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随着“三网融合”项目的不断推进,以电信宽带专网或有线电视运营商为传输网络,以电视机加机顶盒为终端设备,为用户提供互动多媒体服务的IPTV(InternetProtocolTelevision)得到了快速发展。与传统的有线电视采用单向广播方式进行数据传输相比,IPTV实现了媒体服务者和消费者互动,用户利用机顶盒可以进行电视节目、电子邮件、以及在线娱乐商务等服务。 当前的IPTV系统有两种模式,即纯C/S(Client/Server)模式和C/S模式加CDN(ContentDeliveryNetwork)网络。虽然CDN网络能够有效缓解系统网络带宽拥塞的问题,提高点播服务质量,但随着IPTV用户的大规模增长,点播用户的增多,传统的C/S模式已经不能满足用户播放质量的要求。 对等网络(Peer-to-Peer,P2P)技术凭借其优异的可扩展性以及低部署运营成本的优势成为解决大规模流媒体应用的最重要技术路径之一。P2P-Vod(VideoonDemand)系统在个人电脑PC(PersonalComputer)端已经发展的很成熟,如何将P2P技术应用到IPTV系统中成为一个研究热点。本文以优化面向区域的机顶盒IPTV系统、提高用户播放质量为目的,详细分析了IPTV点播用户行为特点以及IPTV系统拓扑结构,提出了面向区域的机项盒P2P-Vod系统的实现框架,并利用P2P层间反馈机制对P2P点播系统进行了优化。 本论文的主要贡献如下: 1)通过调研PC端P2P-Vod系统实现技术、IPTV-Vod系统的架构设计,针对IPTV用户行为特点,设计了面向区域的机顶盒P2P-Vod系统实现框架。系统中的区域内部用户通过数据的相互协作,可以降低区域到服务器链路带宽压力,进而可以解决服务器带宽瓶颈。 2)提出了一种基于推荐的影片预部署算法。该算法充分挖掘IPTV用户播放历史记录,利用聚类和推荐算法获得区域预部署影片,在用户请求低峰期利用机顶盒节点上行带宽进行不同区域节点问的影片预部署,区域内用户可以利用预部署的影片数据进行实际的P2P协作。 3)提出了一种基于层间反馈的P2P点播系统优化算法。面向区域的机顶盒P2P-Vod系统是以P2P流媒体点播技术为核心,优化P2P点播系统可以实现对面向区域的机项盒P2P-Vod系统的优化。该算法加强了P2P点播系统中数据调度层和覆盖网层间的交互,数据调度层周期性的将邻居节点的服务能力信息(如接收码率、网络延迟、内容相似度,节点的度)反馈给覆盖网层,覆盖网层基于反馈信息优化候选节点的选择,向数据调度层提供更好的候选节点,使得数据调度层的节点间数据协作更加高效,从而减少了节点向服务器的请求,降低了服务器带宽压力。