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随着网络流媒体应用日趋普及,用户对多媒体业务的需求越来越大,如何在因特网上提供大规模的流媒体服务已成为流媒体研究的重点。传统的C/S模式,因为性能和带宽等原因服务器很容易成为系统瓶颈。IP组播将数据包进行复制采用组播的方式发送给多个用户,这种方式虽然减少了服务器的压力但由于安全和管理等原因难以在网络中广泛部署。CDN分发网络由于部署成本过高难以广泛应用。在P2P模式下,系统中的节点是对等的既接收服务又可以利用自身的资源为其它节点提供服务,充分利用了系统中的空闲资源减轻了服务器的负载,提高了系统的扩展性。
目前,P2P流媒体技术主要应用在视频直播和准点播系统中。由于点播系统某些固有的特点使得P2P流媒体技术应用在视频点播系统中面临更大的挑战。针对点播系统的数据实时性、节点动态性、资源和请求异构性及VCR等动态行为,本文在资源节点定位、数据分发和覆盖网结构三个方面对现有的协议和算法进行了分析和比较,并基于扩展性的考虑,设计了一个非结构化的P2P视频点播系统UVoD。
UVoD系统采用数据驱动的方式构成非结构化的覆盖网络。在此基础上借鉴BT在文件传输方面的成功经验,采用集中式方案进行资源节点定位减少节点的定位延时,并通过在服务器端维护一个开放节点列表减少节点的启动延迟。进行节点定位时,根据带宽优先和拓扑汇聚策略进行节点选择,降低覆盖网压力的同时保证节点的流服务质量。为了改进视频播放连续性问题在进行数据调度时,提出一种高低优先级调度策略。节点进行VCR操作时根据拖放到的位置分别采用可控洪泛和集中式定位方案进行资源节点的定位,降低tracker压力的同时不影响用户的观看体验。随后,通过理论分析得到服务器负载和节点规模无关,证明了UVoD系统具有较高的扩展性。在NS2仿真平台上搭建了UVoD系统的仿真模型对源服务器压力、节点启动延迟、节点视频播放连续度等系统性能进行仿真测试。仿真结果显示,本文设计的UVoD系统在扩展性、节点启动延迟、播放连续性等方面具有一定的优良性。