论文部分内容阅读
近年来随着P2P技术的不断发展,P2P软件尤其是P2P视频点播用户数量不断增加,而计算机网络及硬件系统发展相对迟缓。技术发展的不平衡导致P2P应用和因特网服务供应商(ISPs)之间产生了很多问题：一方面,P2P应用尤其是P2P视频点播应用占用了大量因特网带宽,给ISPs带来了沉重的流量负载;另一方面,ISPs针对P2P传输负载的管理方法,也影响了P2P系统的设计和性能,使得P2P视频点播等应用需要做到面向ISP友好。研究表明：两者进行协作将有助于网络传输性能的改善。而ISPs辅助方法是当前ISPs和P2P应用协作的重要方法之一,该方法通过ISPs在P2P节点选择中的辅助作用,帮助P2P应用选择那些符合特定优化目标的节点,从而优化P2P应用及ISPs的系统性能。本文主要研究在大规模P2P视频点播系统中,基于ISPs和P2P应用协作,引入ISPs辅助方法,在保证视频应用需求的前提下,降低P2P流带给ISPs的传输负载,并缩短P2P应用的平均邻居节点距离。本文首先介绍了与P2P视频点播系统相关的技术背景知识,说明了在视频点播服务中引入P2P流媒体技术的必要性；然后分析了P2P和ISPs的传输行为的相互影响,说明P2P网络技术给ISPs带来的诸多问题,并且尝试通过P2P协议改进的方法使P2P应用面向ISP友好；之后探讨了当前ISPs和P2P应用协作的主要方法,提出了本文的主要技术路线,对ISPs辅助的节点选择算法进行了改进；最后在引入ISPs辅助方法的基础上进行P2P视频点播系统设计、用户行为建模和资源策略制定,并且完成了原型系统和实验分析。本文的主要创新有以下三点：首先提出了基于IP标识节点的节点选择优化方法,通过IP信息获取部分底层区域信息,在应用层进行路由区域逼近,由自身协议修改的途径使P2P网络面向ISPs友好；其次针对路由动态变化和链路性质差别对ISPs辅助方法的节点选择算法进行了改进,使得算法能够辅助P2P应用选择那些动态路由代价较小和链路代价较小的对等节点,由协作优化的途径改善ISPs的传输性能；第三是在针对产生大规模数据流的P2P视频点播应用,在服务器端身兼CPs和ISPs两职的系统设计中,引入ISPs辅助方法,使得P2P网络在承载主要数据传输任务的同时,获得服务器端的节点选择帮助,尽可能的减少跨区域P2P流。分别由单机、局域网模拟、原型系统实验得到的结果均表明,ISPs辅助方法可以有效降低包括P2P视频点播在内的应用带给ISPs的网络流量负载,并且提高P2P的节点服务质量。