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基于双层覆盖网结构的P2P VoD内容定位查找技术研究

作　者: 刘永鹏
导　师: 王宗敏
学　校: 郑州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: P2P VoD 节点组织内容定位查找双层覆盖网
分类号: TN948.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

视频点播服务(Video-on-Demand)允许用户进行交互式操作,即用户可以跳跃式观看某个影片的不同时间段,已成为互联网上最流行的应用之一。在P2PVoD中,观看同一部影片的不同用户之间,影片播放位置可能存在较大差异,这种播放异步性给节点间资源的分享带来巨大的挑战。同时,P2P VoD的主要特点为随意跳播,但当节点跳播到新的播放位置时,它的对等服务节点易出现缺少新播放点缓存内容无法满足节点请求的现象,造成节邻居节点失效的问题。因此,如何快速高效地查找到缓存所需数据资源的邻居节点满足当前流畅播放是P2P VoD研究中的关键问题。为解决上述问题,本文从节点的组织结构和内容的定位查找两个方面进行研究。首先,本文提出了一种双层覆盖网的P2P VoD节点组织结构,以节点到达系统的时间为参考点,根据影片时长划分若干时间片,将播放位置近似的节点按“播放簇”聚合,引入“簇首”机制,在“播放簇”上层构建双向链表形式的索引覆盖网。其次,本文设计了一种支持点播拖动操作的内容定位查找算法,基于双层覆盖网节点组织结构,查找过程分为“簇内查找”和“簇间查找”,前者基于邻居列表,采用类似洪泛的方式发现目标节点；后者以查找索引路由表为基础,通过设定“簇关键字”,将节点的内容查找转换成二层索引链表中对“簇关键字”的查找,并采用2倍指数增长的方式管理查找路由表,以提升查找的速度。以上两个方面紧密相关,相辅相成。首先,高效的节点组织结构能屏蔽节点间的播放差异,提高数据共享效率。其次,快速地内容定位查找需要合理的节点组织结构支持。最后,本文以“查找开销”、“源服务器负载”、“跳播时延”、“播放流畅度”为评价指标,对节点组织结构及内容定位查找算法进行了仿真实验,并与典型的P2VoD系统进行对比,实验结果表明本文提出的双层覆盖网结构P2P VoD节点组织结构和内容定位查找算法性能更优。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-22
  1.1 课题的研究背景及意义  12-15
  1.2 国内外相关研究现状  15-20
  1.3 本文的主要工作  20
  1.4 本文的结构安排  20-22
第二章 P2P VoD与内容定位查找相关技术  22-38
  2.1 P2P流媒体点播技术  22-29
    2.1.1 流媒体技术简介  22-23
    2.1.2 VoD视频点播技术及发展  23-24
    2.1.3 P2P对等网络  24-26
    2.1.4 P2P网络的分类  26-29
  2.2 典型的P2P VoD数据分发模型  29-33
    2.2.1 树形结构的数据分发  29-31
    2.2.2 网状结构数据分发策略  31-32
    2.2.3 几种分发网络性能比较  32-33
  2.3 P2P VoD中的内容定位查找研究  33-37
    2.3.1 内容定位查找机制的分类  33
    2.3.2 Chord环状结构的内容查找  33-35
    2.3.3 Instantleap网状结构的内容查找  35-36
    2.3.4 RINDY同心环结构的内容查找  36-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章双层覆盖网节点组织结构设计  38-45
  3.1 问题分析  38-39
  3.2 设计的理论依据及整体介绍  39-41
    3.2.1 设计的理论依据  39-40
    3.2.2 整体介绍  40-41
  3.3 基于节点播放位置近似的下层覆盖网设计  41-42
    3.3.1 播放簇与下层覆盖网结构设计  41-42
    3.3.2 簇内节点正常播放模型  42
  3.4 双向链表形式的上层簇首索引覆盖网设计  42-44
    3.4.1 簇关键字与簇首节点  42-43
    3.4.2 上层簇首覆盖网结构设计  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章内容定位查找算法的设计与实现  45-54
  4.1 查找路由表的设计  45-47
    4.1.1 查找路由表的作用  45
    4.1.2 查找路由表的格式  45-46
    4.1.3 查找路由表的初始化  46-47
    4.1.4 查找路由表的更新  47
  4.2 主要的查找算法  47-52
    4.2.1 播放簇初始化算法  48
    4.2.2 节点跳播路由查找算法  48-51
    4.2.3 节点加入与离开播放簇的更新问题分析  51-52
  4.3 内容定位查找过程举例  52-53
    4.3.1 跨播放簇间定位查找  52-53
    4.3.2 播放簇内定位查找  53
  4.4 本章小结  53-54
第五章仿真实验  54-61
  5.1 实验目的  54
  5.2 仿真实验环境配置  54-56
    5.2.1 仿真实验环境  54-55
    5.2.2 仿真参数设置  55-56
  5.3 评价指标  56-57
    5.3.1 查找开销  56
    5.3.2 源服务器负载  56
    5.3.3 平均跳播查找时延  56-57
    5.3.4 播放流畅度  57
  5.4 实验结果分析  57-60
    5.4.1 播放簇内的查找开销  57-58
    5.4.2 视频源服务器负载  58-59
    5.4.3 平均跳播查找时延  59
    5.4.4 播放流畅度  59-60
  5.5 本章小结  60-61
第六章本文总结与展望  61-63
  6.1 本文总结  61-62
  6.2 下一步工作展望  62-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
附录：攻读硕士学位期间主要的研究成果  66

基于双层覆盖网结构的P2P VoD内容定位查找技术研究

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