网络编码下P2P流媒体点播系统的设计与实现

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:davidcao2008
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流媒体点播(Video-on-Demand)系统的应用随着宽带技术的日益成熟而得到越来越多的关注。系统的结构也由最初的C/S架构转为现在流行的P2P(Peer-to-Peer)模式,因为P2P模式可以更好地利用用户空闲的上传带宽,达到用户之间相互协作的目的,从而大大提升系统的可扩展性。而这正是C/S结构具有的最大弱点。然而,网络带宽的不稳定以及传输模式的弊端,会严重影响P2P流媒体系统的性能。近来,网络编码(Network Coding)这一概念被引入到了基于P2P的系统中。网络编码思想是R. Ahlswede等人在2000年提出的理论。它的核心思想就是,让网络的中间节点也能处理数据,即从原先单纯的复制转发,变为对接收的多个数据包做编码“结合”在一起,这样就能够提升整个网络的吞吐率。在P2P系统中使用网络编码,所有的编码块将被一视同仁地对待,这样,P2P的系统可以简单地实现基于push的用户协作传输策略,从而提升数据传输的效率;同时,网络编码降低了用户协作的调度复杂性;而且在网络状况比较差,或是网络状况波动大的情况下,可以提供系统良好的健壮性。另外,网络编码会带来计算开销的问题,而NVIDIA公司推出的CUDA平台可以让我们使用GPU来帮助进行并行度高的网络编码计算,从而提高系统性能。本文从实际出发,研究了网络编码引入P2P流媒体点播系统的各方面问题,并设计实现了一个真实的网络编码P2P流媒体点播系统SONICVoD,将GPU加速实现于服务器之上,分析了系统实现过程中遇到的实际问题及挑战,并提出了相应的解决方法。并通过之后对系统大规模的实际测试,取得了较多的测试数据,为以后的进一步研究打下扎实的基础。同时,也验证并解释了关于网络编码在P2P流媒体系统中的许多研究结论,还证实了SONICVoD在真实环境中的优良性能及可用性。
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