P2P應(yīng)用中的用戶行為與系統(tǒng)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的普及，視頻點(diǎn)播服務(wù)(VoD)得到了快速發(fā)展。以PPLive為例，它在2009年初的全球安裝量超過(guò)了一億，在線人數(shù)超過(guò)兩百萬(wàn)，其帶寬用量占中國(guó)主要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)帶寬的10％以上。為了應(yīng)對(duì)用戶不斷增長(zhǎng)的需求，有效緩解帶寬消耗，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商普遍采用服務(wù)器配合P2P網(wǎng)絡(luò)的方式來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)。在P2P傳輸模式下，用戶既是服務(wù)的對(duì)象，又是資源的提供者。他們的行為也對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能產(chǎn)生了直接的影響和作用。研究該系統(tǒng)中

2、的用戶行為，不僅可以了解用戶的需求情況，同時(shí)也對(duì)改進(jìn)系統(tǒng)機(jī)制、提高傳輸效率、降低服務(wù)器負(fù)載、提供高質(zhì)量服務(wù)有重要指導(dǎo)意義。
　　本文首先通過(guò)主動(dòng)測(cè)量方式，對(duì)實(shí)際P2P VoD系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。從多個(gè)角度分析了用戶觀看行為的基本特性，包括頻道選擇，在線時(shí)長(zhǎng)，觀看拖動(dòng)等情況。然后重點(diǎn)分析VoD系統(tǒng)一個(gè)頻道內(nèi)的用戶觀看行為及其對(duì)系統(tǒng)性能所產(chǎn)生的影響。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，揭示了資源塊分布與下載速度的聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上依據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況建立模型，刻畫P

3、2P VoD環(huán)境下用戶觀看進(jìn)度與資源塊分布的相互關(guān)系。最后通過(guò)仿真驗(yàn)證其正確性。該模型提供了一種通過(guò)用戶下載記錄計(jì)算精確的用戶觀看情況，并根據(jù)用戶觀看情況推導(dǎo)頻道內(nèi)資源塊分布狀況及其下載速度的方法。利用該模型的對(duì)頻道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果表明，用戶的觀看進(jìn)度與下載進(jìn)度差異明顯，差距最大可達(dá)整個(gè)影片長(zhǎng)度的20％左右。
　　其次，本文將研究擴(kuò)展到由多個(gè)頻道組成的大規(guī)模VoD系統(tǒng)。通過(guò)分析P2PVoD服務(wù)提供商中心服務(wù)器收集的大規(guī)模實(shí)際系統(tǒng)

4、中用戶行為的同志數(shù)據(jù)，歸納出P2P VoD系統(tǒng)中用戶觀看行為和共享行為的特點(diǎn)，建立了相關(guān)模型描述。并在此基礎(chǔ)上，利用用戶行為的這些特點(diǎn)設(shè)計(jì)幅度預(yù)估算法，預(yù)估各頻道未來(lái)一天各時(shí)刻的用戶數(shù)量。經(jīng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證，該預(yù)估算法對(duì)人數(shù)最多的1000個(gè)頻道(占總用戶數(shù)75％)的估算值與實(shí)際情況的相對(duì)誤差平均值約為11.9％。
　　然后，本文進(jìn)一步分析用戶行為對(duì)系統(tǒng)性能的作用。運(yùn)用對(duì)用戶行為規(guī)律的認(rèn)識(shí)，將用戶觀看/共享行為模型引入到對(duì)系統(tǒng)性能的分析之中

5、，建立P2P系統(tǒng)性能模型描述P2P VoD系統(tǒng)中用戶規(guī)模、服務(wù)器負(fù)載、資源總量與播放質(zhì)量之間的關(guān)系。
　　最后，本文把對(duì)用戶行為與系統(tǒng)性能的研究成果應(yīng)用于對(duì)P2P文件共享系統(tǒng)的改進(jìn)中。重點(diǎn)研究了影響文件共享系統(tǒng)中傳輸效率的三個(gè)主要因素：供需比、并發(fā)下載人數(shù)、用戶本地并發(fā)下載任務(wù)數(shù)。在此基礎(chǔ)上結(jié)合系統(tǒng)中的用戶行為與下載速度特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了改進(jìn)系統(tǒng)性能的方案。經(jīng)實(shí)測(cè)表明，改進(jìn)方案實(shí)施后系統(tǒng)服務(wù)器帶寬峰值下降約20％，用戶下載速度普遍提高了