pJ_CollectCast采用拓?fù)涓兄x擇的方式得到活動(dòng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)集合,它能夠推斷底層拓?fù)浼捌涮匦詠肀苊饴窂焦蚕頁(yè)砣范蔚墓?jié)點(diǎn),但這樣卻增加了節(jié)點(diǎn)自身的資源消耗【4J.因此,在PM系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮前面所述的各相關(guān)因素,以期望實(shí)現(xiàn)基于P2P網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)流媒體數(shù)

6、據(jù)分發(fā)的最佳效果.PM系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo):1)能夠方便快捷的發(fā)布,檢索和接收實(shí)時(shí)流媒體資源,使用戶在使用過程中感覺不到P2P網(wǎng)絡(luò)存在;2)充分利用現(xiàn)有資源,能適應(yīng)現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)資源要求,不需要對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造;31用戶能快速加入P2P網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù)的分發(fā),高效的構(gòu)建P2P網(wǎng)絡(luò)并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù)的分發(fā):圖1PM系統(tǒng)架構(gòu)示意圖收稿日期:200907.23基金項(xiàng)目:湖南理I學(xué)院科研計(jì)劃資助項(xiàng)目(2008Y51)作者簡(jiǎn)介:李毅(1973),男,湖南岳陽(yáng)人,湖南理T學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院講師.主要研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)湖南理I學(xué)院(自然科學(xué)版)第22卷4)在網(wǎng)絡(luò)狀況發(fā)生波動(dòng)時(shí)能自動(dòng)調(diào)

7、整節(jié)點(diǎn)的連接狀態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化;5)在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效率分發(fā)的情況下盡可能減小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,并且易于將系統(tǒng)部署在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上1系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)構(gòu)架按照上面提出的設(shè)計(jì)要求,本文進(jìn)行設(shè)計(jì)的PM系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示.該系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)器,實(shí)時(shí)流媒體資源目錄中心服務(wù)器,實(shí)時(shí)流媒體分發(fā)服務(wù)器,實(shí)時(shí)流媒體分發(fā)客戶端節(jié)點(diǎn),流媒體播放客戶端.系統(tǒng)中實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù)分發(fā)流程實(shí)現(xiàn)如下:流媒體服務(wù)器對(duì)采集到的實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,節(jié)點(diǎn)S將流媒體服務(wù)器編碼后的生成的URL或文件加上相關(guān)描述發(fā)布到本機(jī)和分發(fā)服務(wù)器,分發(fā)服務(wù)器將各節(jié)點(diǎn)發(fā)布的資源生成目錄列表提交給目錄中心服務(wù)器,各節(jié)點(diǎn)通過目錄檢索到所需要的資源

8、,根據(jù)資源ID定位到流媒體資源并參與該資源的分發(fā),同時(shí)可選擇相應(yīng)的流媒體播放器便可解碼觀看.各個(gè)部分的功能敘述如下:1)目錄中心服務(wù)器:保存并提供目前所有已經(jīng)發(fā)布在分發(fā)服務(wù)器上的實(shí)時(shí)流媒體資源的目錄列表,各個(gè)節(jié)點(diǎn)從目錄中心服務(wù)器得到所需要的實(shí)時(shí)流媒體資源索引的值;2)分發(fā)服務(wù)器:維持資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)列表,對(duì)資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)發(fā)布的實(shí)時(shí)流媒體資源生成索引,并為目錄中心服務(wù)器提供資源列表;3)流媒體編碼服務(wù)器:對(duì)獲取到的原始多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,生成適合流式傳輸?shù)拿襟w提供給資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)發(fā)布:4)節(jié)點(diǎn):PM系統(tǒng)中的對(duì)等體,可以發(fā)布資源,對(duì)資源進(jìn)行檢索,參與其他節(jié)點(diǎn)已發(fā)布資源的分發(fā);5)資源發(fā)布節(jié)點(diǎn):向流媒體分發(fā)

9、服務(wù)器發(fā)布了實(shí)時(shí)流媒體資源的節(jié)點(diǎn),維持參與此資源數(shù)據(jù)分發(fā)的子節(jié)點(diǎn)列表,PM系統(tǒng)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可當(dāng)作資源發(fā)布節(jié)點(diǎn),一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以發(fā)布多個(gè)實(shí)時(shí)流媒體資源,成為資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)之后仍然可以參與其它流媒體資源的分發(fā);6)流媒體客戶端:用于解碼并播放收到的實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù).1.2網(wǎng)絡(luò)模型系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間形成一個(gè)邏輯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)參與資源分發(fā)數(shù)據(jù)源的不同通過一定的策略構(gòu)建成樹狀拓?fù)?每個(gè)資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)作為該棵樹的根.如圖2(a)所示為PM網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)時(shí)刻to的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽庳?網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)有兩個(gè)媒體流處于分發(fā)狀態(tài),其資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)分別為()和P0(),實(shí)線表示1分發(fā)的媒體流,虛線表示分發(fā)的媒體流,分別構(gòu)成由

10、和作為根節(jié)點(diǎn)的組播樹.如圖2(b),fc).2關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)S,;R,R(b)(d圖2PM系統(tǒng)某時(shí)刻t.的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓谕瓿上到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和明確了系統(tǒng)流程后,需要對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能.2.1流媒體資源管理?資源發(fā)布.在PM系統(tǒng)中,任何節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)布資源,首先節(jié)點(diǎn)會(huì)將資源發(fā)布在本機(jī)上,由本機(jī)對(duì)所發(fā)布的資源進(jìn)行驗(yàn)證,如果驗(yàn)證成功則對(duì)資源根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行編碼生成唯一的資源m,同時(shí)更新本機(jī)上的資源列表目錄.各個(gè)節(jié)點(diǎn)定時(shí)向分發(fā)服務(wù)器發(fā)送本節(jié)點(diǎn)發(fā)布以及參與分發(fā)的資源ID列表以及各資源的描述.分第4期李毅:基于P2P的實(shí)時(shí)流蝶體分發(fā)技術(shù)研究4l發(fā)服務(wù)器對(duì)得到各節(jié)點(diǎn)提交的資源ID進(jìn)行處理:1

11、)如果在已有的列表中不存在則添加至資源列表中;2)如果存在相同的資源ID則丟棄.分發(fā)服務(wù)器更新資源列表并記錄更新時(shí)間,同時(shí)更新資源列表的XML文件,目錄中心服務(wù)器定時(shí)向分發(fā)服務(wù)器請(qǐng)求資源列表,如果分發(fā)服務(wù)有較新的資源列表則獲取資源列表并更新日錄中心服務(wù)器.?資源定位節(jié)點(diǎn)從目錄中心服務(wù)器或其它節(jié)點(diǎn)的資源目錄得到需要的實(shí)時(shí)流媒體資源ID,根據(jù)資源ID向分發(fā)服務(wù)器或節(jié)點(diǎn)提出獲取該資源的申請(qǐng),分發(fā)服務(wù)器或節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證該資源ID是否存在,如果存在則將資源描述返回給提申請(qǐng)的節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)通過得到的資源描述定位至資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)并向擁有該資源的發(fā)布節(jié)點(diǎn)發(fā)出請(qǐng)求.圖3所示是實(shí)現(xiàn)流媒體資源定位的一個(gè)具體實(shí)例,節(jié)點(diǎn)M,分別從

12、目錄服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)P檢索到所需資源.?資源注銷圖3資源定位由資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)發(fā)出資源注銷請(qǐng)求,根據(jù)請(qǐng)求分發(fā)服務(wù)器刪除注銷的資源ID并更新資源目錄列表.若資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)非正常離開,分發(fā)服務(wù)器定時(shí)驗(yàn)證資源日錄中資源的有效性,更新資源列表和XML文件.2-2節(jié)點(diǎn)管理在PM系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)采用基于樹狀拓?fù)鋮f(xié)議模型,采用對(duì)節(jié)點(diǎn)的資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和激勵(lì)相結(jié)合的辦法來實(shí)現(xiàn)組播樹在深度和寬度之間的平衡,考慮節(jié)點(diǎn)之間的性能差異,充分利用各節(jié)點(diǎn)的資源,綜合考慮網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)和波動(dòng)性動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)拓?fù)?以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建性能接近于最優(yōu)的組播樹.節(jié)點(diǎn)狀態(tài)分為以下四個(gè)狀態(tài):空閑狀態(tài),發(fā)布源狀態(tài),傳輸狀態(tài)以及臨界的調(diào)整狀態(tài).?節(jié)點(diǎn)的加入由于PM系統(tǒng)

13、采用集中式目錄和分布式目錄相結(jié)合,因此在新節(jié)點(diǎn)加入時(shí)處理方法上稍有不同,如圖4所示,具體步驟如下:Step1:請(qǐng)求加入的新節(jié)點(diǎn)q向節(jié)點(diǎn)玎發(fā)出joinrequest請(qǐng)求;Step2:收到請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)將返Oljoinresponse消息和資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)S以及子節(jié)點(diǎn)列表返回給g;,lLl-”i1(,_llLm)1,:,(l1tIlllLl0s1TpOliSO1,淹體數(shù)流Step3:結(jié)點(diǎn)q收到節(jié)點(diǎn)列表信息之后,向節(jié)點(diǎn),z以及他的各圖4節(jié)點(diǎn)加入(實(shí)線表示數(shù)據(jù)流,虛線表示控制信息)個(gè)子節(jié)點(diǎn)發(fā)送resquery請(qǐng)求;Step4:根據(jù)各節(jié)點(diǎn)返回的resresponse信息,計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的EstimatedRTT值,

14、根據(jù)返回過來的信譽(yù)信息,CPU和內(nèi)存利用率在閥值Q以內(nèi)的節(jié)點(diǎn)中挑選EstimatedRTT值最小的一個(gè)節(jié)點(diǎn)iv/1作為父節(jié)點(diǎn),向其發(fā)送datarequest請(qǐng)求,并將其他的節(jié)點(diǎn)作為候選節(jié)點(diǎn);如果所有的節(jié)點(diǎn)都不符合條件,則向節(jié)點(diǎn)發(fā)送oinrequest請(qǐng)求,并重復(fù)step2至step4.?節(jié)點(diǎn)的退出同樣節(jié)點(diǎn)退出分為正常退出和非正常退.當(dāng)節(jié)點(diǎn)d正常退出時(shí),會(huì)相應(yīng)的通知其父節(jié)點(diǎn)和所有的子節(jié)點(diǎn),父,子節(jié)點(diǎn)接收到消息后會(huì)做出相應(yīng)的處理,具體步驟如下:節(jié)點(diǎn)d向父節(jié)點(diǎn)發(fā)quit消息,父節(jié)點(diǎn)收到消息后將停止發(fā)送數(shù)據(jù)流至節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)d從子節(jié)點(diǎn)中挑選符合要求的一個(gè)EstimatedRTT值最小的節(jié)點(diǎn)S1,將其data

15、request請(qǐng)求重定向至d的父節(jié)點(diǎn),并將其他子節(jié)點(diǎn)的datarequest請(qǐng)求重定向至節(jié)點(diǎn)S1.這樣做的優(yōu)點(diǎn)是盡量保持生成樹的平衡.,若節(jié)點(diǎn)d非正常退出,與節(jié)點(diǎn)d保持連接的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過heart.beat監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)d不可到達(dá),將在自己的節(jié)點(diǎn)列表中置d為掛起狀態(tài),同時(shí)設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)時(shí)鐘timer,當(dāng)時(shí)鐘超時(shí),d的父節(jié)點(diǎn)停止向其發(fā)送湖南理T學(xué)院(自然科學(xué)版)第22卷數(shù)據(jù),d的子節(jié)點(diǎn)將從候選節(jié)點(diǎn)中挑選一個(gè)最優(yōu)節(jié)點(diǎn)發(fā)出data請(qǐng)求,并在各自的節(jié)點(diǎn)列表中刪除.request2.3Qos控制機(jī)制由于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性,異構(gòu)性,網(wǎng)絡(luò)帶寬在很大的范圍內(nèi)發(fā)生變化,而一般流媒體數(shù)據(jù)有嚴(yán)格的時(shí)序和速率要求,由于速率過快

16、導(dǎo)致緩沖區(qū)溢出以及網(wǎng)絡(luò)中的延時(shí),抖動(dòng)和丟失率等都會(huì)影響QoS服務(wù)質(zhì)量.目前對(duì)流媒體在網(wǎng)絡(luò)傳輸QoS有兩種解決思路:一是以網(wǎng)絡(luò)為中心,要求網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備為媒體流傳輸提供帶寬,延時(shí),抖動(dòng),丟失率的QoS保證來實(shí)現(xiàn):另一種是只涉及到端系統(tǒng),不對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)提出要求,通過端對(duì)端的協(xié)議實(shí)現(xiàn)媒體流傳輸?shù)腝oS保證.由于PM系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)性和對(duì)用戶透明的設(shè)計(jì),在此采用基于端系統(tǒng)的QoS.?擁塞控制基本思想就是較多的丟包事件時(shí),讓發(fā)送方降低其發(fā)送速率,當(dāng)檢測(cè)到不擁塞時(shí)增大其發(fā)送速率.在節(jié)點(diǎn)雙方設(shè)置一個(gè)擁塞控制窗口變量SendWin,通過調(diào)整SendWin的值來限制發(fā)送方向接收方發(fā)送的流量速率,設(shè)IT為節(jié)點(diǎn)之問的往返

17、時(shí)延,則發(fā)送方發(fā)送速率大約為SendWin/RRTB/s.SendWin調(diào)整采用加法增乘法減的方法,設(shè)加法因子為a,乘法因子為(0<1),另根據(jù)流媒體的碼率設(shè)定最小閥值P.當(dāng)發(fā)送方收到接收方的丟失消息后,SendWin被調(diào)整為SendWin×當(dāng)發(fā)送方檢測(cè)到?jīng)]有丟包現(xiàn)象時(shí),SendWin經(jīng)過一個(gè)RRT之后自動(dòng)調(diào)整為SendWin+a;若調(diào)整后SendWin小于尸則設(shè)置為尸.圖5為SendWin變化的一個(gè)示意圖,初始SendWin值為10MSS(MaxitumSegmentSize最大分片大/b),每經(jīng)過一個(gè)RTT增加a=IMSS,0.5,P=12MSS.圈5SendWin

18、變化示意圖國(guó)圖6測(cè)試環(huán)境網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D?節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)切換由于媒體流數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間長(zhǎng),在傳輸過程中由于網(wǎng)絡(luò)的波動(dòng)和節(jié)點(diǎn)的變換,網(wǎng)絡(luò)狀況可能會(huì)產(chǎn)生較大的變化,系統(tǒng)采用主動(dòng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的方法,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)切換父節(jié)點(diǎn)與候選節(jié)點(diǎn).通過向父節(jié)點(diǎn)和候選節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一12,NL(heartbeat)信息來檢測(cè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài),當(dāng)檢測(cè)到與父節(jié)點(diǎn)的流速率低于閥值Q的時(shí)候,節(jié)點(diǎn)將從候選節(jié)點(diǎn)巾依據(jù)所得的狀態(tài)資源信息,選取最優(yōu)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)替換原父節(jié)點(diǎn).這個(gè)切換是由節(jié)點(diǎn)層來完成的,對(duì)于應(yīng)用層播放器和用戶來說是透明的,用戶感覺不到節(jié)點(diǎn)的切換.2.4節(jié)點(diǎn)資源檢測(cè)機(jī)制由于P2P網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性和波動(dòng)性,各節(jié)點(diǎn)需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)失效節(jié)點(diǎn)和了解網(wǎng)絡(luò)狀況的

19、變化.在PM系統(tǒng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間采用基于主動(dòng)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制.通過維持L,N(heartbeat)來保證功能的實(shí)現(xiàn),即每隔一段時(shí)間發(fā)送resquery消息給發(fā)布服務(wù)器以及自己維持的節(jié)點(diǎn)列表集內(nèi)的節(jié)點(diǎn),以得到各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息,收到心跳信息的節(jié)點(diǎn)返回resresponses消息以及當(dāng)前本機(jī)的資源信息,并更新各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息,為節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)重組提供依據(jù).狀態(tài)信息包括網(wǎng)絡(luò)時(shí)延信譽(yù)信息以及節(jié)點(diǎn)的CPU和內(nèi)存利用率的信息.2.5緩沖區(qū)管理因PM系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分發(fā)是基于單對(duì)多的設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)時(shí)間只從一個(gè)父節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù),系統(tǒng)中緩沖區(qū)采用循環(huán)隊(duì)列的方式實(shí)現(xiàn),參與不同數(shù)據(jù)源分發(fā)的資源采用不同的緩沖區(qū),緩沖區(qū)管理采用先

20、進(jìn)先出的調(diào)度方式.第4期李毅:基于P2P的實(shí)時(shí)流媒體分發(fā)技術(shù)研究3系統(tǒng)的運(yùn)行測(cè)試3.1測(cè)試環(huán)境系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境如下:采用攝像頭和電視卡作為視頻采集源,通過WindowsMediaEncoder對(duì)所采集的視頻進(jìn)行編碼,為使測(cè)試結(jié)果更有普遍性所有機(jī)器均采用PC機(jī),分別位于教育科研網(wǎng)(CerNet)和電信網(wǎng)(ChinaNet),如圖6所示;機(jī)器d1,/2,位于電信網(wǎng)絡(luò),機(jī)器C1Cl0位于教育科研網(wǎng).S同時(shí)作為目錄服務(wù)器和分發(fā)服務(wù)器,C和分別作為流媒體源和的發(fā)布節(jié)點(diǎn),其余機(jī)器(C3C.)共同參與兩個(gè)流媒體資源的分發(fā).3.2系統(tǒng)測(cè)試下而從啟動(dòng)延遲和帶寬占有兩個(gè)方而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)成本進(jìn)行分析.

21、啟動(dòng)延遲:啟動(dòng)延遲是指節(jié)點(diǎn)發(fā)出請(qǐng)求到接受服務(wù)之間的延遲.啟動(dòng)延遲是流媒體QoS中的一個(gè)重要因素.在本次測(cè)試中啟動(dòng)延遲采用計(jì)算從點(diǎn)擊目錄索引啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)程序開始,至MediaPlayer播放器開始播放時(shí)為止.在實(shí)時(shí)流媒體系統(tǒng)中,由于播放器需緩沖一定的數(shù)據(jù)才能開始播放,一般啟動(dòng)延遲由幾秒到幾十秒不等.在此,將PM系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)延遲和傳統(tǒng)系統(tǒng)的啟動(dòng)延遲以及當(dāng)前使用較為廣泛的P2P實(shí)時(shí)流媒體軟件PPLive,PPStream的啟動(dòng)延遲進(jìn)行比較6J.表1中分別為各節(jié)點(diǎn)的傳統(tǒng)啟動(dòng)延遲,PPLive,PPStream的啟動(dòng)延遲和PM中節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)延遲檢測(cè)值,PM節(jié)點(diǎn)加入順序?yàn)閺淖蟮接?需要特別指出的是:傳統(tǒng)的系統(tǒng)

22、和PM系統(tǒng)播放的同一個(gè)媒體編碼器生成的實(shí)時(shí)流媒體源,碼率為400Kbps;PPLive和PPStream由于測(cè)試環(huán)境所限不能檢測(cè)同一個(gè)實(shí)時(shí)流媒體源.從表l的測(cè)試結(jié)果可以看出,使用PM程序分發(fā)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)延遲整體和傳統(tǒng)方式比較接近,并且部分優(yōu)于傳統(tǒng)方式.這是由于PM系表1節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)延遲節(jié)點(diǎn)名稱ClC3C5C6C1C8CoCiodd2l0119l21O101313242521302426232l26242l242327222491210l1811l613l023251092423l09222098212l9統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)在清求數(shù)據(jù)源的時(shí)候會(huì)從候選節(jié)點(diǎn)集合中選擇性能最優(yōu)的節(jié)點(diǎn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明了啟動(dòng)延遲和機(jī)

23、器性能有直接的關(guān)系.與PPLive和PPStreamll比較,檢測(cè)到的啟動(dòng)延遲整體較優(yōu),這是由于PPLive和PPStream需要調(diào)度從多個(gè)節(jié)點(diǎn)中尋找適合每個(gè)數(shù)據(jù)片斷的合適提供者,這樣就增加了啟動(dòng)過程中的延時(shí).從得到的結(jié)果來看,PM系統(tǒng)中啟動(dòng)延遲是在用戶可以接受的范圍內(nèi).流量統(tǒng)計(jì):節(jié)點(diǎn)的輸人輸數(shù)據(jù)流量.取樣頻率為五秒鐘一次,媒體源碼率為B=282Kbps.通過對(duì)流量的統(tǒng)計(jì)可以一母靜每辭守時(shí)問(秒)圖7傳統(tǒng)服務(wù)器流量和PM資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)流量檢測(cè)系統(tǒng)中對(duì)帶寬資源的使用和占有情況,能夠較好的說明系統(tǒng)的性能和效率.圖7中實(shí)線為傳統(tǒng)的流媒體服務(wù)方式對(duì)服務(wù)器端流量取樣的測(cè)量圖,虛線為PM系統(tǒng)中對(duì)資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)

24、的流量取樣測(cè)量圖,8臺(tái)機(jī)器每間隔30秒加入一個(gè)播放請(qǐng)求.從上面的示意圖可以看出,傳統(tǒng)的流媒體分發(fā)方式中所有的節(jié)點(diǎn)都從服務(wù)器獲取數(shù)據(jù),服務(wù)器數(shù)據(jù)流量基本與提供的服務(wù)數(shù)M成正比S=MxB.與傳統(tǒng)的流媒體分發(fā)方式相比,PM系統(tǒng)中資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流量與參與分發(fā)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)沒有直接的關(guān)系,當(dāng)資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)到飽和后(在此為4),新加入的節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)選擇其他的節(jié)點(diǎn)作為源獲取數(shù)據(jù).系統(tǒng)中帶寬消耗分散在各個(gè)節(jié)點(diǎn)中,不會(huì)造成節(jié)點(diǎn)的資源或鏈路瓶頸,通過設(shè)置多個(gè)分發(fā)服務(wù)器的方式有效的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展性.(下轉(zhuǎn)第61頁(yè))統(tǒng)系嘲第4期劉喜斌:靜電力與靜電場(chǎng)應(yīng)力張量與的夾角為,如圖1所示.從圖l可知,=Ecos0,

25、E=Esin0,Ez=0,代人(3)式并寫成矩陣形式,有12c.s212sin200-E2sin20一-E2cos2000o一吉1E2c.s28-oE2Sin200上式表明,ds上的7在和組成的平面內(nèi),7與的夾角剛好是與的夾角的兩倍,7的大小為能量密度值E,7的方向隨的方向而變化.當(dāng)電力線在ds面上垂直流出或流人即(,)=0或兀時(shí),二7的方向與一致,即(7,)=0或2n,ds面上受到一張應(yīng)力.當(dāng)電力線與出面平行即(,):要時(shí),l廠與反向平行,即L(f,)=兀,ds面上受到一壓應(yīng)力.如果有-/b束電力線組成一電力線管,因管的橫截面與電力線垂直,則管的橫截面上受到張應(yīng)力;由于電力線平行于管壁,在管

26、壁上則受到壓應(yīng)力.這個(gè)結(jié)論正好與法拉第關(guān)于電力線性質(zhì)所做的假設(shè)一致.應(yīng)注意的是,電力線上的作用力是無法測(cè)量的,能測(cè)量的只是電荷上的作用力.靜電場(chǎng)應(yīng)力告訴我們的只是這些應(yīng)力在封閉面上的積分等于內(nèi)部電荷所受的合力,因此,單位面積力只是一種等效力,而不是實(shí)際存在的力,它只對(duì)于封閉面積分才有意義.參考文獻(xiàn)1程守洙.普通物理學(xué)(第2冊(cè))M.第五版.北京:高等教育J版社,1999【2郭碩鴻電動(dòng)力學(xué)【M】.北京:高等教育出版社,1998(上接第43頁(yè))4結(jié)論本文提了一種集中式目錄與分布式目錄結(jié)合的基于樹狀拓?fù)涞膶?shí)時(shí)流媒體分發(fā)的設(shè)計(jì)模型與實(shí)現(xiàn)方案,該方案的特點(diǎn)是:1)每個(gè)實(shí)時(shí)流媒體數(shù)據(jù)的分發(fā)都構(gòu)成以資源發(fā)布節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)