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《国防科学技术大学》 2011年
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面向Internet的时序数据快速分发技术研究

吴吉庆  
【摘要】:时序约束下的数据分发在互联网上有越来越广泛的应用,如视频直播和点播、视频会议、网络音乐、网络电话和远程教育等。动态资源的组织和调度是时序数据的大规模分发要解决的核心问题。由于互联网上的资源是分布、动态、自治的,要加以利用需要复杂的管理工作。对等计算(P2P)技术提供了有效的利用互联网资源的方式,但关于P2P协议的研究集中于自上而下的系统集成方案,难以重用其资源组织和定位服务以简化上层应用的开发。同时,现有的分发调度技术也不能充分利用服务资源,不利于数据的快速分发。本文以充分利用参与应用的互联网动态资源为目标,研究了时序约束下的快速数据分发问题,主要工作和创新成果包括: (1)互联网资源组织和分配模型。针对互联网动态资源难以组织和管理的问题,提出了互联网动态资源组织和分配模型,并提供了系统支撑技术,简化了动态资源的管理和利用问题,让开发者更专注于应用逻辑的设计。 (2)基于二分匹配的请求匹配算法。针对结点在匹配请求到它的服务结点集合时不能充分利用服务资源的问题,定义了最优吞吐量请求匹配,提出了基于二分匹配的块调度算法BBS,改善了流传输质量和会话的启动延迟。该方法的基本思想是:将最优吞吐量请求匹配问题转换为在对应的二分图上求解最大匹配的问题,根据最大匹配的结果将要请求的数据匹配到服务结点集合,达到了最大化服务资源利用率,优化传输吞吐量的目的。 (3)时序约束下快速分发的服务调度算法。针对从请求结点的角度难以确认系统最迫切需要的数据的问题,提出了面向时序数据快速分发的服务调度算法DSF。该算法的主要思想是:服务结点根据被请求数据的deadline和请求该数据的结点数量评估该数据的迫切程度,优先分发最迫切的数据给后续服务能力最强的结点,达到在满足时序约束的前提下加速系统数据分发的目的。 (4)功能可扩展的P2P模拟器设计。针对请求匹配技术和服务调度技术的研究需要,设计实现了功能可灵活扩展的P2P流媒体模拟器EPSS,能方便地进行功能扩展以支持结点的请求匹配策略、服务调度策略和overlay构建策略以及网络动态环境的仿真。其设计思路为:比较了现有的P2P模拟器的设计结构,分析其不足与原因,并通过清晰的模块划分和可扩展的功能设计,达到支持多种研究、方便扩展的目的。 (5)基于iVCE平台的应用验证。综合应用动态资源的组织和分配模型、基于二分匹配的请求匹配算法和时序约束下快速分发的服务调度算法,基于iVCE平台开发部署了一个流媒体原型系统,证明了我们的模型和算法在实际应用中的有效性。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP393.02

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