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P2P点播系统模型与模拟器的研究、设计与实现

作　者: 袁堂夫
导　师: 陆建德
学　校: 苏州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: P2P网络 视频点播 跳表 数据调度 P2P网络模拟器
分类号: TN948.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
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内容摘要


目前,对P2P流媒体直播系统的研究已趋于成熟,但点播系统研究中还有不少关键问题尚待解决。本文对几种典型P2P流媒体模型进行详细分析,针对其不足,结合网状结构系统的协议简单、鲁棒性强和树状结构控制开销小、数据调度简单等优点,设计了一种基于跳表的视频点播系统模型ST-P2PVoD(Skip Table Based P2PVoD)及相应的模拟器PD-P2PSim(Parallel Discrete Event Driven P2P Simulator,并行离散事件驱动P2P网络模拟器),模拟测试结果表明,新模型对加快VoD VCR操作时对资源的查找定位速度、改善系统性能具有良好效果。论文对ST-P2PVoD模型中的拓扑结构、节点管理、数据调度、控制协议与交互、PD-P2PSim模拟器的设计实现等关键课题进行了深入的讨论。在ST-P2PVoD系统模型的拓扑结构中采用了基于跳表的拓扑结构和网状的伙伴节点组织结构的双层结构。基于跳表的资源定位可以有效支持VCR操作,减少VCR时延和服务器负载。在数据调度方面,采用推拉结合的思想,根据缓冲区的动态状态选择按推或拉的方式进行调度,保证了数据尽量在播放前到达,提高了数据调度的有效性,减少了控制开销。论文还对控制协议中系统节点间交互的消息类型和格式进行了定义,并描述了消息节点间的传递过程和节点对消息的处理过程。论文研究、设计实现了ST-P2PVoD网络模拟器,对该模拟器的设计时,考虑到了P2P网络模拟的通用性,采用了面向对象思想对整体架构进行设计。为提高P2P网络模拟器的模拟速度,设计“生产者与消费者”双线程并行离散驱动模型,克服了大规模P2P节点模拟时单线程串行处理离散事件速度过慢的缺陷。在PD-P2PSim网络模拟器基础上,对ST-P2PVoD模型进行系统仿真,并与传统的P2VoD模型进行了性能测试对比,测试结果表明了新模型很好的可扩展性、健壮性和高效性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 论文的主要工作  12
  1.4 论文的特色与主要贡献  12-13
  1.5 论文的组织结构  13-14
第二章 P2P 流媒体技术与模拟器  14-30
  2.1 P2P 技术  14-17
    2.1.1 P2P 网络  14
    2.1.2 P2P 网络的分类  14-17
  2.2 流媒体系统  17
  2.3 视频点播系统的发展历程  17-20
    2.3.1 传统的C/S 结构点播系统  18
    2.3.2 基于集群的点播系统  18-19
    2.3.3 基于CDN 的点播系统  19
    2.3.4 基于 P2P 技术的点播系统  19-20
  2.4 典型的P2P 流媒体模型分析  20-27
    2.4.1 PeerCast 模型  20-22
    2.4.2 P2VoD 模型  22-23
    2.4.3 SplitStream 模型  23-25
    2.4.4 基于Gossip 协议的DONet 模型  25-27
  2.5 P2P 网络模拟器  27-29
  2.6 本章小结  29-30
第三章 P2P 点播系统模型ST-P2PVOD 设计  30-41
  3.1 ST-P2PVOD 模型概述  30-31
  3.2 ST-P2PVOD 模型结构  31-40
    3.2.1 基于跳表的组织结构  32-35
    3.2.2 数据调度  35-36
    3.2.3 服务器的带宽控制  36-37
    3.2.4 控制协议  37-38
    3.2.5 交互过程  38-40
  3.3 本章小结  40-41
第四章 P2P 网络模拟器PD-P2PSIM 的设计与实现  41-57
  4.1 P2P 网络模拟器概述  41-42
  4.2 P2P 网络模拟的需求分析  42-43
  4.3 P2P 网络模拟器PD-P2PSIM 的总体设计  43-44
  4.4 并行离散驱动事件驱动引擎模块设计  44-49
    4.4.1 离散事件驱动引擎的一般结构  44-47
    4.4.2 单线程串行离散事件驱动模型的性能分析  47-48
    4.4.3 “生产者与消费者”并行离散事件驱模型的设计与实现  48-49
    4.4.4 模型性能分析  49
  4.5 网络搅动模块设计  49-51
  4.6 网络管理模块设计  51
  4.7 网络拓扑模块设计  51-52
  4.8 节点模块设计  52-54
  4.9 数据统计模块设计  54
  4.10 P2P 网络模拟器PD-P2PSIM 的测试与结果分析  54-56
    4.10.1 运行时间与模拟时间的关系  55-56
    4.10.2 运行时间与模拟节点数的关系  56
  4.11 本章小结  56-57
第五章 ST-P2PVOD 模型仿真程序实现  57-75
  5.1 视频服务器的仿真实现  57-59
  5.2 节点中各大模块的仿真实现  59-69
    5.2.1 视频缓冲区模块的仿真实现  60-61
    5.2.2 数据通道的定义  61-62
    5.2.3 邻居节点管理模块的仿真实现  62-64
    5.2.4 消息模块的定义  64-65
    5.2.5 两种基本事件的定义  65
    5.2.6 消息处理模块的仿真实现  65-67
    5.2.7 动作处理模块的仿真实现  67-69
  5.3 网络搅动和数据统计模块的完善  69-70
  5.4 ST-P2PVOD 系统模型的测试过程  70-72
  5.5 仿真试验及结果分析  72-74
  5.6 本章小结  74-75
第六章 总结与展望  75-77
  6.1 论文总结  75-76
  6.2 未来工作展望  76-77
参考文献  77-81
攻读硕士学位期间发表的论文  81-82
致谢  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视 > 电视中心、电视设备 > 电视中心管理系统 > 视频点播系统
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