對等點播系統(tǒng)數(shù)據(jù)分發(fā)關鍵技術研究.pdf

1、互聯(lián)網的快速發(fā)展使得視頻點播正逐漸演變?yōu)楫斍懊襟w內容傳播的主流方式，以低成本提供高擴展高質量的媒體點播服務成為其演變過程中最關鍵最迫切的需要之一。結合對等網絡的高擴展優(yōu)勢實現(xiàn)高性價比的大規(guī)模點播系統(tǒng)是滿足該需要的有效方式，研究對等點播系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分發(fā)的核心技術也因此具有重大現(xiàn)實意義。對等點播系統(tǒng)數(shù)據(jù)分發(fā)的核心技術主要包括節(jié)點組織、數(shù)據(jù)調度和數(shù)據(jù)放置等三方面的關鍵問題?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)分發(fā)技術由于對系統(tǒng)的高動態(tài)性特征考慮不足而無法滿足點播系統(tǒng)實時性

2、和交互性需求，在此背景下針對數(shù)據(jù)分發(fā)這三方面的關鍵問題設計和實現(xiàn)新的策略或方法對于構建低成本的大規(guī)模對等點播系統(tǒng)尤為重要。
　　 傳統(tǒng)基于樹狀結構和網狀結構的節(jié)點組織方式均不能適應對等點播系統(tǒng)的高動態(tài)性特征。針對該問題，一種基于環(huán)狀結構的節(jié)點組織策略RINDY通過維護一組半徑呈指數(shù)增長的邏輯環(huán)結構來管理鄰居節(jié)點，使得每個客戶端節(jié)點既有近跳的鄰居節(jié)點交換媒體數(shù)據(jù)，又有遠跳節(jié)點協(xié)助拖動后新鄰居節(jié)點的快速查找，從而實現(xiàn)對等點播系統(tǒng)中鄰

3、居節(jié)點的快速定位和數(shù)據(jù)的有效共享。RINDY的協(xié)議開銷分析和仿真實驗的結果顯示，基于環(huán)狀結構的節(jié)點組織策略可明顯降低源服務器的帶寬開銷，減少節(jié)點加入系統(tǒng)和拖動查詢的交互時延，節(jié)點之間具有更好的負載均衡性，而且其查詢跳數(shù)的上限與系統(tǒng)的節(jié)點規(guī)模無關，取決于媒體文件的總時間長度，相比現(xiàn)有結構具有更好的擴展性。
　　 現(xiàn)有對等點播系統(tǒng)數(shù)據(jù)調度策略著重于通過不同的分發(fā)順序來最大化數(shù)據(jù)傳輸率，缺乏對系統(tǒng)實時性和動態(tài)特征（如用戶拖動和頻繁切換

4、節(jié)目等）的考慮，其用戶體驗并不理想且資源共享效率低。從數(shù)據(jù)請求服務端的帶寬分配策略和數(shù)據(jù)請求發(fā)送端的發(fā)送時機兩方面入手，一種優(yōu)先級相關的事件驅動型數(shù)據(jù)調度策略充分考慮了系統(tǒng)中用戶的拖動、節(jié)點的加入和離開等動態(tài)特性，能夠自動適應節(jié)點帶寬的變化并優(yōu)先服務最緊急的數(shù)據(jù)請求，從而保證數(shù)據(jù)到達的實時性，進一步改善用戶播放質量。仿真實驗結果顯示，該策略不僅提高了客戶端節(jié)點之間的數(shù)據(jù)利用率，而且明顯改善播放的連續(xù)性。
　　 定點數(shù)據(jù)預取策略采

5、用與現(xiàn)有預取策略不同的思路來到達降低拖動延遲、改善用戶播放體驗的目的。該策略并不預測用戶未來可能發(fā)生的拖動位置，而是將用戶拖動點調整到最近的一個等間距分布的數(shù)據(jù)預取點，避免了用戶行為預測的困難，同時也提高了預取數(shù)據(jù)的利用率。真實系統(tǒng)的測試結果顯示，使用定點數(shù)據(jù)預期策略后，向前或向后拖動操作的平均等待延遲均明顯降低。具體而言，延遲小于2秒的向前拖動的比例從原來的35%提高到80%，延遲低于2秒的向后拖動的比例從原來的65%提高到78%。<

6、br>　　 利用GridCast系統(tǒng)部署的真實日志數(shù)據(jù)，對單文件和多文件數(shù)據(jù)緩存策略的性能進行了綜合評測。日志分析的結論說明多文件數(shù)據(jù)緩存策略可同時提高系統(tǒng)整體的擴展性和用戶播放質量，另外分析也得出一些對系統(tǒng)設計和性能優(yōu)化具有指導性意義的結論：(1)更高的訪問并發(fā)度有利于改善用戶平均的播放質量；(2)更大的節(jié)點數(shù)據(jù)緩存空間對于提高系統(tǒng)整體擴展性是有限的，而且會惡化節(jié)點間負載的不均衡性；(3)解決“節(jié)點離開”導致的數(shù)據(jù)不命中具有最大的可