面向視頻應(yīng)用的BitTorrent協(xié)議研究及優(yōu)化.pdf

1、BitTorrent協(xié)議是一種基于P2P(Peer to Peer)的文件共享協(xié)議，具有“用戶越多，下載速度越快”的特點(diǎn)，尤其是針對大文件的下載，更能體現(xiàn)出系統(tǒng)的優(yōu)越性。視頻媒體流是近年來網(wǎng)絡(luò)用戶占有量最多的一類文件，隨著消費(fèi)者帶寬的進(jìn)一步增加，越來越多的人希望得到像視頻點(diǎn)播這樣的多媒體應(yīng)用。傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)在當(dāng)用戶數(shù)目急劇增加時(shí)，容易產(chǎn)生服務(wù)器過載現(xiàn)象，使用服務(wù)器集群或分布式系統(tǒng)成本增大。BitTorrent能夠較好的降低服務(wù)器負(fù)擔(dān)，

2、提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性和健壯性。但是BitTorrent針對普通大文件的共享設(shè)計(jì)，對文件的片段選擇是無序進(jìn)行的，不能有效的支持視頻大文件的點(diǎn)播和直播。本文針對視頻大文件的點(diǎn)播需求，對片段選擇算法進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)相應(yīng)的BitTorrent協(xié)議，在此基礎(chǔ)上開發(fā)實(shí)現(xiàn)了視頻文件的點(diǎn)播和直播原型系統(tǒng)。
　　本文的工作主要包括以下幾方面:
　　首先，分析了BitTorrent的工作原理、架構(gòu)及BitTorrent協(xié)議的編碼格式，了解了系統(tǒng)中文件

3、傳輸?shù)倪^程。在此基礎(chǔ)上研究了BitTorrent的特點(diǎn):對等發(fā)布、流水作業(yè)、片斷選擇算法和阻塞算法。對BitTorrent網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)學(xué)模型，分析了影響B(tài)itTorrent網(wǎng)絡(luò)性能的要素:網(wǎng)絡(luò)帶寬、片段選擇算法和種子數(shù)。
　　其次，分析流媒體技術(shù)和用戶對視頻文件下載的特殊需求，對比流媒體服務(wù)與BitTorrent大文件分發(fā)系統(tǒng)不同:BitTorrent協(xié)議中的片段選擇算法是針對普通大文件設(shè)計(jì)的，下載時(shí)為了追求速度，設(shè)計(jì)為無序下載，而

4、視頻文件的直播和點(diǎn)播需要快速有序的下載支持。因此，本文從流媒體技術(shù)角度，對BitTorrent協(xié)議提出修改的思路和方案。
　　再次，針對BitTorrent的片段選擇算法，提出了優(yōu)化方案:一方面，加入測速算法，計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)中下載速度最快的節(jié)點(diǎn)群;另一方面，修改片段選擇算法，改變原算法的無序斷點(diǎn)下載，采用一個(gè)新的窗口變量實(shí)現(xiàn)有序下載。建立新舊算法的數(shù)據(jù)模型，對算法和協(xié)議進(jìn)行分析，新方案可以更好的實(shí)現(xiàn)對視頻文件的點(diǎn)播和直播。