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时间:2018-05-08
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1、浅析P2P网络应用层多播树的建立及维护的论文关键词:p2p 应用层多播 多播树 摘要:本文主要研究了p2p网络应用层多播方案中建立和维护多播树的问题。采用单树结构的alm建立方案,按照网络地址邻近的原则,并综合考虑节限制和服务能力的问题来获取父节点,构建一探低延迟、低连接压力的单源多播树,实现应用层多播。 0、引言应用层多播树的建立和维护是p2p网络拓扑结构建立的关键。在pzp流媒体中,首要问题是将服务器和参与服务的节点组织成应用层多播(application-layermulticast,alm)树。多播树的建
2、立算法将直接决定流媒体直播系统的连接效率。因此,有必要深人研究应用层多播树的建立和维护算法。对面向inter流媒体技术,最简单的解决办法是为每个申请者建立一条发送视频流的链接。但太耗费带宽,又不能支持大量观众实时收看,申请者接收到的将是低质量视频组播相对而言是一种好的解决方法,但inter中多数isp不支持ip组播,造成其发展受限。应用层组播克服了ip组播的缺陷:无需更改网络协议和网络设备的配置,在客户机间复制和转发数据,数据报沿逻辑链路转发,数据路由、复制、转发功能均由客户机完成,客户机间建立一个叠加在ip网络上
3、、实现组播业务逻辑功能性网络,要实现这样的功能,就必须建立对应的应用层多播树。.现阶段,已经有一些学者开始进行应用层多播树的建立的研究,并取得了一定的成果。本文首先介绍p2f网络中应用层多播技术研究的相关工作,然后在比较现有多播树建立方案的基础上,设计出适用于p2p流媒体直播系统的应用层多播树建立和维护方案,并分析了其性能。 1、相关工作应用层多播的研究,作为覆盖网络研究的一个方向,是国际上刚刚兴起的研究热点。很多大学和研究院都在进行这方面的研究。从2000年6月,卡耐基梅隆大学的y.hchu在acmsigmet
4、rics上发表了一篇端系统多播的论文开始,标志着应用层多播开始进人了热点研究。2001年ratnasamy在acmsigm上发表了基于peer-to-peer网络的应用层多播论文canmulticastes.q.zhang也在nossdav上发表了基于peer-to-peer网络的应用层多播的论文bayeuxo2002年,sumanbanerjee在acmsigm上发表了基于nice应用层多播的论文。在这些论文中,研究学者都提出了自己的应用层多播实现思路,对应用层多播路由协议中多播树计算算法进行了研究。这些应用层多
5、播方案具有不同的特点,适用的范围也不相同。其中对于peer-to-peer覆盖网络上的应用层多播研究还处于探索阶段。目前在peer-to-peer网络上实现的应用层多播方案主要有三种;canmulticast,scribe}bayeux。它们都是在基于动态哈希路由的peer-to-pee:网络上实现的,其中canmulticast是在can之上实现的,scribe是在pastry上实现的,bayeux是在tapestry上实现的。这几种方案都充分利用了peer-to-pee:网络的路由机制,因此只需增加少量的模块就
6、可以实现多播功能。与原先的peer-to-peer网络相比,只增加少量的开销就实现了多播功能,同时继承了peer-to-peer网络的支持大规模、支持成员动态变化的特性。可用于分布式仿真、多方实时游戏、大规模协作应用等,但这三种方案对于应用层多播的模型、性能分析、性能优化都没有进行研究。 2、应用层多播树方案分析 2.1单树结构的alm方案单树结构的alm方案包含小规模的多源alm方案和大规模的单源组alm方案。小规模的多源alm方案多应用于视频会议。将用户节点组成一个应用层mesh,周期性检查mesh中的连接
7、质量,mesh上以数据源为根,根据带宽、时延各自构造生成树。可以针对每个源单独优化,每个成员维护一个组成员列表,可靠性高,但开销大,扩展性差。大规模的单源组alm方案中,最具代表性的就是nice,zigzagbalm树构建方案。两者的思路都是”分层”(hierarchi-cal),”分群”(cluster),成员只和少量固定数目的节点联系。nice(如图1)的维护管理具有分布性和自治性,节点的维护负载较轻,且节点的退出只影响局部节点,不影响根节点。缺点是层次越高的节点负载越重,如最高层的节点的度数达到(logn),
8、当系统规模很大时,这会成为系统的瓶颈。zigzag与nice相似,两者在每个节点的平均维护负载都为。闪,树的高度都为0(logn)。但zigzag解决了nice存在的瓶颈问题。其改进点为:zigzag中clusfe:的管理和数据分发由不同节点完成,而nice将两功能统一在一个节点上。改进后,多播树中节点所带子节点数目最多为0(k2),与参与多播树的节点数目无
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