P2P视频点播中的VCR方法综述

近几年,P2P视频点播技术得到了广泛的发展,使用P2P流媒体播放器(如PPStream、PPLive)来点播视频已经被广泛接受。但是,由于种种原因,用户在播放视频时进行快进、快退和跳转操作时,总是要等待一个比较长的时间,与用户在本地执行此操作的时间相差较大,因此用户得不到好的点播体验,同时也浪费带宽。为了解决这个问题,研究者们已经提出了许多关于提高VCR质量的方法,其中有被动式技术,也有主动式技术。被动的VCR技术主要是着眼于缩短对资源节点定位时间和从该资源节点下载资源的时间,同时提高节点保存资源节点信息的概率。主动的VCR技术主要是提高预存内容的概率和预存资源节点的信息的概率,同时缩短对资源节点定位的时间。本文将着重介绍这些方法的特征,并比较他们的优缺点,最后对VCR算法研究做出展望。     

P2P-VOD缓存策略MVC

本文介绍了P2P-VOD系统中的MVC缓存策略,该策略是为了改进流媒体系统视频播放的流畅程度,服务器负载压力而提出的。P2P-VOD系统视频的连续播放,服务器的被请求频率和用户的满意程度是系统重要因素,然而现在系统中的SVC缓存策略没有充分考虑到冷热门频道节点重叠存储数据的情况,由此本文提出MVC缓存策略,该策略充分考虑到点播系统中视频冷热度,流行值等会引起系统整体缓存不均衡的因素,提高冷门视频数据分块缓存量,在节点多的情况下,热门频道节点帮助冷门频道下载数据分片,在服务器通信量不足的情况下,提高视频播放的流畅程度,减轻服务器的负载压力。     

P2P VoD系统下的两层关系预取策略

针对如何有效降低P2P VoD系统发生VCR操作时产生的时延问题,提出了一种P2P VoD系统中的两层关系预取策略,根据节点的播放记录找到片段之间可能存在的关系,以此为依据进行预取,并对节点的邻居列表进行优化,使之能更快定位和预取资源。仿真实验结果表明,两层关系策略准确地预取了视频内容,降低了VCR时产生的时延,提高了用户的观看体验。     

支持VCR操作的P2P视频点播服务器容量配置方法

在P2P视频点播系统中,用户交互式操作(VCR操作)行为的异步特征使得用户间的数据共享更加困难,从而对视频源服务器的带宽和处理能力都提出了很高的要求.本文研究如何提高P2P视频点播系统的VCR操作用户体验,提出在P2P视频点播系统中增设一台服务器专用于支持用户的交互性操作,并研究了该服务器的容量配置问题.利用泊松过程描述点播请求到达交互支持服务器的行为,通过排队理论建立了用户点播请求最长允许等待时间与交互支持服务器服务带宽之间的定量关系.数据实验结果表明,只需相对较小的服务器容量,即可满足较大规模的用户点播数据请求.     

VideoTorrent:支持BitTorrent用户的P2P视频点播系统

P2P技术的本质就是利用用户的上传能力来完成数据分发,而增加这种上传能力利用率的途径之一就是增加数据分发时的协作人数.提出一种P2P视频点播系统VideoTorrent.对于所有实现了BitTorrent协议的文件共享系统中的用户,都能和Video Torrent中的用户对于同样的视频内容能进行数据上的交互.VideoTorrent对传统P2P视频点播系统进行了模块功能的扩展和数据交互机制的修改.同时,深入讨论了BitTorrent协议的策略对于系统性能影响.实验表明,支持BitTorrent用户之后,服务器的负载以及用户的体验都有了提高.     

一种基于拥塞发现的强化学习P2P网络视频点播预取策略

在P2P(Peer to Peer)网络视频点播中设计合理的视频内容预取策略,可以有效地解决视频观看中出现的缓冲等待时间过长、服务器负载过大等问题。而现有的P2P网络视频预取方法往往考虑了视频内容的发现而忽略了节点本身的状态监控,在网络拥塞发生时存在视频播放观看不佳的情况。提出了一种基于拥塞发现的强化学习P2P网络视频点播预取策略,通过监测节点的拥塞状况以及带宽等参数,采用Q-learning学习算法综合评估网络节点,引导视频预取节点的选择,减少了对网络拥塞节点视频内容的预取。实验结果表明,该方法能提高视频播放流畅性,避免用户在节点发生拥塞时等待时间过长,提高了视频播放效率。     

基于仿真的P2P直播系统的研究

随着互联网技术的不断发展,基于P2P技术的网络视频直播和点播系统受到广大科研人员和用户的关注。与传统的C/S结构的视频播放系统相比,P2P直播系统可以用户提供更加流畅、更加清晰的视频服务。本文分析P2P直播系统的参数和工作原理,提供同构网中服务器负载的分析。     

P2P VOD系统邻居节点查找算法

P2P流媒体点播系统中,由于用户的VCR操作存在不确定性,在查找合作节点时存在一定困难。针对该问题,提出了一种基于预测的邻居节点选择算法。描述了基于虚拟直播频道的点播系统覆盖网构建方式,将系统中的节点通过DHT协议的方式组织起来。提出了一种基于用户行为的学习预测策略模型,根据该模型预测结果提前查找所需邻居节点。仿真实验表明,该算法能改善用户跳转响应延时,促进节点协作。     

基于关联规则的P2P视频点播缓存替换算法

传统的缓存替换算法缺乏对视频点播系统的针对性,不能有效的重用缓存数据,影响缓存查询命中率.为此,本文针对视频点播系统用户VCR操作的特点,提出了一种基于缓存数据块关联规则的P2P视频点播系统客户端缓存替换算法.此算法根据视频点播用户的VCR操作特征,在每个节点记录用户的播放历史,并利用P2P网络的优势,在节点间互换播放记录.节点从自身收集到的播放记录中提取出视频数据块之间的关联规则,根据关联规则更新数据块的流行度.缓存区被填满后流行度低的数据块就会被流行度较高的数据块替换.实验结果表明,与传统缓存替换算法相比,本算法能够提高缓存查询命中率,减轻服务器的负载.     

结构化P2P自适应混合负载均衡策略

本文在深入研究已有负载均衡策略的基础上,提出了一种建立在结构化P2P上基于Chord的自适应高可用性混合负载均衡策略--RGP(Replication and Gossip Policy).该策略结合了流言传播与动态副本策略,并将负载失衡分为轻负载和重负载区分对待,以提高结构化P2P网络的性能.     

The interleaved video frame distribution for P2P-based VoD system with VCR functionality

The peer-to-peer (P2P) network structure is widely employed for video streaming applications because of its high stability, flexible extensibility, and ability to distribute data stream loading among different peer nodes. Numerous P2P schemes have been proposed for video on demand (VoD) applications. High video source searching cost and long response latency are always issues in dealing with VCR functionality, such as jump and fast-forward/rewind, because of asynchronous interactive and random join/leave behaviors of end users. To overcome this bottleneck, an interleaved video frame distribution (IVFD) scheme is proposed to support full VCR functionality in a P2P environment without searching for new sources. Instead of acquiring video stream data from a single parent peer in the published schemes, each child peer in the IVFD scheme can simultaneously acquire interleaved video data from multiple parent peers. When a client peer carries out arbitrary VCR operations, such as jump or fast-forward/rewind, its parent peers are still able to provide intermittent video stream data for the client peer; thus, no video source search is necessary. Simulation results reveal excellent load distribution performance and response latency for VCR operations in the proposed IVFD scheme.     

基于P2 P流媒体的分层多描述编码

网络异构性与传输可靠性是视频通信存在的两大问题.在视频编码中,分层编码用来解决网络传输异构性问题,多描述编码是解决传输可靠性的有效手段,而分层多描述视频编码则是二者的结合.在分层编码技术的基础上,提出了基于像素空间分解的分层多描述编码,同时给出了提高用户节点视频服务质量的视频子层合成算法和像素估值算法;并通过对像素量化值与估值误差之间关系的分析,建立了一种分层多描述编解码数学模型.实验结果表明,所提出的方案在P2P网络的异构性上有较好的优越性,同时较好地解决了网络传输的可靠性.     

大规模P2P视频点播系统:聚焦客户端

使用P2P网络提供视频点播(VOD)服务可以支持大规模用户群以及节省服务器带宽开销.由于VOD必须支持VCR特性(如拖动、暂停、任意选择观看位置等),构建出大规模可扩展的高性能VOD系统仍然存在很大的挑战.论文给出了基于P2P的VOD系统参考模型.定义了设计目标,分析了其中的难点.以PPLive点播系统为实例给出了基于客户端的解决方案,包括磁盘缓存淘汰策略、内存缓存预取策略、邻居关系维护、任务调度、数据上传策略等.PPLive点播系统目前以投入实际运行,最大同时在线人数超过21万,在线影片数据超过700部,流畅度与拖动延迟良好,与传统的客户服务器模式相比,平均服务器带宽节省率达到88%以上,人数峰值带宽节省率达到93%.     

Large-scale P2PVOD system:Focusing on clients

Using P2P network to provide video on demand (VOD) service can support large-scale users so as to save the bandwidth cost of servers.As VOD must support VCR characters (drag,pause,randomly choosing watching position,etc.),building a large-scale expansion of high-performance VOD system still faces huge challenges.The paper first presents a P2P based reference model,defines the design object,and analyzes the difficulties.And then taking PPLive demand system as an example,it gives client-based solutions,includ...     

P2P空间矢量数据索引网络路由机制的研究与实现

随着地理信息系统的普及,越来越多的用户希望在线获取空间服务和空间数据。P2P技术为矢量地理数据的处理提供了充分的计算能力和服务能力,在P2PGIS系统中,索引网络的路由效率是主要问题之一。文中在已有的理论模型基础之上,采用结构化P2P网络协议Chord,扩展和修改JXTA路由协议规范,整合分布式哈希表（DHT）技术,实现了一个高效的、负载均衡的P2P空间矢量数据索引网络。实验结果表明,该索引网络比集中式索引网络具有更高的矢量数据传输效率。     

基于P2P的即时通信系统的研究

描述了一个简易的基于P2P的即时通信系统的设计、实现过程.本系统实现了网络中在线用户的实时信息传送以及文件传输功能.系统采用了混合P2P模式,其中服务器端程序采用多线程技术,用于登录节点的身份验证、状态信息查询;P2P网络中的信息通信直接在客户端节点之间进行.基于P2P的即时通信系统具有方便、高效、廉价、即时等优点,正在迅速成为个人应用和企业应用的重要工具.     

交互式VOD视频源非线性智能分段算法

为了实现视频点播系统的交互性功能，经典的方法是将视频源均匀分割存储，以实现其有限的交互性．从VOD系统的实际出发，该文提出了非线性智能分段方法NLSM它的核心思想是在一段时间内对一定步长范围内VCR交互性操作的到达情况进行统计求和，计算系统总体时频总面积，并按信道数目将各时间段与VCR发生频率的乘积把总面积均匀等分，从而实现视频源在时间轴上的非线性分割．针对均匀的周期性广播分段方法ESM方案进行比较仿真研究，获得了用户VCR请求的响应等待时间的理想结果和最佳的用户等待时间标准偏差、系统拒绝概率和信道吞吐量等方面的优良性能．NLSM算法对历史信息进行数据挖掘，揭示用户对视频节目内容感兴趣程度的潜在分布规律，具有良好的自适应能力和学习智能．算法性能分析和仿真实验的结果说明该方法在实际应用中是可行且高效的．