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流媒体点播系统的数据调度算法研究与系统实现

作 者: 吕斌
导 师: 庄雷
学 校: 郑州大学
专 业: 计算机软件与理论
关键词: P2P 流媒体 数据调度 缓存管理
分类号: TP301.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 24次
引 用: 0次
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内容摘要


随着宽带业务的广泛发展,流媒体服务在互联网中所占的比重越来越大,出现了大量的流媒体应用,如网络电视、体育直播、远程教育等。在传统的流媒体应用系统中,大多采用基于C/S的服务模式,服务器分发全部的数据,客户端只是简单的接收数据并播放。当用户数量达到一定程度后,服务器就不能很好的为用户服务了,甚至出现单点失效的状况。在这种情况下,P2P技术的运用为这一问题带来了曙光,成为学术界、工业界研究的重点。目前,互联网的流媒体业务大体可以分为下载、直播、点播三类。基于P2P技术的下载系统和直播系统已经比较成熟,由于点播系统的高度交互性和播放异步性增加了系统实现难度。因此,在互联网上构建可扩展、高可靠、高播放体验的点播系统一直是研究的热点问题。本文主要贡献以及内容包括:首先,提出一种基于历史带宽的数据调度算法。这个算法综合考虑了节点带宽、节点服务能力、数据块候选节点数等因素,充分的利用了节点的带宽,减少启动延迟和传输延迟,提高了播放连续性。其次,设计一种节点优化机制。节点每隔一段时间就会优化与邻居节点之间的连接,通过统计邻居节点向自身发送的数量,来淘汰劣质的连接,建立优质的连接,提高系统的分发效率。最后,提出两级缓存管理策略。在内存中缓存即将播放的数据,提高播放的流畅度。同时在硬盘中缓存多部已播放过的视频,可以增加节点的服务范围,进一步降低服务器的负载,减少运营成本。并且设计和实现了基于P2P网络的流媒体点播系统,并给出了相关技术的测试结果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
图表  10-11
1 绪论  11-16
  1.1 课题研究背景  11-12
  1.2 P2P流媒体应用研究现状  12-14
  1.3 课题研究内容  14
  1.4 论文组织结构  14-16
2 P2P和流媒体技术基础  16-24
  2.1 P2P技术  16-20
    2.1.1 P2P简介  16-18
    2.1.2 P2P网络结构  18-20
  2.2 流媒体技术  20-23
    2.2.1 流媒体传输与控制协议  20-21
    2.2.2 流媒体调度技术  21-23
  2.3 本章总结  23-24
3 P2P流媒体系统模型研究  24-30
  3.1 基于Gossip协议的DONet模型  24-26
    3.1.1 Gossip协议  24-25
    3.1.2 DONet模型  25-26
  3.2 P2cast模型  26-28
  3.3 DirectStream模型  28-29
  3.4 本章总结  29-30
4 PPVoD系统体系结构  30-35
  4.1 设计目标  30
  4.2 系统概述  30-31
  4.3 PPVoD系统模型  31-32
  4.4 PPVoD系统的工作流程  32-33
  4.5 系统协议设计与实现  33-34
  4.6 本章总结  34-35
5 基于历史带宽的数据调度算法  35-41
  5.1 引言  35-36
  5.2 数据缓冲区  36-37
  5.3 伙伴节点的服务能力  37-38
  5.4 伙伴节点带宽值的计算方式  38-40
  5.5 本章总结  40-41
6 PPVoD系统的设计与实现  41-56
  6.1 目录服务器  41-46
    6.1.1 服务器模块体系结构  42-43
    6.1.2 系统控制模块  43
    6.1.3 节点管理模块  43-45
    6.1.4 频道管理模块  45-46
    6.1.5 网络接口模块  46
  6.2 节目源服务器  46-48
  6.3 客户端  48-55
    6.3.1 PPVoD点播系统客户端设计  48-49
    6.3.2 系统控制模块  49
    6.3.3 对等节点管理模块  49-53
    6.3.4 数据调度模块  53
    6.3.5 缓存管理模块  53-54
    6.3.6 缓存块的分配流程  54-55
    6.3.7 服务调度模块  55
  6.4 本章总结  55-56
7 系统测试  56-58
  7.1 测试环境  56
  7.2 节点启动延迟  56-57
  7.3 本章小结  57-58
8 总结与展望  58-60
  8.1 工作总结  58
  8.2 下一步工作计划  58-60
参考文献  60-62
个人简介 在校期间发表的学术论文与研究成果  62-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 算法理论
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