基于對等網(wǎng)絡的視頻點播系統(tǒng)的研究和設計.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展和寬帶網(wǎng)絡的普及,越來越多的用戶通過互聯(lián)網(wǎng)來觀看視頻節(jié)目。傳統(tǒng)的Client/Server(C/S)集中式服務模式,對服務器的性能有很高的要求,服務器作為所有服務的提供者有可能成為系統(tǒng)的瓶頸。雖然可以使用多個代理服務器來減輕服務器的負載,但是帶來了費用上的提高,也增加了服務器端的實現(xiàn)和維護復雜度。對等網(wǎng)絡(Peer To Peer,P2P)的設計在一定程度上可以減輕C/S結(jié)構(gòu)的這些問題,P2P利用客戶端富余的能力來支持

2、更多的用戶,并且節(jié)約了費用。本論文針對視頻點播系統(tǒng)中一系列的問題,綜合考慮搜索、傳輸、存儲、性能等方面問題,建立了一個基于對等網(wǎng)絡的視頻點播原型系統(tǒng)DCSVS。DCSVS主要針對基于機頂盒的系統(tǒng),對設計中的一系列問題給出了解決方案。本論文從搜索和傳輸兩個大的方面介紹了該點播系統(tǒng)的研究和設計工作。
　　 DCSVS的系統(tǒng)架構(gòu)可以分為管理服務器、視頻服務器和DHT(Distributed Hash-Table)用戶網(wǎng)絡,DHT用戶網(wǎng)

3、絡同時被組織成分簇的層次化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)用于用戶規(guī)模較小時系統(tǒng)所采用的非結(jié)構(gòu)化搜索,DHT結(jié)構(gòu)用于用戶規(guī)模較大時系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)化搜索。非結(jié)構(gòu)化搜索算法PVPS(Peer via Peer Searching)在節(jié)點結(jié)構(gòu)組織上采用了分簇的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每個分簇中的普通節(jié)點由代理節(jié)點進行管理。在簇間搜索過程中,PVPS搜索算法采用改進的啟發(fā)式MPR算法、基于鄰居優(yōu)先級的自裁減策略和基于消息冗余度的剪枝策略對非結(jié)構(gòu)化搜索進行多次優(yōu)化,提高了

4、搜索的效率。DCSVS系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化搜索算法是基于改進的Kademlia DHT協(xié)議,結(jié)合機頂盒的網(wǎng)絡穩(wěn)定性,在大規(guī)模網(wǎng)絡的搜索中可以獲得較好的效果。
　　 數(shù)據(jù)傳輸問題也是P2P流媒體系統(tǒng)的關鍵問題之一,DCSVS系統(tǒng)采用了一系列策略,包括基于媒體訪問局部性的分塊技術、推拉結(jié)合的傳輸策略、節(jié)點合適度優(yōu)化選擇算法和傳輸雙方協(xié)商策略等方法來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。DCSVS系統(tǒng)還采用了P2P傳輸拓撲的優(yōu)化策略,減少了跨網(wǎng)域的流量。DC

5、SVS為了提高用戶播放質(zhì)量和支持點播的VCR(Video Cassette Recorder)操作引入了錨點策略,并且設計了高效的轉(zhuǎn)發(fā)、預取策略。在點播系統(tǒng)中,用戶播放的數(shù)據(jù)可以有選擇地存儲在硬盤上以增加數(shù)據(jù)的重用率;DCSVS采用了合理的硬盤存儲管理和基于流的緩沖區(qū)管理。并且為了盡量減少系統(tǒng)中的free-rider現(xiàn)象和熱點現(xiàn)象,DCSVS采用了有效的激勵策略和負載均衡策略。P2P視頻點播系統(tǒng)中用戶的離開可能影響到其他用戶的播放效果,