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

1、路由熱區(qū)問(wèn)題是P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的固有問(wèn)題。路由熱區(qū)問(wèn)題又稱為瞬間擁塞問(wèn)題，其產(chǎn)生的典型原因是由于大量不可預(yù)知的用戶同時(shí)向某個(gè)特定的服務(wù)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求流服務(wù)，從而臨時(shí)地導(dǎo)致該服務(wù)節(jié)點(diǎn)分發(fā)能力的淹沒(即節(jié)點(diǎn)軟失效)和網(wǎng)絡(luò)連接的過(guò)載。通過(guò)現(xiàn)有的P2P路由協(xié)議很難從根本上解決路由熱區(qū)問(wèn)題。因此，必須研究一套有效的方法來(lái)解決P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)問(wèn)題，保證高質(zhì)量的流媒體傳輸。 本文的研究從三個(gè)方面解決P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱

2、區(qū)問(wèn)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(fù)路由熱區(qū)。概括起來(lái)，本文的主要貢獻(xiàn)如下： (1)．從博弈論的角度來(lái)解決P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)避免問(wèn)題。將路由熱區(qū)避免問(wèn)題歸結(jié)為一個(gè)非協(xié)作的博弈問(wèn)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(gè)激勵(lì)兼容的定價(jià)策略以驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)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(lì)兼容的定價(jià)

3、策略。通過(guò)理論分析和仿真證明了這個(gè)算法可有效地避免路由熱區(qū)的出現(xiàn)。 (2)．對(duì)P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)診斷及定位問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。首先給出了一個(gè)基于圖的系統(tǒng)分析模型，這個(gè)模型考慮的P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)對(duì)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(gè)模型，我們證明了路由熱區(qū)診斷及定位問(wèn)題是一個(gè)NP-完全問(wèn)題，并設(shè)計(jì)了一個(gè)多項(xiàng)式時(shí)間的啟發(fā)式算法-MMDHD算法。對(duì)時(shí)間復(fù)雜度和相對(duì)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(duì)P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的路由熱區(qū)恢復(fù)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。我們給出了一個(gè)分層的路由熱區(qū)恢復(fù)機(jī)制：LRHR；并給出了LRHR機(jī)制的兩種變形GNP-LRHR和RRNS-LRHR。GNP-LRHR機(jī)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(fù)方案。RRNS-

5、LRHR機(jī)制則隨機(jī)選取恢復(fù)鄰居。對(duì)計(jì)算復(fù)雜度和恢復(fù)時(shí)延的性能分析表明：LRHR是有效的路由熱區(qū)的恢復(fù)機(jī)制。仿真結(jié)果顯示了LRHR機(jī)制對(duì)路由熱區(qū)恢復(fù)的有效性。 (4)．對(duì)P2P流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用實(shí)例-基于P2P-SIP的視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。提出了基于P2P-SIP的視頻會(huì)議系統(tǒng)的框架，它是動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展的?；谶@個(gè)框架，我們?cè)O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于P2P-SIP的視頻會(huì)議原型系統(tǒng)一SOPVC系統(tǒng)。SOPVC系統(tǒng)采用單人發(fā)言的會(huì)議