p2p流媒体qos优化策略研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论P2P流媒体QoS优化策略研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：刘正信息安全洪佩琳教授薛开平博士二。一二年六月文UniversityOfScienceandTechnOIOgyOfChinaAdiSSertatiOnfbrmaSter’SdegreeReSearChOnP2PStreamingQoSOptimizationAuthor’sN锄e：ZhengLiuSpeciality：informationsecuritySupervisor：Prof．PeilinHongDoc．KaipingXueFinishedtime：June，2012

2、中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：羔丝签字目期：2翌!!：墨：≤中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影

3、印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。d公开口保密——年作者签名：丝导师签名：一枞，叶签字日期：2壁12：≤!』．一签字日期：笪!壁：≤：多■·_●-__■·—···—■’-·--·—?—·———'—·‘■÷_—·—·—————o—--‘-‘．-．．．：__。一．．^，乏0必卜一0摘要视频流媒体应用已成为如今互联网的主要应用之一，占据着绝大部分网络流量。P2P流媒体己得到大量的理论研究，其有效性也被PPLive，PPStream等实际商业应用验证。P2P传输模式可以有效提高系统扩展性，

4、减少服务器负载，提供良好的用户体验。P2P传输方式最早应用于文件下载，近年来扩展到视频流媒体服务，如视频直播，点播系统和视频会议。但是在实际中部署的大部分P2P流媒体系统，其性能远远不能令人满意，例如，构建的网络拓扑不是最优，节点的上传带宽没有得到充分利用，实时流媒体系统存在着较大的播放延时，V．oD系统的视频间切换延时，V_0D系统中节点本地缓存也未有效利用等等。关于这些问题采取的算法及策略，限制着P2P系统的扩展性及流媒体服务质量的提高。本文提出了两种QoS优化方案，分别对应于P2P流媒体系统的两个核心部分，即数据调度及拓扑优化，对如何减少播放延时和平滑视频间切换两个问

5、题给出了解答。本文的内容及创新点如下所述：1)针对网状拓扑结构下P2P实时流媒体数据分发延迟较大的缺陷，分析了单跳数据块调度延时，提出Mesh-Push，一种新颖的调度策略：首先通过数学建模的方式，得出系统在每个调度周期所能达到的最大数据吞吐量；考虑到算法的实际可行性，提出一种分布式的数据调度算法。此算法从理论上可以有效减小数据分发延时，同时保证节点的播放率。最后通过仿真验证算法的有效性，分别从数据块的平均延时，节点的播放率，以及控制开销等方面与另外两种算法进行比较。2)视频分享服务(如YouTube)已成为互联网主流的业务之一，使用P2P模式可以有效减小服务提供商所需提供

6、的带宽资源。但是视频分享服务与传统的V6D业务相比，具有不同的特性，如较短的视频长度，关联性的视频切换，从而导致现有的P2P算法的效率较低。在视频分享网络中，视频数据不是独立的，两个相关视频之间存在着推荐链接关系，且相关的视频存在聚簇现象。本文考虑利用视频间的这种关联性，通过设计一个分布式的邻居选择算法，使网络拓扑呈现为一个“小世界”型网络。在此网络中，“相似”的节点通过短链接聚簇，以增加节点之间的传输协作及平滑视频切换。仿真实验结果表明，此算法可以有效地将“相似”节点聚簇，降低服务器负载。摘要j关键词：P2P流媒体，播放延时，Qos优化，调度策略，拓扑优化，小世界网络．’

7、ABSJI；IRACT_7’_。■·_。-’7_●■···—————，—。．一——÷‘’_．—__——o—-_—’_。!一．．二．_二-．．ABSTRACTV1deostreaming8erViceshaVebecometheimportantwebapplications，andV1deodataaccountsforthedominantinternettra伍c．P2PparadigmhasbeenproVentobeanemcientwayforVideostreamingserviceboththeore