P2P應用中的用戶行為與系統(tǒng)性能研究.pdf

1、近年來，隨著寬帶網絡在全球范圍內的普及，視頻點播服務(VoD)得到了快速發(fā)展。以PPLive為例，它在2009年初的全球安裝量超過了一億，在線人數(shù)超過兩百萬，其帶寬用量占中國主要網絡運營商骨干網帶寬的10％以上。為了應對用戶不斷增長的需求，有效緩解帶寬消耗，網絡服務提供商普遍采用服務器配合P2P網絡的方式來構建系統(tǒng)。在P2P傳輸模式下，用戶既是服務的對象，又是資源的提供者。他們的行為也對整個網絡的性能產生了直接的影響和作用。研究該系統(tǒng)中

2、的用戶行為，不僅可以了解用戶的需求情況，同時也對改進系統(tǒng)機制、提高傳輸效率、降低服務器負載、提供高質量服務有重要指導意義。
　　本文首先通過主動測量方式，對實際P2P VoD系統(tǒng)進行測量。從多個角度分析了用戶觀看行為的基本特性，包括頻道選擇，在線時長，觀看拖動等情況。然后重點分析VoD系統(tǒng)一個頻道內的用戶觀看行為及其對系統(tǒng)性能所產生的影響。通過統(tǒng)計分析，揭示了資源塊分布與下載速度的聯(lián)系，并在此基礎上依據(jù)網絡實際情況建立模型，刻畫P

3、2P VoD環(huán)境下用戶觀看進度與資源塊分布的相互關系。最后通過仿真驗證其正確性。該模型提供了一種通過用戶下載記錄計算精確的用戶觀看情況，并根據(jù)用戶觀看情況推導頻道內資源塊分布狀況及其下載速度的方法。利用該模型的對頻道實測數(shù)據(jù)的計算結果表明，用戶的觀看進度與下載進度差異明顯，差距最大可達整個影片長度的20％左右。
　　其次，本文將研究擴展到由多個頻道組成的大規(guī)模VoD系統(tǒng)。通過分析P2PVoD服務提供商中心服務器收集的大規(guī)模實際系統(tǒng)

4、中用戶行為的同志數(shù)據(jù)，歸納出P2P VoD系統(tǒng)中用戶觀看行為和共享行為的特點，建立了相關模型描述。并在此基礎上，利用用戶行為的這些特點設計幅度預估算法，預估各頻道未來一天各時刻的用戶數(shù)量。經實測驗證，該預估算法對人數(shù)最多的1000個頻道(占總用戶數(shù)75％)的估算值與實際情況的相對誤差平均值約為11.9％。
　　然后，本文進一步分析用戶行為對系統(tǒng)性能的作用。運用對用戶行為規(guī)律的認識，將用戶觀看/共享行為模型引入到對系統(tǒng)性能的分析之中

5、，建立P2P系統(tǒng)性能模型描述P2P VoD系統(tǒng)中用戶規(guī)模、服務器負載、資源總量與播放質量之間的關系。
　　最后，本文把對用戶行為與系統(tǒng)性能的研究成果應用于對P2P文件共享系統(tǒng)的改進中。重點研究了影響文件共享系統(tǒng)中傳輸效率的三個主要因素：供需比、并發(fā)下載人數(shù)、用戶本地并發(fā)下載任務數(shù)。在此基礎上結合系統(tǒng)中的用戶行為與下載速度特點，設計了改進系統(tǒng)性能的方案。經實測表明，改進方案實施后系統(tǒng)服務器帶寬峰值下降約20％，用戶下載速度普遍提高了