基于P2P流媒体直播技术的数据分发算法研究

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近年来,P2P流媒体直播技术得到了较为广泛的应用,随着P2P流媒体直播业务种类以及在线用户的大量增长。但是目前,流媒体服务系统仍然存在如:视频启动延迟、视频播放连续性差等相关问题。如何优化目前的P2P流媒体直播系统的性能,降低视频的高启动延迟,让用户更加流畅的观看视频成为学者们重要的研究课题。本文分析了在基于Mesh-Pull P2P模式下的流媒体直播系统,该系统具有较高的应对节点动态性的能力、较高的节点上行带宽利用率和可扩展性,这种模式在解决流媒体服务系统瓶颈的问题上获得了学术界和工业界的一致好评。然而现实中大规模应用的基于Mesh-Pull P2P流媒体直播系统却具有较高的视频启动延迟,导致流媒体直播系统在部署的时候,草率地分配源服务器带宽等配置参数的大小,这样就造成系统中用户节点的带宽资源无法充分利用,增加了源服务器的运营成本。本文通过对现有P2P流媒体系统网络拓扑结构和应用特点的分析和总结,并在对Mesh-Pull P2P流媒体直播数据分发策略进行深入研究的基础上提出了IMPull数据分发算法。本文的主要工作:首先,本文对现有的基于P2P的流媒体直播技术进行了研究,详细说明了这些技术在实际应用中所产生的不足之处。其次,本文通过分析影响节点启动延迟、播放连续度等性能的主要因素并对这些因素进行了归纳,论述了数据调度策略对P2P流媒体性能优化起到的重要作用。然后,本文对现有的基于Mesh-Pull P2P流媒体直播数据分发算法的相关内容进行了深入的研究,从流媒体应用对数据缓存中数据块优先级的要求、视频的启动延迟等方面分析了数据分发机制的优点,并针对现有Mesh-Pull分发算法的不足,提出了新的基于播放延迟、服务紧迫度的IMPull调度策略。最后,对采用了IMPull数据分发策略进行了模拟实验,通过与Mesh-Pull数据分发策略在启动延迟、播放连续度等方面的比较,证实了改进后的分发策略对系统主要性能起到了优化作用。
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