面向QoS的實(shí)時(shí)流傳輸機(jī)制研究.pdf

1、隨著Internet技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)時(shí)流應(yīng)用已經(jīng)深入到人們的生活。面對(duì)日益增加的實(shí)時(shí)流用戶以及海量的實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的實(shí)時(shí)流傳輸網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)逐漸不能滿足實(shí)時(shí)流應(yīng)用的QoS要求。隨著P2P技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)時(shí)流傳輸方式發(fā)生了改變，實(shí)時(shí)流傳輸?shù)腝oS問題有了一定的解決。但如何在動(dòng)態(tài)的P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中構(gòu)建高可靠、可擴(kuò)展、大規(guī)模、有QoS保障的實(shí)時(shí)流系統(tǒng)，這是需要解決的問題，也是近幾年來實(shí)時(shí)流傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)。
　　 本文在對(duì)實(shí)時(shí)

2、流傳輸技術(shù)的最新成果進(jìn)行系統(tǒng)、全面的學(xué)習(xí)和總結(jié)基礎(chǔ)上，分析了實(shí)時(shí)流傳輸中的QoS需求，就滿足QoS的實(shí)時(shí)流傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸技術(shù)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，本文主要工作如下：
　　 (1)針對(duì)實(shí)時(shí)流傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性要求，構(gòu)建了分層覆蓋網(wǎng)絡(luò)PSON。PSON覆蓋網(wǎng)絡(luò)通過使用SIP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流會(huì)話，解決與現(xiàn)有的實(shí)時(shí)流會(huì)話應(yīng)用相兼容問題；通過SIP擴(kuò)展部分進(jìn)行實(shí)時(shí)流會(huì)話的協(xié)商，解決了實(shí)時(shí)流會(huì)話過程中節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)性問題；通過采用

3、分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在原有P2P網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，把節(jié)點(diǎn)按能力進(jìn)行區(qū)分，使用穩(wěn)定的超級(jí)節(jié)點(diǎn)來維護(hù)整個(gè)覆蓋網(wǎng)絡(luò)，使原有的P2P網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，能夠適用于實(shí)時(shí)性強(qiáng)的實(shí)時(shí)流應(yīng)用。
　　 (2)為了解決實(shí)時(shí)流“推送”機(jī)制的QoS問題，提出了一種基于PSON覆蓋網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)時(shí)流“推送”的應(yīng)用層多播樹構(gòu)造算法。該算法綜合權(quán)衡了延遲、帶寬和包丟失率幾個(gè)實(shí)時(shí)流傳輸中的關(guān)鍵要素，滿足了實(shí)時(shí)流傳輸?shù)膸捯?，并將延遲控制到最小。在應(yīng)用層多播樹構(gòu)造過程中，

4、充分利用了分層結(jié)構(gòu)中超級(jí)節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性好、處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并加入了冗余節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了多播樹的穩(wěn)定性。使用了MDC編碼技術(shù)以及容錯(cuò)編碼技術(shù)，并設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)流“推送”的算法，解決了用戶終端的異構(gòu)性問題。
　　 (3)在分析實(shí)時(shí)流“拉取”機(jī)制的特征以及QoS要求的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一種基于PSON覆蓋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)流“拉取”機(jī)制．為了滿足不同“拉取”者的帶寬以及網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的要求，本文提出了peer選擇算法；為了解決實(shí)時(shí)流緩沖延時(shí)問題，本文設(shè)

5、計(jì)了改進(jìn)的分片分配算法用于實(shí)時(shí)流傳輸中的帶寬分配；為了提高實(shí)時(shí)流傳輸過程中的質(zhì)量，本文設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)流“拉取”過程中的差錯(cuò)控制機(jī)制，解決了實(shí)時(shí)流傳輸中的丟包問題以及系統(tǒng)的可靠性問題。
　　 (4)為了減少在實(shí)時(shí)流“拉取”機(jī)制中請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)搜索實(shí)時(shí)流文件的響應(yīng)時(shí)間，本文提出了實(shí)時(shí)流文件副本以及分塊緩存的方法。為了使實(shí)時(shí)流文件及分塊合理地分布于覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，滿足請(qǐng)求者對(duì)文件分塊的需求，本文通過研究得出了副本緩存的閥值，并提出了副本緩存管理的方

6、法；針對(duì)實(shí)時(shí)流分塊分布的特點(diǎn)，提出了實(shí)時(shí)流分塊緩存算法，并提出了分塊緩存的分布式管理方法。
　　 (5)為了增加實(shí)時(shí)流“拉取”機(jī)制中系統(tǒng)的內(nèi)容容量，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于激勵(lì)機(jī)制的請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)帶寬分配方法。本文針對(duì)實(shí)時(shí)流“拉取”過程中的“搭便車”和“共同悲劇”問題，使用經(jīng)濟(jì)學(xué)中機(jī)制設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)了一種實(shí)時(shí)流“拉取”的激勵(lì)機(jī)制。設(shè)計(jì)了用戶的貢獻(xiàn)參數(shù)以及效用值，論證了用戶帶寬分配的原則，并提出了根據(jù)用戶貢獻(xiàn)進(jìn)行分配帶寬的算法，為具有不同連接類