P2P網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、P2P（Peer-to-Peer）內(nèi)容分發(fā)技術(shù)已發(fā)展成為當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)上最具影響力的技術(shù)之一。相較于傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)及CDN架構(gòu)的內(nèi)容分發(fā)技術(shù)，P2P技術(shù)具有性能優(yōu)越、擴(kuò)展性強(qiáng)、易于部署等優(yōu)勢。其中，BitTorrent已成為應(yīng)用最為廣泛的P2P系統(tǒng)，基于P2P技術(shù)的文件共享與實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)均已成為互聯(lián)網(wǎng)流量占用最大的應(yīng)用類型之一。
　　然而，由于P2P網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)上傳帶寬有限且各不相同，不同類型的應(yīng)用或終端用戶對帶寬、延遲、業(yè)務(wù)持續(xù)時(shí)

2、長等有不同的要求，如何為終端用戶提供較高的服務(wù)質(zhì)量仍面臨著諸多挑戰(zhàn)和難題?；谏鲜鲈?，本文圍繞如何分析和優(yōu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中一點(diǎn)到多點(diǎn)的內(nèi)容分發(fā)效率這一問題，針對BitTorrent系統(tǒng)以及文件共享與流媒體直播應(yīng)用中所涉及的重疊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建、帶寬分配、數(shù)據(jù)調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)展開了研究，主要工作和研究成果體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
　　首先，以節(jié)點(diǎn)的上傳帶寬信息為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出片段擴(kuò)散模型及上傳帶寬利用率模型，并提出了改進(jìn)的拓?fù)錁?gòu)建機(jī)制和激勵機(jī)制

3、。推導(dǎo)出的模型有助于更深刻理解BitTorrent系統(tǒng)中TFT周期、最大并行上傳數(shù)、片段大小等重要參數(shù)的作用;提出的基于上傳帶寬的拓?fù)錁?gòu)建機(jī)制UC-track算法有利于提高BitTorrent網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦院蛡鬏斝?提出的包含帶寬限制策略與帶寬分配策略的激勵機(jī)制PU算法不僅提高了BitTorrent系統(tǒng)的公平性，同時(shí)也大幅度減小了源服務(wù)器的負(fù)載。
　　其次，將BitTorrent系統(tǒng)泛化為一般的P2P系統(tǒng)。針對文件共享應(yīng)用，以最

4、終完成時(shí)間為系統(tǒng)性能優(yōu)化目標(biāo)，在節(jié)點(diǎn)帶寬異質(zhì)的情況下，研究了如何合理利用輔助節(jié)點(diǎn)的空閑帶寬及數(shù)據(jù)資源以提高系統(tǒng)性能，為任意給定的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)集合提供最優(yōu)的下載服務(wù)。針對文件共享的區(qū)分服務(wù)問題，在節(jié)點(diǎn)帶寬完全異質(zhì)的情況下，對P2P網(wǎng)絡(luò)中的文件傳輸機(jī)制建立了擴(kuò)展的均等服務(wù)模型和區(qū)分服務(wù)模型，得出了最終完成時(shí)間的最優(yōu)值，并且提出了達(dá)到此最優(yōu)值的優(yōu)化算法。另外，從分析和仿真兩方面對比了基于流的傳輸模型與基于塊的傳輸模型應(yīng)用于P2P文件傳輸中的主要區(qū)

5、別，得出了擴(kuò)展模型的適用條件。利用得出的擴(kuò)展模型，可實(shí)現(xiàn)在P2P網(wǎng)絡(luò)中對任意劃分的節(jié)點(diǎn)集合進(jìn)行任意等級的文件共享區(qū)分服務(wù)。
　　最后，針對實(shí)時(shí)性要求更高的流媒體直播應(yīng)用，以播放延遲與播放概率為系統(tǒng)性能優(yōu)化目標(biāo)，在節(jié)點(diǎn)帶寬同質(zhì)的Mesh形拓?fù)錀l件下，將傳輸方案分為片段優(yōu)先方案、節(jié)點(diǎn)優(yōu)先方案與Epidemic方案三類，建立了基于Pull方式的流媒體傳輸方案分析框架，提出了片段選擇策略、節(jié)點(diǎn)選擇策略、請求選擇策略精確的模型;通過改進(jìn)的分