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《北京交通大学》 2009年
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基于Mesh对等网的IPTV直播分发建模、监测与性能优化研究

文波  
【摘要】: 随着Internet技术的飞速发展,流媒体分发技术取得了长足的进步。同时,日益增加的用户和视频数据,也给大规模流媒体分发服务带来了新的挑战。作为商业级应用的IPTV,面临向海量用户同时传送多套高清质量视频节目的应用场景,对IPTV分发的实现、保障、计费提出了更加苛刻的要求,现有相关技术难以满足。近几年兴起的基于对等网的IPTV分发技术充分利用终端节点资源,具有良好的扩展性和较低的成本,逐渐成为IPTV分发技术发展的主流方向。在基于对等网的IPTV分发技术中,Mesh架构以其适应对等网中节点高度扰动、充分利用节点带宽资源等特性,成为最吸引人的研究领域。但是,尽管人们就基于Mesh对等网的IPTV分发相关问题做了大量深入的研究,但面对IPTV直播业务高度实时性、同步性、高质量保障的要求,仍然有很多问题亟待解决。 本文在对IPTV分发技术的现状和未来发展趋势进行了系统、全面地分析和总结的基础上,深入细致地研究了基于Mesh对等网的IPTV直播分发中的部分关键问题,取得了若干创新和成果。本文的主要贡献包括: 1.提出基于Mesh对等网的IPTV直播分发过程中视频片段全生命周期的产量模型。视频片段产量指全系统截至时刻t拥有视频片段m的节点总数,反映系统整体对特定视频片段m的理论最大供应能力,具有非常重要的意义。针对已有相关研究均基于节点缓冲区无限的假设,并受此所限只对视频片段产生和传播过程的产量做了初步讨论,本文分析缓冲区受限情况下系统中视频片段从产生到消逝的完整生命期内的产量变化过程,将视频片段产量函数划分为增长期/平稳期/消退期三阶段并作相应分析,讨论系统关键参数对产量函数的影响,并就静态拓扑、零初始线性增长拓扑、非零初始线性增长拓扑等典型场景下视频片段产量函数具体形式作相应分析,最后通过仿真验证了本文模型及分析的有效性和准确性,同时考察了各种参数和复杂情况下视频片段完整生命期的产量变化过程和特性。 2.提出一种适于基于Mesh对等网的IPTV直播分发的业务质量监测算法。针对系统中海量自组织节点的大规模性和动态性、业务质量自身实时变化等所带来的问题,提出基于并行无偏随机游动连续采样的业务监测算法,对业务质量进行实时监测;从理论角度分析了该算法的正确性和可行性;并就算法的性能和影响因素进行讨论;最后通过仿真验证了采用无偏随机游动对IPTV业务质量进行监测的可行性,监测算法的有效性、精确性和实时性,同时具有较低的开销;并展示了不同拓扑、不同系统规模、不同随机游动参数等对监测算法效果的影响。该监测算法克服了采用日志服务器、主动爬行器收集、在特定节点部署被动嗅探设施等已有方法的监测开销大、实时性差的缺点,适于基于Mesh对等网的IPTV直播分发系统业务质量监测。 3.提出一种用于优化基于Mesh对等网的IPTV直播分发业务时延的优先级抢占算法。针对Mesh中因邻居间完全平等、无层次、无父子关系而难以利用抢占算法的问题,在Mesh架构中分布式的周期动态定位主分发架构,利用主分发架构路由优先级抢占信令,充分利用节点具有的异构特性,在分析节点邻居关系基础上,使得高能力、高优先级的节点抢占低能力的节点,从而尽可能的处于系统上层,以便降低视频片段分发时延,提升系统性能,同时提升贡献大的高能力节点的业务指标。仿真实验表明,所提算法在保持系统平均媒体质量基本不变和较低控制开销的同时,显著降低了业务时延。 4.提出一种集成业务动态支撑架构。针对IPTV直播分发中单纯基于对等网用户资源分发难以保障业务质量、而采用CDN或类似架构分发又成本较高、扩展性差的问题,提出由支撑节点组成的集成业务动态支撑架构,对业务质量进行实时监测;并根据系统负载的动态需要,进行自适应的业务支撑,调整资源分配,在一定程度上改进业务质量;同时在多个频道(即对等网)之间进行资源分配,从而使得运营商可以获取尽可能多的整体收益。最终实验结果验证了集成业务动态支撑架构的有效性和自适应性。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN949.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郑常熠;王新;赵进;薛向阳;;P2P视频点播内容分发策略[J];软件学报;2007年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周云;万川龙;桑军;胡海波;;一种基于P2P的视频点播系统[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年03期
2 陈行;吴强;吴家皋;;基于Nat-Pt的应用层组播过渡方案[J];东南大学学报(自然科学版);2006年03期
3 金杉;刘林峰;吴家皋;;一种新的自适应覆盖多播路由协议[J];东南大学学报(自然科学版);2007年03期
4 陈拓;黄华钦;;P2P流媒体发布系统实现与研究[J];大众科技;2009年01期
5 李泽平;卢显良;聂晓文;李林;;P2P流媒体中的数据分配算法[J];计算机研究与发展;2009年11期
6 赵宏;吾守尔·斯拉木;姚正亮;尹磊;;混合结构视频网格的构造与性能分析[J];计算机工程与应用;2010年15期
7 徐浩;欧阳松;;无结构P2P系统的重叠网拓扑优化[J];计算机工程与应用;2010年22期
8 林龙新;周杰;张凌;叶昭;;基于代理的覆盖网组播生成树算法研究[J];计算机科学;2008年12期
9 曹继军;苏金树;;代理型应用层组播体系结构研究[J];计算机科学;2009年05期
10 胡平;聂朋朋;陆建德;;典型P2P流媒体模型及其关键技术[J];计算机工程;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑伟平;可控P2P流媒体分发关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 沈富可;基于位置感知和兴趣集中的Aroma-CDN模型及关键问题研究[D];华东师范大学;2011年
3 霍英;基于超节点体系结构的P2P覆盖网优化技术研究[D];中南大学;2011年
4 吴吉庆;面向Internet的时序数据快速分发技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 胡宇翔;可重构网络的流媒体分发技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
6 谭玉波;基于Internet的端到端视频传输控制研究[D];国防科学技术大学;2005年
7 刘锋;面向P2P流媒体服务的应用层组播技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
8 冯健;P2P点播流媒体服务质量研究[D];西北大学;2008年
9 向伟;异构网络环境下流媒体服务模式的研究[D];中国科学技术大学;2008年
10 孙勇;下一代网络视频传输关键技术研究[D];北京邮电大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尉希娟;基于分层分簇的流媒体应用层组播技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 李艳;基于多层P2P的流媒体点播系统的研究与开发[D];西安电子科技大学;2009年
3 黄效文;基于Wardrop均衡的服务覆盖网络资源分配问题研究[D];山东师范大学;2011年
4 张思白;安全的P2P流媒体传输系统研究与实现[D];电子科技大学;2011年
5 郭永平;P2P流媒体系统中节点选择方案的研究与实现[D];郑州大学;2011年
6 吕斌;流媒体点播系统的数据调度算法研究与系统实现[D];郑州大学;2011年
7 孔燕;P2P流媒体系统中数据调度算法和播放缓冲区的管理[D];郑州大学;2011年
8 李炯希;基于P2P的网络流媒体点播平台设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 孙雅娟;基于P2P的校园网流媒体点播系统的研究[D];解放军信息工程大学;2009年
10 王阳;基于Linux的网络行为管理网关系统内核模块设计与实现[D];解放军信息工程大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘亚杰;窦文华;;基于网络编码的P2P流媒体[J];计算机工程与科学;2006年09期
2 余敏;李战怀;张龙波;;P2P数据管理[J];软件学报;2006年08期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;数码视讯强力推出IPTV系统[J];有线电视技术;2005年03期
2 ;企业窗口[J];广播电视信息;2005年03期
3 张南;IPTV与数字电视的异同[J];通信世界;2005年10期
4 杜娟;中国版IPTV 三个成长阶段VS三大重点问题[J];通信世界;2005年16期
5 杨丰;IPTV宽带增值业务新热点[J];通信世界;2004年43期
6 ;中兴通讯力挫群雄 获印度2000万美金IPTV项目[J];通讯世界;2005年02期
7 王水飞;HFC传输网络与IP宽带城域网的融合[J];中国有线电视;2005年06期
8 ;HP&Orca Interactive领航中国最佳IPTV解决方案[J];通讯世界;2005年04期
9 张彬 ,邱宇虹;IPTV业务:美国电信运营商的新机遇[J];通信世界;2005年21期
10 聂祥;浅析现阶段IPTV业务的应用及运营[J];电信科学;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄丽华;刘杰;葛永利;胡健;;企业过程的形式化表达及其建模[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第4卷)[C];1997年
2 张海波;苏明;史建伟;;基于WF-net的应急空间军事任务过程建模研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
3 陈天罡;;IPTV流媒体分发和交付[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年
4 汤玲;胡昌卉;;IPTV业务发展研究[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 赵来;;锡盟科技信息网建设模式及其示范效应[A];2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集[C];2003年
6 李会萍;李泽;黄红星;;基于IPTV的农村信息服务模式研究[A];第十三届中国科协年会第17分会场-城乡一体化与“三农”创新发展研讨会论文集[C];2011年
7 张治中;汪永福;谢金凤;李新;;IPTV接入网传输性能测试的研究与实现[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
8 和捷;;关于IPTV业务中组播复制点选择的研究[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(上册)[C];2011年
9 李超;;不同接入方式下IPTV直播黑屏案例[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(上册)[C];2011年
10 刘跃;惠美宁;;双边市场理论下IPTV平台的发展策略[A];融合与创新——中国通信学会通信管理委员会第29次学术研讨会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 韩晶晶;TCL:2005是中国的IPTV年[N];中国高新技术产业导报;2005年
2 刘文;同异质分析:IPTV的前景猜想 同道不同命[N];通信产业报;2005年
3 刘琦;四专家论道:融合IPTV[N];通信产业报;2005年
4 本报记者 张华微;找准盈利点对IPTV至关重要[N];通信信息报;2005年
5 ;如何走好IPTV中国之路?[N];网络世界;2005年
6 林绍;IPTV缘何成香饽饽?[N];中国电子报;2005年
7 张燕玲;内容缺失,IPTV能奈何[N];通信产业报;2005年
8 ;广电总局:抓紧组建国家级网络公司 加强IPTV、手机电视安全管理[N];人民邮电;2010年
9 ;IPTV需要战略合作伙伴[N];人民邮电;2005年
10 本报记者 胡春民;江苏电信:IPTV定位为家庭第二台电视[N];中国电子报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 文波;基于Mesh对等网的IPTV直播分发建模、监测与性能优化研究[D];北京交通大学;2009年
2 陆峰;对等网关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
3 鲍洋;对等网中数据管理的容错技术研究[D];华中科技大学;2010年
4 姜秀艳;电信大规模IPTV系统的差错控制与分发策略评估[D];复旦大学;2012年
5 余本功;复杂产品开发过程建模与管理研究[D];合肥工业大学;2011年
6 陈曦;基于质量的注塑过程建模方法研究[D];浙江大学;2001年
7 黄书强;无线Mesh网络容量优化模型及算法研究[D];华南理工大学;2010年
8 罗萱;面向宽带IPTV业务的IP over optical层叠组播网络技术研究[D];上海交通大学;2009年
9 刘铮;STDMA无线Mesh网络链路调度研究[D];天津大学;2010年
10 杨凯;无线Mesh网络高性能路由协议研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 牛静雯;无线分层Mesh网络的混合路由协议研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 迟世杰;无线Mesh网络多路径路由技术研究[D];北京邮电大学;2010年
3 徐佳;无线Mesh网络中媒体接入控制算法[D];中南民族大学;2010年
4 王虓;认知无线mesh网络中分层图蚁群算法的路由设计[D];北京邮电大学;2011年
5 彭竞锋;Mesh加固胰肠吻合术的临床应用研究[D];浙江大学;2010年
6 李一隽;基于三网融合的我国IPTV产业博弈研究[D];吉林大学;2011年
7 杜凌凌;吉林联通IPTV系统扩容方案研究[D];吉林大学;2011年
8 席鹏;无线Mesh网多播差错控制协议的研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 陆小三;无线Mesh网络多播路由协议的研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 史晓晨;无线mesh网络多路径路由协议的研究与设计[D];北京邮电大学;2011年
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