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《中国科学技术大学》 2010年
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基于P2P媒体交换策略的SIP通信体系结构及其关键技术研究

张秀武  
【摘要】: 随着Internet网络发展,以及人们对便捷通信的需求日益迫切,IP通信被推到Internet应用的前端,并逐渐向统一通信(EoIP, Everything over IP)发展。由于Internet网络的尽力而为(Best Effort)服务,无法提供服务质量保证,使得IP通信系统面临着严重的媒体QoS问题,阻碍了其进一步发展。因此,针对IP通信QoS问题的研究意义重大。 本文在现有解决方案的基础上,结合目前热门的SIP信令协议、P2P技术、应用层路由技术,提出了一种信令集中式、媒体传输P2P的SIP通信体系结构,SIP+P2P通信系统,用来解决IP通信的QoS问题。针对SIP+P2P系统的关键问题,如路径协商机制、路径质量评价模型、P2P Relay网络的覆盖模型、P2P Relay查找机制以及路由优化策略,分别提出了对应的解决方案。 具体而言,本文的主要研究工作有: (1)在对现有IP通信系统的体系结构研究进行评价后,提出了一个SIP+P2P系统框架:采用集中式的SIP信令,P2P方式的媒体传输;通过P2P方式的应用层路由网络提高媒体传输性能。在该框架中,扩展SIP信令,设计了一种多路径协商和建立机制,以提供多路径路由机制;针对路径质量的评价问题,提出一种基于网络参数的路径质量评价模型。 (2)针对SIP+P2P系统的P2P Relay覆盖网络问题,提出了一种混合式的P2P Relay覆盖网络模型——中继服务Cluster Overlay网络(RSCON).该模型能够模拟真实Internet网络拓扑的层次性和聚集特性,较好地解决了P2P Relay覆盖网络模型问题。进一步,针对现有Internet的拓扑复杂性,对RSCON提出了改进方法,改进模型能较好地兼容复杂的Internet拓扑现象。实验和分析证明,RSCON及其改进模型都具有很好的可伸缩性能和较低的相对路径质量,从而表明RSCON与真实的网络拓扑十分接近。 (3)在RSCON模型基础上,提出一种拓扑感知的Relay查找机制。与传统算法相比,该机制能有效地挖掘网络拓扑信息。进一步,针对复杂的Internet拓扑问题,在改进的RSCON模型基础上,提出了拓扑感知Relay查找机制的相应改进方案,较好地发掘了TIV(三角不等式破坏)现象。仿真结果表明,与其他机制相比,拓扑感知的Relay查找机制具有较高的查找命中率和路径质量效率。 (4)最后,在SIP+P2P系统的多路径路由机制基础上,针对各种典型的应用问题分别提出了三种路由优化方法:1)针对单媒体流的动态路径切换方法;2)针对多业务流的分离传输方法;3)针对高带宽业务的并行传输方法和智能路由控制。路径切换方法针对单个业务的媒体流,根据候选路径的性能变化,选择最优的路径进行切换,从而保证了整体的端到端路径质量。分离传输方法针对多个业务的媒体流,为每个媒体流分别选择路径分离传输,并分离地切换,有效地提高潜在的带宽。并行传输机制针对高带宽需求的业务媒体流,将流量分布到多条路径中,并通过智能算法控制路由,实现了负载均衡,提高了端到端带宽性能。文中对上面的路由优化方法进行了实验验证,实验结果显示,以上方案能有效的改进IP通信系统的QoS性能。 QoS问题是目前IP通信系统的关键问题。本文研究IP通信的QoS问题,提出一种P2P方式的应用层路由解决方案,对促进我国IP通信产业的发展,增强我国通信产业在技术和标准方面的竞争力有着重要意义。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN914

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王婷;;视频技术在防汛指挥系统中的应用[J];电子世界;2012年18期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 尚晶;集装箱码头机械配置与调度策略研究[D];武汉理工大学;2011年
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9 牛建军;无线传感器网络分布式调度方法研究[D];清华大学;2010年
10 王文渊;沿海港口航道通过能力研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈扬;协商僵局消解优化问题研究[D];郑州大学;2010年
2 余高;改进人工鱼群算法及其在QoS路由问题中的应用[D];广西民族大学;2010年
3 张红;配电网静止同步补偿器控制策略的研究与实现[D];长春工业大学;2010年
4 苏保君;在线组合分类器应用于大规模垃圾邮件过滤的研究[D];浙江大学;2010年
5 吴晓庆;基于认知的异构网络选择技术的研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 黄协;OPNET网络仿真技术在校园网络性能测试中的应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 王广翔;基于嵌入式网络的音频系统的实现[D];江南大学;2011年
8 王媛;无线传感器网络测试平台的搭建及评价系统的研究[D];北京交通大学;2011年
9 柴雪霞;基于强化学习的Web服务组合优化研究[D];合肥工业大学;2011年
10 任玲;无线传感器网络能量高效的传输策略研究[D];合肥工业大学;2011年
【同被引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 苗艳超;数字视频服务关键技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 谢娜;基于3G通信网络的无线视频服务器设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘海涛;洪炳熔;朴松昊;王雪梅;;不确定性环境下基于进化算法的强化学习[J];电子学报;2006年07期
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9 陈明义;罗娅莉;;基于E-model的VoIP语音质量评估的研究[J];计算机与数字工程;2006年08期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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6 邓勇;屈玉贵;赵保华;刘桂英;;基于P2P的SIP用户定位研究[J];小型微型计算机系统;2007年10期
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10 韩跃峰;郑有才;杜军朝;张立勇;;基于SIP协议的呼叫中心设计[J];计算机技术与发展;2007年05期
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2 曹建;姚琴琴;陆建德;;一种新的基于P2P-SIP分布式结点发现的网络电话研究与设计[A];2006年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(三)[C];2006年
3 侯宾;吕玉琴;叶德信;;SIP应用中的安全通信方案设计[A];第四届中国软件工程大会论文集[C];2007年
4 叶千枝;昂志敏;唐毅;昂东宇;;基于P2P的SIP电话技术应用[A];第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C];2006年
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7 徐陈锋;奚宏生;江琦;殷保群;;一类分层非结构化P2P系统的随机优化[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 房秉毅;马少武;申志伟;周巍;唐雄燕;;基于P2P的下一代网络架构[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2009年年会论文集(上册)[C];2009年
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10 张建标;张涛;;一种基于流量行为的P2P协议识别方法[A];CCF NCSC 2011——第二届中国计算机学会服务计算学术会议论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 本报记者 尤志卉;“非凡城市SIP”惊艳上海[N];苏州日报;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 刘佳琦;移动P2P覆盖网拓扑结构及节点合作保障机制研究[D];中南大学;2012年
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3 田增明;层次化P2P-SIP网络的研究[D];北京邮电大学;2010年
4 邢璐;基于DSP平台的视频编码优化与SIP协议实现[D];北京邮电大学;2010年
5 周育博;SIP短信中心在多核平台上的性能分析和优化[D];北京邮电大学;2010年
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10 徐斌;基于JXTA的P2P-SIP系统网络结构的研究与设计[D];北京邮电大学;2010年
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