面向QoS的實時流傳輸機制研究.pdf

1、隨著Internet技術和計算機技術的不斷發(fā)展，實時流應用已經(jīng)深入到人們的生活。面對日益增加的實時流用戶以及海量的實時流數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的實時流傳輸網(wǎng)絡和技術逐漸不能滿足實時流應用的QoS要求。隨著P2P技術的出現(xiàn)，實時流傳輸方式發(fā)生了改變，實時流傳輸?shù)腝oS問題有了一定的解決。但如何在動態(tài)的P2P網(wǎng)絡環(huán)境中構建高可靠、可擴展、大規(guī)模、有QoS保障的實時流系統(tǒng)，這是需要解決的問題，也是近幾年來實時流傳輸?shù)难芯繜狳c。
　　 本文在對實時

2、流傳輸技術的最新成果進行系統(tǒng)、全面的學習和總結基礎上，分析了實時流傳輸中的QoS需求，就滿足QoS的實時流傳輸網(wǎng)絡結構和傳輸技術進行了深入細致的研究，本文主要工作如下：
　　 (1)針對實時流傳輸對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可擴展性要求，構建了分層覆蓋網(wǎng)絡PSON。PSON覆蓋網(wǎng)絡通過使用SIP協(xié)議來實現(xiàn)實時流會話，解決與現(xiàn)有的實時流會話應用相兼容問題；通過SIP擴展部分進行實時流會話的協(xié)商，解決了實時流會話過程中節(jié)點的異構性問題；通過采用

3、分層的網(wǎng)絡結構，在原有P2P網(wǎng)絡的基礎上，把節(jié)點按能力進行區(qū)分，使用穩(wěn)定的超級節(jié)點來維護整個覆蓋網(wǎng)絡，使原有的P2P網(wǎng)絡穩(wěn)定性大大增強，能夠適用于實時性強的實時流應用。
　　 (2)為了解決實時流“推送”機制的QoS問題，提出了一種基于PSON覆蓋網(wǎng)絡用于實時流“推送”的應用層多播樹構造算法。該算法綜合權衡了延遲、帶寬和包丟失率幾個實時流傳輸中的關鍵要素，滿足了實時流傳輸?shù)膸捯?，并將延遲控制到最小。在應用層多播樹構造過程中，

4、充分利用了分層結構中超級節(jié)點穩(wěn)定性好、處理能力強的特點，并加入了冗余節(jié)點的設計，加強了多播樹的穩(wěn)定性。使用了MDC編碼技術以及容錯編碼技術，并設計了實時流“推送”的算法，解決了用戶終端的異構性問題。
　　 (3)在分析實時流“拉取”機制的特征以及QoS要求的基礎上，本文設計了一種基于PSON覆蓋網(wǎng)絡的實時流“拉取”機制．為了滿足不同“拉取”者的帶寬以及網(wǎng)絡延時的要求，本文提出了peer選擇算法；為了解決實時流緩沖延時問題，本文設

5、計了改進的分片分配算法用于實時流傳輸中的帶寬分配；為了提高實時流傳輸過程中的質量，本文設計了實時流“拉取”過程中的差錯控制機制，解決了實時流傳輸中的丟包問題以及系統(tǒng)的可靠性問題。
　　 (4)為了減少在實時流“拉取”機制中請求節(jié)點搜索實時流文件的響應時間，本文提出了實時流文件副本以及分塊緩存的方法。為了使實時流文件及分塊合理地分布于覆蓋網(wǎng)絡中，滿足請求者對文件分塊的需求，本文通過研究得出了副本緩存的閥值，并提出了副本緩存管理的方

6、法；針對實時流分塊分布的特點，提出了實時流分塊緩存算法，并提出了分塊緩存的分布式管理方法。
　　 (5)為了增加實時流“拉取”機制中系統(tǒng)的內容容量，設計了一個基于激勵機制的請求節(jié)點帶寬分配方法。本文針對實時流“拉取”過程中的“搭便車”和“共同悲劇”問題，使用經(jīng)濟學中機制設計的方法，設計了一種實時流“拉取”的激勵機制。設計了用戶的貢獻參數(shù)以及效用值，論證了用戶帶寬分配的原則，并提出了根據(jù)用戶貢獻進行分配帶寬的算法，為具有不同連接類