基于P2P技術(shù)的文件共享系統(tǒng)與VOD系統(tǒng)性能研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以Internet為代表的各種IP分組交換網(wǎng)已經(jīng)開始對(duì)人們的日常工作與生活產(chǎn)生越來越深刻的影響。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中，用戶業(yè)務(wù)的種類和數(shù)據(jù)量都出現(xiàn)了急劇的增長(zhǎng)，這就要求網(wǎng)絡(luò)提供更高的服務(wù)容量和較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。然而，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模式主要是客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server，C/S)模式，資源和服務(wù)全部由服務(wù)器提供，沒有能有效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬和客戶端資源，可擴(kuò)展性和容錯(cuò)性能不好。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(Peer-to-Peer，P2

2、P)技術(shù)正是基于解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中存在的上述問題而提出的。 P2P技術(shù)最顯著的特點(diǎn)就是弱化了服務(wù)器的概念。P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常既是客戶機(jī)，又是服務(wù)器，服務(wù)提供是分散的而非集中的，這樣大大提高了網(wǎng)絡(luò)中信息，帶寬和其它資源的利用率；同時(shí)用戶之間可以直接通信、共享資源和協(xié)同工作，其可擴(kuò)展性和容錯(cuò)性能較好。P2P網(wǎng)絡(luò)是在物理網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建的一層覆蓋網(wǎng)絡(luò)(Overlay)，因此不需要改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)底層結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要靈活應(yīng)用。 基于

3、P2P技術(shù)產(chǎn)生的應(yīng)用很多，其中有些已經(jīng)比較成熟，如文件共享系統(tǒng)。通過一個(gè)P2P文件共享系統(tǒng)，用戶以對(duì)等的方式直接交換文件，方便的實(shí)現(xiàn)共享，很好的克服了C/S模式下文件共享系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和網(wǎng)絡(luò)流量均衡問題。而文件共享系統(tǒng)正是P2P技術(shù)最基礎(chǔ)的應(yīng)用，很好地體現(xiàn)出P2P技術(shù)的思想。本工作的第一個(gè)部分，完成了一個(gè)基于P2P的文件共享系統(tǒng)設(shè)計(jì)，參照開源代碼用JAVA語言編程實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有基本功能的文件共享系統(tǒng)軟件，并能夠方便的在局域網(wǎng)內(nèi)部正常使用

4、，體現(xiàn)了P2P的基本思想。故此部分的研究主要是集中在系統(tǒng)模型的搭建和掌握P2P軟件編程實(shí)現(xiàn)的方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)支持流媒體應(yīng)用的功能模塊的流程，為后續(xù)工作中添加新的功能模塊實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 隨著網(wǎng)絡(luò)中一些新的大容量的業(yè)務(wù)需求相繼出現(xiàn)，比如視頻點(diǎn)播(VideoOnDemand，VOD)，使得原本強(qiáng)大的集中式服務(wù)器不堪重負(fù)，服務(wù)質(zhì)量(QualityofService，QoS)也難以保證。本工作的第二部分，設(shè)計(jì)和構(gòu)建了一個(gè)

5、基于P2P技術(shù)的VOD系統(tǒng)框架及各部分功能模塊，在OMNET++仿真平臺(tái)上，用C++語言完成了對(duì)該P(yáng)2P-VOD系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)—傳輸指派算法進(jìn)行了研究，提出一種新的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)指派算法DMDAP2P，并在前期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的P2P-VOD仿真系統(tǒng)中驗(yàn)證了算法的性能。由于傳統(tǒng)的傳輸指派算法只提供給點(diǎn)播用戶播放速率所需的傳輸帶寬，這在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的時(shí)候是可行的，但是在一個(gè)動(dòng)態(tài)性很強(qiáng)的P2P網(wǎng)絡(luò)中，提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)很有可能在還沒有完成

6、服務(wù)的情況下就已經(jīng)退出了，這時(shí)需要臨時(shí)對(duì)其未完成的傳輸任務(wù)重新進(jìn)行指派，這個(gè)過程會(huì)導(dǎo)致用戶在播放過程中的緩沖中斷。與傳統(tǒng)指派算法不同的是，本文提出的DMDAP2P算法在探測(cè)服務(wù)源節(jié)點(diǎn)負(fù)載的基礎(chǔ)上，對(duì)用戶的服務(wù)帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配而不是靜態(tài)指派，更充分的利用了帶寬資源，將數(shù)據(jù)提前下載并保存到用戶緩存中，以此來提高用戶在網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)性較強(qiáng)條件下的節(jié)目收視性能。 本工作的第三部分，是在DMDAP2P算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)保障QoS的傳輸指派算