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P2P流媒体系统能力研究

陈一帅  
【摘要】: P2P流媒体系统的应用越来越广泛。以PPLive为例,在2009年初,它在全球的安装量就已经超过了一亿,同时在线人数超过两百万,消耗了中国主要网络运营商的骨干网带宽的10%。此外,P2P流媒体系统的可扩展性也引人注目,比如在2007年,PPLive就用一个配备10兆网络接入带宽的普通服务器支持起了148万用户同时在线的视频直播。 我们研究了P2P直播系统的媒体块传输能力,提出了改进算法。我们将随机接入、冲突解决的视角引入到研究中来,建立了媒体块传播过程模型,以此研究了服务器用户选择策略、援助服务器上载带宽、用户请求速度、用户上载带宽等因素对媒体块传输时延的影响。我们也测量了真实世界系统采取的缓冲区管理策略,揭示了该策略下的缓冲区所具有的固定时延缓冲区特征,并在此基础上提出了简便易行的测量方法,对真实世界系统中的媒体块传输过程进行了测量。我们的测量结果显示我们的模型正确反映了实际系统中媒体块传输过程的特征。我们并提出了盲随机调度算法和低性能节点让步算法。它们简化了系统设计,能够使媒体块传播时延减小50%以上。 我们其次研究了系统支持Flash Crowd的能力,提出了改进算法。Flash Crowd是指大量用户突然到达的情形。提供仿真,我们发现系统具有一定的支持FlashCrowd的能力,但在Flash Crowd规模太大时系统可能会崩溃。我们然后对此复杂的用户启动过程进行了模型,提出了利用系统自身能力来支持大规模Flash Crowd的分段启动算法。我们最后通过模型分析和仿真证明了采用接入控制的系统具有良好的支持Flash Crowd的能力:它能在遇到任意规模的Flash Crowd时依旧恢复正常,而且恢复的时间只与Flash crowd规模的对数成正比。 我们最后研究了系统支持流媒体速度突然增加的能力。我们测量发现流媒体速度突然增加时用户缓冲区填充率会下降,这将影响到用户的观看连续性。我们模型分析了这一过程,获得了速度增长幅度和用户演播质量下降幅度的关系。我们在测量发现了系统具有一定的自我恢复能力,但也有可能无法恢复,此时系统采用了特殊的媒体块调度策略对此进行了补救。


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