文档介绍：分类号学号 198183012
学校代码 10487 密级
博士学位论文
对等网络流媒体组播模型
和算法优化研究
学位申请人: 胡迎松
学科专业: 计算机系统结构
指导教师: 余胜生教授
答辩日期: 2011 年 8 月 25 日
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Doctor of Philosophy in Engineering
Research on Optimization of Multicast Models and
Algorithms in P2P Media work
Ph. D. Candidate : Hu Yingsong
Major : Computer Architecture
Supervisor : Prof. Yu Shengsheng
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan 430074, P. R. China
2011
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得
的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他
个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集
体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期: 年月日
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不保密。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学博士学位论文
摘要
传统的流媒体技术是基于客户端/服务器模式的,随着网络用户数量的快速增长,
开始出现很多问题,特别是大量用户同时在线的时候,服务器性能会直线下降,无
法满足用户视频播放需求。P2P 网络模型作为互联网上的新兴应用,在利用率、扩展
性、容错等方面具有巨大潜力,可以充分挖掘互联网上各类客户机资源。以 P2P 流
媒体为研究对象,从其系统架构着手,进一步分析和研究了组播树内、组播树间优
化算法以及组播树构建模型。
提出了一种层次化的 P2P 流媒体系统架构模型(HPSS)来支持高视频播放带宽,
该系统采用多级聚类的网络拓扑结构,根据节点的延迟和带宽,采取相应的聚类策
略,所有节点被聚类到带宽均衡的聚类中,以此来获得流媒体速率的最大化。还为
节点的加入、离开和聚类的重新平衡设计了算法,保证 HPSS 提供持续稳定的高播
放带宽视频服务。仿真结果表明,HPSS 充分利用节点的带宽,可获得与理想流媒体
速率上限接近的速率。该模型通过对层次结构的有效维护来最大化系统的流媒体速
率,解决了 P2P 流媒体中支持高视频播放带宽的问题。
提出了一种基于优先权的层次化应用层组播模型(PH-ALM),该模型综合考虑
了带宽和时延因素,引入优先权的概念。在保持原有的层次化 ALM 模型的基础上,
根据优先权度量构造局部 ALM 树。优先权具有明确的数学定义和计算方法,充分考
虑局部带宽和节点间的传播时延,以优先权为标准构建的局部 ALM 树具有局部最优
性。同时,该模型为节点的加入、离开和位置调整设计了高效的算法,使 ALM 树定
期调整结构,实现数据转发的负载均衡,以适应传输节点网络带宽异构情形,增加
构造 ALM 树的灵活性。仿真实验结果证明该模型能够很好地适用于节点能力差异较
大的网络,系统维护开销较小,簇内 ALM 树结构优化仅限于局部,保证了系统的稳
定性。
提出了一种基于历史信息重用的覆盖图间优化算法(HIR),该算法是在覆盖图
内优化的基础上进行覆盖图间优化。让每个节点保持多个树内连接表和树间连接表,
表的内容是对该节点参与的树内和树间最优路径的历史信息的统计。在最优路径的
I
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探测方面,该算法对原有的逆向