P2P實(shí)時流媒體系統(tǒng)域間流量管理技術(shù)研究.pdf

1、近年來，P2P（peer to peer）技術(shù)迅速發(fā)展，在實(shí)時流媒體、視頻點(diǎn)播、文件共享和分布式計(jì)算系統(tǒng)中都有重要應(yīng)用。P2P 實(shí)時流媒體是P2P技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。目前有多種P2P 實(shí)時流媒體應(yīng)用系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，如PPLive、AnySee、PPStreaming 等。多種P2P 實(shí)時流媒體應(yīng)用系統(tǒng)的流行，標(biāo)志著P2P 技術(shù)在實(shí)時流媒體領(lǐng)域取得的成功和具有的優(yōu)勢。和傳統(tǒng)的客戶/ 服務(wù)器（Client/Server）模式相比，P

2、2P 技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的資源（存儲、計(jì)算等），提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，降低了內(nèi)容提供商的服務(wù)成本，其中服務(wù)器帶寬和處理能力需求的下降是服務(wù)成本降低的最重要體現(xiàn)，這也在一定程度上提高了P2P技術(shù)在內(nèi)容提供商中的受歡迎程度。同時，P2P技術(shù)的使用，使得用戶可獲得的資源更廣泛，內(nèi)容更豐富，形式更多樣，用戶也更歡迎。
　　 P2P 技術(shù)受到內(nèi)容提供商和用戶的歡迎更促進(jìn)了P2P技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的流行。從因特網(wǎng)運(yùn)營商（Internet S

3、ervice Provider）的角度來看待P2P 技術(shù)及P2P技術(shù)的流行，則是另一番景象。與傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器模式不同，P2P 技術(shù)為了使用網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的處理和存儲能力，更鼓勵邊緣節(jié)點(diǎn)之間的通信和數(shù)據(jù)交互，使得系統(tǒng)的靈活性更高，這直接導(dǎo)致處于不同ISP 下自治域邊緣節(jié)點(diǎn)的通信概率增高，自治域之間的交叉流量增大。目前，P2P 技術(shù)的重要應(yīng)用主要體現(xiàn)在流媒體服務(wù)和文件共享兩個方面，具有數(shù)據(jù)量大，持續(xù)時間長的特點(diǎn)。這在一定程度上，加重了IS

4、P的負(fù)載壓力和運(yùn)營成本，即P2P 技術(shù)降低了內(nèi)容提供商帶寬和處理能力的需求，而將這部分的壓力轉(zhuǎn)移給參與用戶和ISP。參與用戶負(fù)擔(dān)了剩余的處理能力的需求，這對目前的參與節(jié)點(diǎn)來說，影響不大。ISP 負(fù)擔(dān)了剩余的帶寬需求，這就要求ISP 增加運(yùn)營投入。ISP 為了降低運(yùn)營成本、提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，就會采用屏蔽特定端口等措施限制P2P 技術(shù)的使用。P2P 則采用隨機(jī)端口、更換ISP 等方式來規(guī)避這些限制措施。
　　 P2P 系統(tǒng)中，應(yīng)用層

5、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜臀锢砭W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞氖涫茄芯繜狳c(diǎn)之一。目前已有多種基于地理位置感知（locality awareness）的解決方案，這類方案可以將P2P流量限制在本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，減少域間的交叉流量。地理位置感知的P2P流媒體系統(tǒng)中大多采用雙層邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)，即本地邏輯網(wǎng)絡(luò)和上層邏輯網(wǎng)絡(luò)兩部分，本地網(wǎng)絡(luò)由本地所有的參與節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每個本地網(wǎng)絡(luò)各選取一個代表節(jié)點(diǎn)共同構(gòu)成上層邏輯網(wǎng)絡(luò)。本地網(wǎng)絡(luò)代表節(jié)點(diǎn)是本地節(jié)點(diǎn)和本地外節(jié)點(diǎn)相互交流的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)

6、性較強(qiáng)時，各代表節(jié)點(diǎn)工作的穩(wěn)定性將影響到本地網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的QoS（Quality of Service）。本文提出一種基于預(yù)復(fù)制的數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制，采用基于“推”的數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制和對鄰居節(jié)點(diǎn)稀有性估計(jì)的方式加速稀有數(shù)據(jù)在域內(nèi)的傳播。仿真結(jié)果表明，基于預(yù)復(fù)制的數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制可以降低動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下域間的交叉流量、代表節(jié)點(diǎn)的負(fù)載和系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間的控制消息數(shù)量。
　　 為了解決P2P 系統(tǒng)引起的各ISP 自治域間交叉流量增大的問題，本文提出了一