P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中路由熱區(qū)問題的研究.pdf

1、路由熱區(qū)問題是P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的固有問題。路由熱區(qū)問題又稱為瞬間擁塞問題，其產(chǎn)生的典型原因是由于大量不可預知的用戶同時向某個特定的服務節(jié)點請求流服務，從而臨時地導致該服務節(jié)點分發(fā)能力的淹沒(即節(jié)點軟失效)和網(wǎng)絡(luò)連接的過載。通過現(xiàn)有的P2P路由協(xié)議很難從根本上解決路由熱區(qū)問題。因此，必須研究一套有效的方法來解決P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)問題，保證高質(zhì)量的流媒體傳輸。 本文的研究從三個方面解決P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱

2、區(qū)問題。包括：如何避免路由熱區(qū)、如何快速診斷及定位路由熱區(qū)、如何有效地恢復路由熱區(qū)。概括起來，本文的主要貢獻如下： (1)．從博弈論的角度來解決P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)避免問題。將路由熱區(qū)避免問題歸結(jié)為一個非協(xié)作的博弈問題，提出了路由熱區(qū)避免的系統(tǒng)分析模型。在此系統(tǒng)模型基礎(chǔ)之上，提出了一個激勵兼容的定價策略以驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)達到與最優(yōu)狀態(tài)一致的納什均衡，從而有效地避免路由熱區(qū)的產(chǎn)生。在此基礎(chǔ)上給出了分布式算法以求解激勵兼容的定價

3、策略。通過理論分析和仿真證明了這個算法可有效地避免路由熱區(qū)的出現(xiàn)。 (2)．對P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)診斷及定位問題進行了深入研究。首先給出了一個基于圖的系統(tǒng)分析模型，這個模型考慮的P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中各個對象之間的依賴關(guān)系，因而適用于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。其次，基于這個模型，我們證明了路由熱區(qū)診斷及定位問題是一個NP-完全問題，并設(shè)計了一個多項式時間的啟發(fā)式算法-MMDHD算法。對時間復雜度和相對誤差的理論分析顯示了在大多數(shù)

4、的情況下，該算法可求得近似最優(yōu)解。最后，仿真結(jié)果也表明了該算法能快速有效地診斷及定位路由熱區(qū)。 (3)．對P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)恢復問題進行了深入研究。我們給出了一個分層的路由熱區(qū)恢復機制：LRHR；并給出了LRHR機制的兩種變形GNP-LRHR和RRNS-LRHR。GNP-LRHR機制使用Bowycr-Watson算法構(gòu)造Delaunay三角網(wǎng)，并利用Delaunay三角網(wǎng)的性質(zhì)尋找最優(yōu)的路由熱區(qū)恢復方案。RRNS-

5、LRHR機制則隨機選取恢復鄰居。對計算復雜度和恢復時延的性能分析表明：LRHR是有效的路由熱區(qū)的恢復機制。仿真結(jié)果顯示了LRHR機制對路由熱區(qū)恢復的有效性。 (4)．對P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的應用實例-基于P2P-SIP的視頻會議系統(tǒng)進行了深入研究。提出了基于P2P-SIP的視頻會議系統(tǒng)的框架，它是動態(tài)可擴展的?；谶@個框架，我們設(shè)計和實現(xiàn)了一個基于P2P-SIP的視頻會議原型系統(tǒng)一SOPVC系統(tǒng)。SOPVC系統(tǒng)采用單人發(fā)言的會議