基于P2P的媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)性能分析研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，以視頻流媒體傳輸為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)得到廣泛的應(yīng)用。這種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)主要包括VOD、視頻直播、IPTV以及各種增值業(yè)務(wù)等，其特點(diǎn)為：媒體數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性高、對(duì)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及服務(wù)器的帶寬資源要求高。針對(duì)這種新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需要，產(chǎn)生了基于P2P的媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Media Delivery Network based on P2P，簡(jiǎn)稱P2P-MDN)，這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有效融合了內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(C

2、ontent Delivery Network，簡(jiǎn)稱CDN)和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(Peer to Peer，簡(jiǎn)稱P2P)兩種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。目前對(duì)這種網(wǎng)絡(luò)的研究多集中在提高系統(tǒng)性能的具體方法上，如節(jié)點(diǎn)選擇算法、副本放置策略、內(nèi)容路由機(jī)制等，缺少對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有效性的分析和性能的評(píng)估。本文首先介紹了P2P-MDN)的總體架構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)，然后通過對(duì)P2P-MDN建模研究了該網(wǎng)絡(luò)的承載量和有效性，同時(shí)分析了該網(wǎng)絡(luò)的主要性能和參數(shù)配置之間的關(guān)系，這對(duì)構(gòu)建和優(yōu)化

3、該網(wǎng)絡(luò)有很好的指導(dǎo)作用。本研究主要工作包括兩個(gè)方面：
　　 ㈠系統(tǒng)承載量的分析：研究系統(tǒng)在固定的參數(shù)配置和策略部署下，系統(tǒng)能夠承載的最大吞吐量。為此，本文首先建立了基于線性規(guī)劃的P2P-MDN模型，在該模型中綜合考慮了PN節(jié)點(diǎn)容量、PN節(jié)點(diǎn)之間帶寬、磁盤 I/O 帶寬等系統(tǒng)限制因素，是一種很好的P2P-MDN性能評(píng)估模型，然后在該P(yáng)2P-MDN模型上，通過數(shù)據(jù)實(shí)例的方法，分析了系統(tǒng)采用不同參數(shù)和策略配置時(shí)對(duì)系統(tǒng)吞吐量的影響，找到

4、了它們之間的關(guān)系。在這里主要分析了 PN 存儲(chǔ)容量對(duì)本地命中率的影響，以及 PN 存儲(chǔ)容量、PN 間帶寬和不同存儲(chǔ)策略分別對(duì)系統(tǒng)吞吐量的影響。分析結(jié)論表明系統(tǒng)的主要配置參數(shù)，如PN節(jié)點(diǎn)容量、PN節(jié)點(diǎn)之間帶寬、磁盤 I/O 帶寬在不同的組合配置下，都有可能成為系統(tǒng)的主要制約因素，成為系統(tǒng)性能提升的瓶頸。因此應(yīng)該合理組合系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)在有限的資源和成本前提下，最大限度的提高系統(tǒng)資源利用率。
　　 ㈡系統(tǒng)有效性的分析：為了分析P2P

5、-MDN架構(gòu)的有效性，本文建立了基于M/M/1排隊(duì)的P2P-MDN模型，通過該模型可以求解出用戶請(qǐng)求的平均響應(yīng)時(shí)間，這對(duì)估計(jì)系統(tǒng)性能有很好的指導(dǎo)作用。在基于排隊(duì)的P2P-MDN模型上，以用戶的平均響應(yīng)時(shí)間為系統(tǒng)的性能指標(biāo)，分析了該網(wǎng)絡(luò)在引入P2P技術(shù)后對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明在傳統(tǒng)的CDN級(jí)引入P2P技術(shù)并不一定就能減少用戶響應(yīng)時(shí)間，只有在滿足一定條件情況下，引入P2P技術(shù)才能夠減少用戶請(qǐng)求延時(shí)，提高用戶體驗(yàn)。同時(shí)也分析了本地文件