P2P流媒体关键技术研究

探讨在Peer节点服务能力的异构性、节点的动态性以及流媒体本身的特殊性下,使P2P流媒体系统保证服务质量的关键技术.从拓扑构建、调度策略、缓存机制三个方面总结P2P流媒体系统涉及的节点选择算法、节点定位方法、数据调度算法、缓存的替换和中继算法等关键技术,分析其存在的问题,指出P2P流媒体关键技术的未来研究方向,对P2P流媒体系统的研究和开发具有重要意义.     

P2P流媒体系统关键技术概述

主要从资源定位和数据传输两个方面概述P2P流媒体系统的关键技术。资源定位主要介绍结构化和非结构化资源索引及节点选择方法,节点选择则从节点物理位置和节点异构性讨论。数据传输主要讨论数据拓扑结构、数据调度模式、数据片选择策略及与SVC、MDC视频编码的结合。     

分层P2P实时流媒体系统中基于演进博弈的超级组对等节点选择算法

针对分层混合式P2P实时流媒体系统中的超级组对等节点选择问题,提出了以一种基于演进博弈论的分布式超级对等节点选择算法。首先使用演进博弈框架对P2P实时流媒体系统中的超级对等节点选择问题进行了建模,并对其演进稳定策略进行了求解分析。然后通过得到的混合策略设计了一种基于Q-Leaning的分布式SGP选择算法ESS-SGP,以达到激励对等组内的对等节点之间互相协作的目的。实验结果表明,与传统的随机选择超级对等节点方法相比,使用ESS-SGP算法所选择产生的超级组对等节点能够稳定地为系统提供更高的流媒体上传速率,使整个P2P流媒体系统的上传能力随着对等节点数目的增加而稳定增加,并为每个对等节点带来更好的收益。     

基于P2P流媒体直播系统的数据传输研究

对于P2P流媒体直播体系中的数据传输主要采取了退火算法对其进行一定的优化。并以全局规划为主,建立了P2P流媒体数据传输的数学模型VMDTSA-P2P,该模型将可用出口带宽以及可用性时间等因素对其所造成的影响进行了充分的考量,并将其作为获取最优解的主要因子,这也传统的数据传输体系相比,在大量用户的状况下,很大程度上加快了新节点从伙伴节点中选择数据的速度,并且对于近似最优数据块所提供的节点的组合方面进行保证,从而有效的提高了直播的流畅性以及连续性等,充分的保障了画面的播放质量。     

基于P2P流媒体直播系统的数据传输研究

对于P2P流媒体直播体系中的数据传输主要采取了退火算法对其进行一定的优化。并以全局规划为主，建立了P2P流媒体数据传输的数学模型VMDTSA—P2P，该模型将可用出口带宽以及可用性时间等因素对其所造成的影响进行了充分的考量，并将其作为获取最优解的主要因子，这也传统的数据传输体系相比，在大量用户的状况下，很大程度上加快了新节点从伙伴节点中选择数据的速度，并且对于近似最优数据块所提供的节点的组合方面进行保证，从而有效的提高了直播的流畅性以及连续性等，充分的保障了画面的播放质量。     

基于P2P流媒体直播系统的数据传输策略

针对P2P模式下视频流媒体直播系统的数据传输策略用改进的模拟退火算法进行了优化。以全局规划的思想建立了P2P视频流媒体的数据传输策略数学模型VMDTSA-P2P,模型充分考虑了可用出口带宽和可用性时间对播放连续性的影响,把它们作为获取最优解的目标函数因子,并用改进后的模拟退火算法进行解的寻优,相比于传统的数据传输策略,在具有大量用户的情况下加快了新节点从伙伴节点中选择数据块提供节点的速度,并且保证得到近似最优的数据块提供节点组合,减少了视频流媒体直播系统播放的延迟,从而提高了播放的连续性、流畅性,保证了视频播放的质量。通过该算法在模拟P2P系统中的实现,验证了该算法在P2P系统中对数据传输的准确性和高效性。     

基于平衡多叉树的P2P网络拓扑研究

为了进一步提高P2P网络的服务质量,构建性能更为优良的P2P网络,提出了一种新的基于平衡多叉树P2P网络(MBTN)拓扑构建方案,对相关的调度算法进行了研究,并详细阐述了在该拓扑网络上节点加入和退出算法.最后,从节点平均恢复时间、平均延迟时间两方面对MBTN拓扑结构组播网络上的P2P业务进行仿真试验.实验表明,基于MBTN仿真出的拓扑网络可以有效减少节点恢复时间和延迟时间,较好地降低了控制成本.     

基于市场机制的P2P流媒体网络节点选择算法

针对P2P流媒体网络中的节点选择问题,将移动代理引入P2P网络,建立起用于有效实现P2P网络节点的市场化节点选择模型.基于该模型,进一步提出了一种基于市场机制的自适应节点选择算法MANS:通过模拟市场经济中的价格机制适时调整节点的带宽价格,并动态划分节点角色,依据所建立的评价模型选择最优节点,进行数据服务.最后将该模型与MANS算法运用于直播场景,对仿真结果进行了分析并和静态选择算法进行了比较.     

基于P2P流媒体系统模型的研究进展

介绍P2P流媒体技术的发展由来,着重讨论目前P2P流媒体系统的2种典型模型:基于树状拓扑协议及扩展的模型和基于Gossip协议的模型,以及他们的最新研究进展.分析这两种模型实现新节点加入、节点离开以及节点之间数据交换的方法,总结他们在网络带宽效率、延时和可靠性之间的权衡,指出了各自的优缺点.     

一种基于P2P的流媒体终端流量管理算法建模分析

基于P2P网络的流媒体技术可以向大规模用户群提供高质量、可交互的流媒体服务。本文以流媒体终端的功能模块为基础,探讨了一种P2P网络流媒体终端的分层结构模型,并着重对其中流管理模块中的节点自适应调整(peer adaptation)算法进行了建模分析,通过仿真对设计的模型算法及策略进行了对比验证,表明了同时采用所有策略的方式流量管理效果最好。     

P2broadcast: a hierarchical clustering live video streaming system for P2P networks

This work describes a novel live video streaming system for P2P networks, referred to as P2broadcast. The video streaming service has bandwidth requirements to guarantee presentation quality. Therefore, a scalable strategy to quickly find a path from a media server to a client with abundant bandwidth is very important. A common approach in the literature is the bandwidth first (BF) scheme, which allows a newcomer to adopt a BF tree traversal scheme to find its parent peer on the P2P overlay tree to retrieve the media content. The BF scheme is likely to build a deep overlay tree, resulting in long start‐up latency as the number of peers on the overlay tree grows. P2broadcast reduces start‐up latency by organizing peers into hierarchical clusters and making the overlay tree become a ‘short‐and‐wide’ tree. The hierarchical clustering structure enables a newcomer to find its parent peer among the set of peers that are more likely to provide large available bandwidth only. Limiting the set of potential parent peers not only reduces start‐up latency but also improves the system availability. Additionally, unlike the BF scheme that only concerns available bandwidth, P2broadcast utilizes a cost function to evaluate the appropriateness of a potential parent peer. The cost function considers the depth of the newcomer on the overlay tree, making the overlay tree become a short‐and‐wide tree. In addition to start‐up latency reduction, the short‐and‐wide tree feature also alleviates the service interruption probability due to the leaving or failure of a peer. Our simulation results show that P2broadcast greatly outperforms the BF scheme in terms of system availability, and achieves around 66% savings in start‐up latency and 10% decrement in service interruption probability. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

P2P流媒体中的多发送端选择算法

 在多对单P2P流模式下,如何选择多个发送端,并为其最优地分配发送速率和数据是一个难题.为此,提出了一种新的多发送端选择和最优速率及数据分配算法(MSRDA).首先把待解决的问题模型化为线性最优化问题,然后给出了求解最优化问题的算法.不同于已有的算法只按链路的丢包率来选择发送端,MSRDA根据到各发送端链路的丢包率与链路的可用带宽比升序排序来选择多发送端,并最优地分配发送速率和数据.理论分析和仿真实验结果表明:在不同的网络条件下MSRDA能有效地减少聚合带宽的丢包率,并具有自适应性,优于现有同类算法.     

服务感知的移动P2P流媒体系统视频片调度算法

与有线网络相比,目前移动互联网的带宽普遍较低.这种情况下,如果移动P2P流媒体系统中用户节点上行带宽的利用率不高,将会极大地加重视频源服务器的负载,增加播放延时.为了充分地利用移动节点的上行带宽,缩短播放延时,文中提出了服务感知的视频片调度算法,它由请求算法和服务算法两部分组成.请求节点会根据最近的服务状况动态地调整请求的片数,减少服务拥塞的发生.服务节点会根据请求的优先级合理地安排上传顺序,提高服务的效率.仿真结果表明,该算法很好地适应了移动网络带宽低的情况,能够提高上行带宽的利用率,缩短播放延时.     

SeekStream: adapting to dynamic user behavior in P2P video‐on‐demand

In recent years, the users' perceived quality of experience (QoE) in streaming services has gained a lot of attention. Particularly, a number of research efforts have focused on providing live streaming and video‐on‐demand (VoD) services using peer‐to‐peer (P2P) architectures. However, in these proposed architectures, the heterogeneity of users and their dynamic behavior has not been sufficiently studied. In a real life scenario, where users have highly heterogeneous bandwidth resources (cable, DSL, 3G networks, etc) and can arbitrarily decide to perform a VCR function (stop, fast forward and seeking), ignoring this behavior can significantly deteriorate the system's efficiency and the perceived QoE. In this paper, we present SeekStream, a scalable P2P VoD architecture that ensures the stable delivery of the video stream to every participating user even in cases of high heterogeneity and frequent seeking operations. Specifically, SeekStream is a set of algorithms that optimize the P2P overlay dynamically and in a distributed fashion, making it adaptive to users dynamic behavior and bandwidth changes. The available bandwidth resources of the participating users are optimally exploited, keeping the contribution from the media server(s) to a minimal level. To illustrate the performance of the proposed algorithms, we are using a centralized overlay network manager that discovers the optimal network graph as a reference. We have developed an extensive P2P VoD simulator that shows the efficiency, scalability, and stability of our system under variant and dynamic conditions. The algorithms of our proposed system introduce less than 4% bandwidth overhead while we achieve high offloading of the media server(s). SeekStream guarantees a high block reception rate for the users, even under extreme seeking patterns. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

P2P网络流媒体关键技术

P2P网络流媒体技术一直是学术界和产业界的研究热点.本文围绕覆盖网络拓扑结构,对现有的P2P流媒体系统作了全面的归类总结,深入介绍和分析了覆盖网络构建、数据块调度策略等P2P流媒体核心技术,并概要讨论视频编码、网络编码、覆盖网络拓扑优化、安全与激励机制等P2P流媒体相关增强技术.对典型P2P流媒体系统的性能进行了比较,...     

基于有向无环图的P2P流媒体播放系统

文中针对P2P流媒体播放中的网络拓扑构建问题,通过抽象和刻画播放节点之间的媒体同步关系,提出了基于有向无环图结构的网络拓扑构建技术。实验表明,该技术具有数据传输率高,播放延迟小等优点。基于该技术实现的P2P流媒体播放系统已经部署在Cernet2网络中。     

基于拍卖的P2P内容分发网络带宽分配机制

为了解决P2P内容分发网络中带宽资源稀缺且分配不合理这一突出问题,抑制节点的自私性行为,设计了一种基于拍卖的带宽分配机制。该机制通过上载带宽支付方式,迫使自私请求节点选择合适的带宽需求,使得整个P2P网络中的节点良性竞争带宽资源,避免了"公共地悲剧"的发生;且带宽分配算法在资源节点和请求节点并行执行,能很好适应P2P网络的分布式特性。仿真结果表明,该机制能够有效遏制搭便车行为,从而缩短P2P内容分发的平均完成时间,降低内容源服务器的上传数据比例。     

P2P流媒体技术原理及应用

基于P2P的流媒体技术是一项非常有前途的技术,该技术有两方面的优点:不需要互联网路由器和网络基础设施的支持,因此性价比高且易于部署;流媒体用户不只是下载媒体流,而且还把媒体流上载给其他用户,因此,这种方法可以扩大用户组的规模,且由更多的需求带来更多的资源。由于P2P流媒体系统中节点存在不稳定性,因此P2P流媒体系统需要在文件定位技术、节点选择技术、容错以及安全机制方面有所突破。此外在如何管理节点并建立发布树、如何应付不可预知的节点失效、如何适应网络状态变化方面也面临着一些挑战。     

P2P网络流媒体播放系统研究

介绍了一种基于P2P网络平台上新的流媒体播放技术,它将P2P网络技术和流媒体技术结合起来,充分利用网络闲置的带宽资源和存储资源,突破了传统的流媒体播放系统带宽瓶颈.它采用多点下载和文件分块重组方法,一边下载一边播放,能够保持节目流完整而流畅地播放.     

基于P2P技术的网格资源发现中覆盖网络的构建

文章针对网格环境下的集中式资源发现机制的不足,设计了基于P2P技术的资源发现模型,并在分析典型P2P系统Gnutella覆盖网络构建方式的基础上,提出了网格环境下进行覆盖网络构建的新方式--定序方式.按照定序方式构建的覆盖网络可以保证资源发现的服务质量,同时定序方式以节点间的网络延时作为覆盖网络构建的依据,请求消息按照小的网络延时路径在覆盖网络上传播,从而可以提高资源发现的效率.