| 题名 | 基于对等网络的流媒体直播系统的关键技术研究 |
| 作者 | 鲁逸峰 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-26 |
| 授予单位 | 中国科学院声学研究所 |
| 授予地点 | 声学研究所 |
| 关键词 | 对等网络 视频直播 索引服务器 IP组播 分布式哈希表 系统传输延迟 数据调度 服务调度 频道间协作 |
| 其他题名 | Studies on Key Technologies of Live Streaming Systems over Peer-to-Peer Network |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 中文摘要 | 流媒体直播服务已成为互联网最重要的应用之一，然而，无论是基于客户端/服务器模式的传统流媒体技术，还是以IP组播与内容分发网络为代表的新兴流媒体技术，都已经越来越难以满足飞速增长的用户需求。对等网络凭借其优异的可扩展性以及低成本、易部署的优势，为流媒体直播服务提供了一个新的发展方向。 本文重点研究基于对等网络的流媒体直播系统的三个关键技术：节点组织方法、数据调度策略以及频道间协作策略，主要贡献与创新工作如下： 1. 提出了一种结合索引服务器与DHT技术的I-DHT协议，并通过其构建应用层覆盖网。通过索引服务器的查询功能，实现节点的并发加入与就近路由，从而提高节点的加入速度与路由速度； 2. 提出了一种结合P2P技术与IP组播的节点组织方法。一方面，通过I-DHT协议构建应用层覆盖网；另一方面，利用IP组播组织组播域内的节点并分发媒体数据。通过结合P2P技术与IP组播，不仅能够充分利用节点的网络资源，减轻数据源服务器与骨干网的负载，提高系统的可扩展性，而且能够有效提高视频流的服务质量； 3. 采用基于推模式的数据调度策略建立数据传输模型，通过理论分析得到系统传输延迟的递推关系式，并计算系统传输延迟与数据源带宽消耗的关系。由于同时考虑了系统直径与单跳延迟的影响，故能够获得更为准确的结果。计算结果给出了特定条件下系统传输延迟的下限，对应用层覆盖网及数据调度策略的设计具有重要的指导意义； 4. 提出了推拉结合的启发式数据调度策略与服务调度策略。在数据调度策略中，基于多级反馈队列对合作节点的服务能力进行评估，并按照评估结果调整调度量，同时，根据数据片段的状态选用拉模式或推模式；在服务调度策略中，优先保证请求节点已获得的服务能力，并将剩余的服务能力公平地分配给各个请求节点。这些策略能够在保证视频流畅播放的前提下，充分利用节点的网络资源，有效降低系统传输延迟。仿真结果表明，与基于拉模式的数据调度策略相比，这些策略能够将系统传输延迟降低一个数量级； 5. 提出了一种基于服务能力的合作节点选择策略。在该策略中，通过选择合适的合作节点，动态调整应用层覆盖网的结构，使得服务能力越强的节点距离数据源服务器越近，从而降低系统传输延迟。仿真结果表明，该策略能够将系统传输延迟降低30%； 6. 提出了一种频道间协作策略。在该策略中，节点通过局部判断算法确定频道状态，如果处于冷播状态，则通过gossip方式寻找具有富余服务能力的热播节点；而对于具有富余服务能力的热播节点，则通过gossip方式主动寻找需要帮助的频道。通过频道间协作，能够充分利用节点的网络资源，从而均衡各个频道的服务能力，提高系统的可扩展性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-05-07 |
| 页码 | 158 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ioa.ac.cn/handle/311008/481]  |
| 专题 | 声学研究所_声学所博硕士学位论文_1981-2009博硕士学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 鲁逸峰. 基于对等网络的流媒体直播系统的关键技术研究[D]. 声学研究所. 中国科学院声学研究所. 2009. |
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