逾渗理论在P2P流媒体内容分发中的研究与应用

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P2P技术和流媒体技术的结合,为网络上的音视频数据的传输问题开辟了新的发展方向,这种方式采用P2P分布式的特性对流媒体数据进行分发。基于随机网络拓扑的P2P流媒体内容分发模型,是目前比较流行的内容分发模式。这种模型采用了Gossip的机制,应用了一定的冗余来保证数据的覆盖率。当网络中节点间的连接数较多时,Gossip的这种机制产生的冗余会给网络带来大的负载。如何能够减少这种冗余,而使得覆盖率不受影响是提高系统效率的一个关键问题。在这个问题上,逾渗理论给出了较好的指导性的思路。逾渗理论作为一种描述流体在无序介质中动态变化的数学模型,为无序介质中物质通过该介质的动态变化过程提供了理论指导,主要强调当这种无序介质达到一个临界状态时,流体便能够通过该介质。在网络中,节点的逾渗过程体现了从网络一边覆盖到另一边,形成一个横跨网络的通路,强调了网络覆盖方面的特性。因此将逾渗机制应用到P2P流媒体内容分发中,能够使得数据具有好的覆盖性。深入研究了逾渗阈值的计算方法,给出了P2P网络中逾渗阈值的一种计算方法,并在设计的仿真实验中,通过实验数据确定了一定网络拓扑中逾渗阈值的数值区间(0.64-0.77)。在此基础上,结合了逾渗理论的应用特点和P2P流媒体内容分发中的数据传输策略的问题,设计了逾渗机制的数据分发算法。实验结果表明,应用了逾渗机制的分发算法与Gossip相比具有相同的覆盖率而在一定程度上减少了冗余量。
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