面向視頻應用的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，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)絡用戶占有量最多的一類文件，隨著消費者帶寬的進一步增加，越來越多的人希望得到像視頻點播這樣的多媒體應用。傳統(tǒng)的C/S架構在當用戶數(shù)目急劇增加時，容易產(chǎn)生服務器過載現(xiàn)象，使用服務器集群或分布式系統(tǒng)成本增大。BitTorrent能夠較好的降低服務器負擔，

2、提高系統(tǒng)的擴展性和健壯性。但是BitTorrent針對普通大文件的共享設計，對文件的片段選擇是無序進行的，不能有效的支持視頻大文件的點播和直播。本文針對視頻大文件的點播需求，對片段選擇算法進行優(yōu)化，設計相應的BitTorrent協(xié)議，在此基礎上開發(fā)實現(xiàn)了視頻文件的點播和直播原型系統(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。在此基礎上研究了BitTorrent的特點: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)絡建立數(shù)學模型，分析了影響B(tài)itTorrent網(wǎng)絡性能的要素:網(wǎng)絡帶寬、片段選擇算法和種子數(shù)。
　　其次，分析流媒體技術和用戶對視頻文件下載的特殊需求，對比流媒體服務與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計的，下載時為了追求速度，設計為無序下載，而

4、視頻文件的直播和點播需要快速有序的下載支持。因此，本文從流媒體技術角度，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，計算出網(wǎng)絡中下載速度最快的節(jié)點群;另一方面，修改片段選擇算法，改變原算法的無序斷點下載，采用一個新的窗口變量實現(xiàn)有序下載。建立新舊算法的數(shù)據(jù)模型，對算法和協(xié)議進行分析，新方案可以更好的實現(xiàn)對視頻文件的點播和直播。