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基于BitTorrent的P2P流媒体系统调度机制研究

作　者: 代叶
导　师: 胡玉琦
学　校: 燕山大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 对等网络流媒体系统 BitTorrent协议调度机制激励机制
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
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内容摘要

BitTorrent协议以大规模快速分发文件的特点成为P2P协议最典型的代表。但是BitTorrent乱序分发数据片断的机制并不适用于下载时间敏感型的流媒体文件。鉴于BitTorrent协议与P2P流媒体系统具有分片机制和网状拓扑结构等相似之处，因此在BitTorrent协议的基础上给出了流媒体系统的调度策略，为流媒体系统中的节点提供快速数据传输具有重要的意义。本文在对国内外研究现状综合分析的基础上，对流媒体系统的调度机制和激励机制问题进行了深入的研究。首先，基于BitTorrent协议提出了一种节点与服务器端的请求调度机制。在基于该机制的流媒体系统中，每个请求节点对片断的请求紧急度不同，所以在Tracker服务器上设置了请求队列来筛选紧急度高的请求节点。另外，在Tracker服务器中提出了限制窗口算法来合理的计算请求节点需要下载片断的个数。最后，采用地址分配算法为请求节点选择优秀的邻居节点进行分发。其次，针对BitTorrent协议的激励机制不适合流媒体点播系统，在此基础上提出了一种基于数据块的激励机制和数据服务处理机制。通过对原有的TFT策略的改进，综合邻居节点对系统的贡献度和与服务节点上传与下载数据块的差值，决定为哪些邻居节点提供上传服务，实现节点低启动延迟；在数据服务方面，以请求片断的优先级决定响应该片断的时间。最后，对本文提出的算法在通用P2P模拟器GPS(General Peer-to-Peer Simulator)中进行了仿真验证。分别从播放连续度、启动延迟、搜索延迟和节点响应时间这四个性能指标与当前典型的系统进行对比分析。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 P2P 流媒体系统发展现状  11-12
    1.2.2 P2P 流媒体调度策略研究现状  12-13
    1.2.3 基于 BitTorrent 的流媒体调度策略研究现状  13-14
  1.3 课题研究内容  14
  1.4 论文组织结构  14-16
第2章流媒体基本理论与技术分析  16-28
  2.1 P2P 基本概念  16-18
    2.1.1 集中目录式文件系统  16
    2.1.2 完全分布式文件系统  16-17
    2.1.3 混合式文件系统  17-18
    2.1.4 BitTorrent 文件系统  18
  2.2 P2P 流媒体技术  18-22
    2.2.1 流媒体系统的发展  19
    2.2.2 P2P 流媒体直播系统  19-20
    2.2.3 P2P 流媒体点播系统  20
    2.2.4 流媒体系统调度策略  20-22
  2.3 BitTorrent 协议原理分析  22-26
    2.3.1 BitTorrent 工作原理  22-23
    2.3.2 BitTorrent 协议分析  23-25
    2.3.3 BitTorrent 协议中的关键机制  25-26
  2.4 本章小节  26-28
第3章基于 BitTorrent 的 Tracker 服务器请求调度机制  28-38
  3.1 请求调度机制概述  28-30
    3.1.1 请求调度机制的形成  28-29
    3.1.2 请求调度机制的优势  29-30
  3.2 请求调度机制的工作原理  30-37
    3.2.1 Tracker 服务器  30-31
    3.2.2 请求队列  31-32
    3.2.3 限制滑动窗口  32-34
    3.2.4 分配邻居节点  34-37
  3.3 本章小结  37-38
第4章基于 BitTorrent 的节点数据服务处理机制  38-48
  4.1 P2P 流媒体系统的激励策略  38-40
    4.1.1 TFT 激励机制工作原理  38-39
    4.1.2 基于块的 TFT 激励机制  39-40
  4.2 流媒体系统的数据响应机制  40-42
    4.2.1 数据响应机制的必要性  40-41
    4.2.2 节点之间的信息传递方式  41-42
  4.3 流媒体系统的数据服务处理  42-47
    4.3.1 超时片断解决方案  42-43
    4.3.2 基于 VCR 的响应处理  43-44
    4.3.3 响应调度的基本指标  44-46
    4.3.4 数据服务处理过程  46-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章仿真实验与结果分析  48-57
  5.1 通用 P2P 模拟器实验方案  48-51
    5.1.1 GPS 的功能特点  48-50
    5.1.2 BTSim 仿真组件  50-51
  5.2 仿真环境建立  51-52
  5.3 性能评价标准  52-53
  5.4 仿真结果与性能分析  53-56
    5.4.1 播放连续度  53-54
    5.4.2 播放启动延迟  54-55
    5.4.3 节点响应时间  55-56
  5.5 本章小结  56-57
结论  57-59
参考文献  59-63
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  63-64
致谢  64-65
作者简介  65

基于BitTorrent的P2P流媒体系统调度机制研究

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