基于cdn和p2p的流媒体系统传输技术研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文基于CDN和P2P的流媒体系统传输技术研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：李伟控制理论与控制工程郑烩副教授常国栋高级工程师二。一二年五月十日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster，SdegreeResearchonStreamingMedia■—_■■■——■_一■—I—IranSmISSIOnleCllnOlogVbaSedonCDNandP2PNetworkAuthor’SName：WdLi

2、Speciality：ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor：AssociateProf．QuanZheng，GuodongChangFinishedtime：May10m，2012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已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已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：上掣中国科学技术大

3、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。作者签名：签字日期：口保密L年)摘要摘要随着高性能网络和数字通信技术的快速发展，近年来网络视频等多媒体应用在互联

4、网中已越来越普及。作为目前互联网视频数据传输的主要方式，流媒体传输面临的问题是启动延迟长和媒体服务质量低等，由于传统的客户服务器模式(C／S)在面临大规模用户时的可扩展性较差，IP多播技术也不能很好的适用在当前网络中，内容分发网络(CDNs)和对等网络技术(P2P)则是流媒体传输两种主要的解决方案。内容分发网络能够满足海量用户和提供高质量服务，但其代价是昂贵的部署费用；另外P2P虽然具有良好的可扩展性，但由于节点固有的随机特性，该技术并不能有效保证流媒体传输的服务质量。为了降低流媒体传输成本和保证传输质量，本文结

5、合CDN和P2P技术研制了一种混合式流媒体传输系统，该系统不仅具有内容分发网络的传输可靠性，同时具有P2P网络的高可扩展性，主要研究内容和效果如下：1)设计了DCS(DistributeContentSystem)系统，主要包括中心控制子系统、内容存储子模块和P2P网络。内容存储子模块可以将媒体部署到接近用户的服务器网络中从而提高流媒体网络的内容传输质量，但仍然存在着C／S模式的瓶颈，采用对等网络技术提高系统的可扩展性。同时为了合理利用存储空间，为DM(DataManager)子模块设计了内容重分发算法，并在实验

6、平台中验证了内容重分发算法。2)针对网格型P2P流媒体设计一种上下文感知的自适应(Context．awareAdaptive)流媒体数据调度算法，该算法根据上下文信息定义了数据块的优先级，并动态估计与邻居节点间的网络带宽，根据数据块的优先级、发送节点质量的评估和网络容量等上下文信息计算数据块请求的次序和方向。仿真结果表明，CAA调度算法具有较小的缓冲延迟，在节点吞吐量和系统负载均衡等方面比传统的P2P流媒体调度算法有所提高，同时节点连续性指标也得到了改进。3)为了加速DCS系统流媒体的传输，设计了DM和节点相互协

7、同的缓存算法，一方面通过DM子模块保证流媒体传输质量，同时利用对等网络减少部署成本，并通过分析系统缓存模型针对PS和节点分别设计了对应的替换策略。4)基于P2P节点间的协同传输特点，设计了一种根据邻居节点的观看位置进行数据块预取的策略，最后提出基于队列的数据块调度模型，以便将数据块按照类型分别调度到DM和P2P网络中，并在仿真平台验证了算法性能。关键词：流媒体；内容分发网络；对等网络；数据调度；协同缓存ABSTRACTInrecentyears。withtherapiddevelopmentofhighperfo

8、rmancenetworkanddigitalcommunicationstechnology，theapplicationofonlinevideointheIntemet1sbecomingincreasinglypopular．AsthemainwayofInternetvideodatatransmlsslon，strealningmedianeedtodealw