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组播树演算法在网络视频监控系统中的应用

作　者: 尹玲敏
导　师: 魏祖宽；陈富安
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 网络视频监控 应用层组播(ALM) 覆盖网络(Overlay Network) 负载分享
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 25次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着宽带网络、数字压缩技术和大容量存储技术的高速发展,基于实时多媒体通信的网络服务也达到了前所未有的增长速度。视频监控技术被广泛的应用于工业生产、交通、电力、银行、办公大楼等领域。网络的普及和网络上所提供的服务及应用越来越多样化,使得人们使用网络的机会也越来越多,即使网络带宽不断的在扩增,但是新颖的服务与应用依然期望更大、更多而且稳定的带宽。通过网络来进行即时的影音传送就是最好的例子:视频点播服务(VOD,Video On Demand)、网络电视(IPTV)及未来会更加热门的智能视频监控系统(Internet Video Surveillance)等多媒体网络应用服务,就是利用网络作为传输媒介,不需要负担额外的传输费用,可以提供画质更好、更贴近使用者需求的应用服务,但是这类服务需要相当大的网络带宽与相关网络协定技术来进行传输,同时作为提供影音资料的服务器也需要付出相当多的资源以及维护成本。因此,本论文提出了以点对点的方式来进行网络及服务器负载的分享,以网络数字组播视频监控系统为多媒体传输服务环境,通过分享带宽以CPU的计算时间来提供更好的扩展性及稳定性。这个网络数字组播视频监控系统是通过组播来传送数字的视频监控画面,然后通过采用应用层组播(Application Layer Multicast,ALM)的代理服务器互相连接来形成一个逻辑上的覆盖网络(Overlay Network)来传递组播视频监控,让网络上的使用者互相分享这一份即时视频监控画面,但是事实上每一个组播代理服务器上的资源及带宽都是受到限制的,一旦出现较大的连线数量,则会对带宽造成很大的负担,并因为封包传送时间过长或遗失而导致影像的播放品质下降。本论文通过对有关覆盖网络负载分享的研究,针对即时视频监控服务提出负载分享的改良方法,将以平均带宽和时间的乘积(Average Bandwidth Time- Product,ABTP)为标准来评价各代理服务器,并构建具有负载分享的网络视频监控服务的覆盖网络,分散服务器负载及带宽消耗。经过网络相关环境的模拟测试及各项实验结果,证明了所提出的负载分享的改良方法在代理人的上线、离线与负载分享最大化等会影响覆盖网络拓朴的状况下,都可以避免可能的用户断线次数、服务延迟时间过长对终端用户播放影像品质造成的严重影响。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章 绪论  12-15
  1.1 研究背景  12
  1.2 研究动机与目的  12-13
  1.3 本人从事的研究内容和论文的组织结构  13-15
第二章 视频监控相关技术研究  15-31
  2.1 网络视频监控系统  15-16
  2.2 单播与广播  16-17
  2.3 网络组播  17-19
  2.4 应用层视频组播  19-30
    2.4.1 树状结构  21-24
    2.4.2 网状结构  24-30
    2.4.3 DHT  30
  2.5 本章小结  30-31
第三章 研究方法  31-37
  3.1 在应用层组播上进行视频监控服务  31
  3.2 分散式网络  31-32
  3.3 取得网络拓扑相关信息  32-34
    3.3.1 延迟时间  33-34
    3.3.2 网络带宽  34
    3.3.3 封包遗失率  34
  3.4 以成员年龄来建立组播树  34-35
  3.5 以带宽来建立组播树  35-36
  3.6 本章小结  36-37
第四章 应用层组播树的构建与实现  37-49
  4.1 构建应用层组播树  37-38
  4.2 构建组播树的演算法  38-48
    4.2.1 成员加入  40-42
    4.2.2 成员离开  42-46
    4.2.3 组播树调整  46-48
  4.3 本章小结  48-49
第五章 实验介绍及结果分析  49-60
  5.1 实验环境介绍及规划  49-52
    5.1.1 系统仿真的过程与步骤  49-50
    5.1.2 OMNeT++ 4.0 系统仿真介绍  50-51
    5.1.3 实验规划  51-52
  5.2 实验结果及分析  52-59
    5.2.1 模拟程序操作结果  52-54
    5.2.2 群组大小与最佳化标准对组播树调整次数的影响  54-55
    5.2.3 群组大小与最佳化标准对控制信息数量的影响  55-56
    5.2.4 不同群组大小的成员所承受中断次数与最佳化标准的关系  56
    5.2.5 不同群组大小时组播树高度与最佳化标准的关系  56-57
    5.2.6 时间对最佳化演算法与端点到端点延迟造成的影响  57-58
    5.2.7 执行过程中累计的控制信息数量  58-59
  5.3 本章小结  59-60
第六章 结论与未来工作  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络结构与设计
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