對(duì)等網(wǎng)絡(luò)直播系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享機(jī)制的研究

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1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要與傳統(tǒng)服務(wù)器/客戶端模式相比，對(duì)等流媒體直播系統(tǒng)通過(guò)利用客戶結(jié)點(diǎn)的空閑帶寬，有效地減輕了服務(wù)器的負(fù)載，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，也提高了系統(tǒng)的總體服務(wù)能力。但也具有結(jié)點(diǎn)數(shù)量大、動(dòng)態(tài)性高、異構(gòu)性強(qiáng)以及異步性強(qiáng)等特點(diǎn)，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。高效、穩(wěn)定的媒體數(shù)據(jù)共享機(jī)制是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)流媒體直播系統(tǒng)的核心部分。數(shù)據(jù)共享是指借助P2P網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)浣M織，實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)間高效、快速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)分發(fā)與傳輸，包括緩沖區(qū)管理、拓?fù)渚S護(hù)和數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)度。已有的數(shù)據(jù)共享機(jī)制側(cè)重于系統(tǒng)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)，僅有的幾個(gè)緩沖區(qū)管理和調(diào)度策略也只解決恒定碼流格式媒體數(shù)據(jù)的分發(fā)，在變碼流和大碼流環(huán)境下

2、，數(shù)據(jù)重傳開(kāi)銷大，調(diào)度算法不精確，客戶的播放質(zhì)量較差。為了解決該問(wèn)題，通過(guò)對(duì)緩沖區(qū)管理和數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)度策略進(jìn)行改進(jìn)，提出新穎、實(shí)用的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，包括以下幾個(gè)部分：兩層的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，既可以分段為單位共享、也可以數(shù)據(jù)包為單位共享，提高了共享效率，減小了重傳開(kāi)銷；在結(jié)點(diǎn)間傳遞帶實(shí)時(shí)索引的緩沖區(qū)映射表，使得在調(diào)度之前明確了需要調(diào)度的數(shù)據(jù)量，提高了調(diào)度的精確度，并通過(guò)只傳遞增量的方法減小了控制開(kāi)銷；分區(qū)間采用不同的調(diào)度策略，既保證客戶結(jié)點(diǎn)的服務(wù)質(zhì)量，又兼顧系統(tǒng)全局的數(shù)據(jù)分發(fā)效率；自適應(yīng)帶寬的調(diào)度算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整結(jié)點(diǎn)的最大服務(wù)能力和剩余服務(wù)能力，使每次調(diào)度都盡可能有效，并避免了

3、過(guò)于集中地向某些結(jié)點(diǎn)請(qǐng)求過(guò)多數(shù)據(jù)的情形，一定程度上實(shí)現(xiàn)了負(fù)載平衡；接收請(qǐng)求端通過(guò)擁塞控制方法，減小超時(shí)數(shù)據(jù)傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的浪費(fèi)，提高全局?jǐn)?shù)據(jù)分發(fā)效率。改進(jìn)的數(shù)據(jù)共享機(jī)制在AnySee(第四版本)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，測(cè)試表明，新策略提高了調(diào)度的精確性，減少了調(diào)度失敗比例，尤其是在變碼流、大碼流情形下，有效提高了系統(tǒng)全局的數(shù)據(jù)共享率，保證了客戶的服務(wù)質(zhì)量。關(guān)鍵詞：對(duì)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享緩沖區(qū)管理數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)度I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractComparedwiththetraditionalClient/Servermodel,throughtheuseofclients’s

4、parebandwidth,theLiveStreamingSystembasedonPeer-to-Peer(P2P)networkreducestheloadofserverefficiently,improvesthesystem'sscalability,andalsoraisesthesystem'soverallserviceability.Butwiththefeaturesaslargeamountofnodes,highdynamic,highheterogeneity,highasynchrony,itincreasesthedifficultyofs

5、ystemdesign.AnefficientandstabledatasharingschemeisthecoreofP2PbasedLiveStreamingSystem.DatasharingisthroughtheP2Pnetworktopologyorganizationslogic,toachieveefficient,rapid,stabledatadistributionandtransmissionbetweennodes,itincludethebuffermanagement,topologymaintenance,anddatarequestssc

6、heduling.Existingdatasharingschemefocusedonthesystemtopologydesign,fewaboutbuffermanagementandschedulingstrategyonlysolvedistributionofmediadatawithaconstantbitrate.Whenfacetomediadatawithvariablebitrateorlargebitrate,ithasproblemslikebigspendingofdataretransmission,inaccurateofscheduling

7、algorithm,poorQoS(QualityofService)ofcustomers.Inordertosolvethisproblem,throughtheimprovementofbuffermanagementandschedulingstrategy,anovelandpracticalalgorithmisproposed:Atwo-tierorganizationalstructureofthebufferdata,bothsegmentsandpacketscanbeshared,improvesthee