基于網(wǎng)絡(luò)編碼的P2P直播數(shù)據(jù)傳輸策略研究與實現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼是一種新興的具有革命性意義的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，它允許節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)前先進行編碼，使網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)具有平等性和可替代性，以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。線性隨機網(wǎng)絡(luò)編碼理論的逐步成熟，使網(wǎng)絡(luò)編碼的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。而對目前市場上百花齊放的P2P直播系統(tǒng)來說，從存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳統(tǒng)思路上提升其核心的數(shù)據(jù)傳輸性能必然將會遭遇技術(shù)瓶頸。在此背景條件下，本文嘗試把網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)引入P2P直播系統(tǒng)，開展了理論研究和應(yīng)用開發(fā)工作，主要工作如下： （1）提出

2、了基于網(wǎng)絡(luò)編碼和受控推的P2P直播數(shù)據(jù)傳輸策略。本文在分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸策略所存在問題的基礎(chǔ)上，提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼和受控推的NCCP（Network Coding with Controlled Push）策略。該策略綜合發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)編碼和推模式的優(yōu)勢，以減小數(shù)據(jù)傳輸時延為切入點，以對再編碼數(shù)據(jù)冗余的有效控制和對多源推送數(shù)據(jù)冗余的徹底消除為工作重點，同時引入了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)帶來的高網(wǎng)絡(luò)健壯性與良好的負載均衡性等優(yōu)點。 此外，還設(shè)計

3、了NCCP數(shù)據(jù)傳輸策略的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)：改進型Gossip網(wǎng)絡(luò)和雙隊列流媒體緩沖區(qū)，以及其配套機制：網(wǎng)絡(luò)編碼粒度的選擇和固定啟動時延的播放同步機制，從而形成了一套較為完整的新型數(shù)據(jù)傳輸策略解決方案。 （2）設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于網(wǎng)絡(luò)編碼的P2P直播原型系統(tǒng)。系統(tǒng)按照軟件工程的標(biāo)準(zhǔn)流程進行開發(fā)，采用簡潔高效的層次化、模塊化設(shè)計，具備直播系統(tǒng)的基本功能，為在真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下評價數(shù)據(jù)傳輸策略的實際性能提供了良好基礎(chǔ)。 （3）對提出的策略

4、及實現(xiàn)的系統(tǒng)進行了詳盡的測試。本文通過仿真和原型系統(tǒng)測試較全面地分析評價了數(shù)據(jù)傳輸策略和系統(tǒng)整體的功能與性能。 利用分布式P2P仿真系統(tǒng)對NCCP策略和傳統(tǒng)策略的關(guān)鍵性能指標(biāo)作了詳細對比測試，仿真結(jié)果表明NCCP策略可把數(shù)據(jù)冗余率降至僅0．21％，節(jié)點啟動性能和負載均衡性能相比傳統(tǒng)策略均可實現(xiàn)多達60％的顯著提升，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)編碼與推模式結(jié)合后所具備的低傳輸時延、高網(wǎng)絡(luò)健壯性和良好的負載均衡性等優(yōu)點。 通過在校園網(wǎng)內(nèi)實際部