一种新的 P2P 直播系统的共享机制的测量、分析与建模

通过网络测量破解了 PPStream(PPS)直播系统的缓存结构和共享机制,发现：与 PPLive(PPL)滑动的共享窗口不同,PPS 具有跳跃的共享窗口．利用“窗口跳跃模型”分析了 PPS 的共享机制对节点间的互惠关系的影响,发现：跳跃的共享窗口将造成节点相位波动．根据该相位波动特征建立模型来描述处于不同相位的人数．数值评估与系统仿真都表明,该模型能很好地反映带宽资源争抢造成节点相位波动的特征,有利于进一步完善系统的带宽分配策略以保证节点的播放进度．     

新型P2P流媒体系统模型

为了改善数据传输性能,提出了一种新型P2P流媒体系统模型(NSMP2PS),描述了NSMP2PS的体系结构和设计原理. 通过引入网络编码的机制,提高了系统的数据存储转发能力. 采用效率较好的节点加入算法和节点失效管理策略,有效地解决了组播树负载不平衡的问题;此外,该模型的节点自优化过程能保证组播树结构的优化和播放的连续性. 引入了激励机制,激励更多的自私节点转发和共享资源、数据,使得数据质量和直播系统的总体性能也有所改善.     

混合网中的P2P资源共享机制

为减轻对等网络（P2P）应用造成的IPv4网络带宽紧张问题,提出了一种IPv4/IPv6混合网中基于层次化分布式散列表（DHT）的P2P资源共享机制. 该机制使得IPv6和IPv4节点可查询和获得彼此DHT覆盖网中的P2P资源,实现P2P应用在IPv4/IPv6之间的互操作. 仿真结果表明,该P2P资源共享机制能够适应IPv4/IPv6混合网的特性,并具备很好的扩展性和负载均衡特性.      

基于P2P网络模型的即时通信软件的研究与设计

分析了P2P网络模型应用于信息共享存在的问题,提出了一种基于传统分包策略、以数据包数量为节点优先级的节点传输模式,并基于此设计开发了一种基于P2P网络模型的即时通信软件系统。此外,还对混合型P2P网络模型的节点发现机制、路由机制以及文件传输机制进行了讨论。     

QVOD点播系统的测量研究

为了解大规模P2P点播系统的系统特征和用户行为特性等内在信息,选取了流行的P2P点播系统QVOD进行研究。通过逆向工程技术对QVOD协议进行分析,设计并实现了一款分布式爬行器QVOD_Crawler,并分析了爬行器的性能优势。使用该爬行器对QVOD点播系统进行了为期两周的主动测量,对QVOD点播系统中节目的在线人数、节点的动态性等进行了分析和比较。主要发现包括：（1）QVOD点播系统中观看节目的用户数在时间上具有以天为单位的自重复性,且与人们的作息时间密切相关;（2）QVOD点播系统中同一个节目的加入节点和离开节点的数量基本持平,且节点加入与离开数和节目观看人数有同样的趋势;（3）QVOD点播系统中用户的耐心比PPLive直播系统和点播系统用户的耐心强,节点在线时长小于1000min时属于幂律分布,且有大量的视频资源服务器提供视频资源。本文的研究结果可为对大规模点播系统的监测和系统优化提供重要依据和基础。     

基于节点期望的P2P流媒体动态带宽分配研究

P2P流媒体网络中的带宽分配一直是研究的热点,文章首先建立了节点带宽需求模型,然后以节点的期望带宽为基础,提出了服务器带宽分配策略和节点上载带宽分配算法,对新节点采用服务器直接连接的方式加大数据下载速度和预取数据量;对普通节点采用期望带宽控制实际带宽方式,使预取数据量多或所观看视频码率低的节点释放多余的带宽,分配给预取数据量少或所观看视频码率高的节点。通过对实验结果分析,得出了两种带宽分配策略的综合应用虽会使系统整体性能略有下降,但可以明显提高系统的平均延迟,且能获得更低的服务器负载和更短的启动时延。     

P2P流媒体中动态分级传输模型及传输算法

针对流媒体直播系统中因带宽利用率低带来的传输延迟过高的问题,提出了根据节点上传带宽进行动态分级的传输模型。给出了模型初始分级及动态调整的量化依据和方法,并设计了在该模型下的并发传输算法。同级节点并发地进行数据主动传输,同时每个级别节点以几何增长率产生种子并不断向其直接下级节点发送,不断加速该级别节点内部的并发传输,从而实现了带宽的最大化利用并降低了传输的整体延迟。与现有的传输算法进行了仿真对比,结果表明:并发传输算法在将数据内容切分到足够多的份数时,数据块传递到全部节点所花费的总时间单元及节点耗费的平均时间单元均最少。     

基于Gossip协议的P2P流媒体系统局域网优化

讨论了目前P2P流媒体系统的2种典型模型：基于树状拓扑协议及扩展的模型和基于Gossip协议的模型．对如何充分利用局域网较好的网络环境,提高P2P流媒体系统在局域网中的性能进行了分析．介绍了一种在局域网中对基于Gossip协议的P2P视频直播系统进行优化的方法．设计了2组对比实验,并对系统性能进行比较．实验结果显示,在优化后,系统在带宽占用、播放延时、数据连续性方面都得到了改善．     

P2P网络中的激励机制分析

将P2P网络中的激励模型引入到流媒体点播系统的设计中,促使节点提高对系统的贡献,从而在节点之间建立一种公平的互相交易的环境。本文对P2P网络中基于微支付的模型、基于互惠的模型、基于信誉的模型进行阐述。在响应优先级、带宽占用率以及服务质量等方面,通过区分服务策略引起基于P2P的IPTV环境下终端节点间的竞争,从而提高IPTV效率。     

基于结构化P2P系统的SDYA负载均衡算法

在基于分布式哈希表（DHT）的结构化对等网络（P2P）系统中,DHT的使用及节点的计算能力和带宽等方面的异构性导致系统中节点负载不均衡,进而影响了系统的效率. 基于虚拟服务器的策略,提出一种混合式负载均衡算法,统称为静态负载分配算法和动态负载调整算法（SDYA）. 该算法可根据节点的能力为其分配相应大小的可动态调整的地址空间及合理的负载. 仿真结果表明,相对于传统虚拟服务器均衡算法,SDYA算法的负载均衡效果显著,均衡速度快,均衡开销小,系统稳定性好.     

SHA-3第三轮候选算法简评

SHA-3评选过程即将结束,本文对SHA-3第三轮的5个Hash函数候选算法进行了简要评述。对于各种算法的压缩函数、迭代结构以及安全性能等方面做了分析比较。通过这些比较,可深入理解这些算法的结构特点,掌握它们的安全性能。     

面向对等网络的流媒体接纳控制

提出了基于对等网络的流媒体接纳控制算法,针对不同节点有不同的入口带宽和出口带宽,优先选择贡献率大的请求节点．网络中所有节点的入口带宽都相同时,该算法可取得与distributed DACp2p (differentiated admission contorl) protocol算法相同的系统容量;所有节点的入口带宽不同时,该算法可取得比DACp2p算法更高的系统容量．     

P2P流媒体系统搭便车行为建模研究

搭便车行为是指节点仅使用其它节点的资源而不作任何贡献,对P2P流媒体系统的服务质量会产生严重影响。基于两类流体模型对P2P流媒体系统的搭便车行为进行了建模研究,同时考虑了不存在种子节点和存在种子节点两类场景,并对稳态环境下搭便车行为对P2P流媒体系统性能的影响作了定量分析。结果发现,在存在种子节点场景下,诚实节点和搭便车节点的平均下载时间均远低于不存在种子节点场景,因此需要设计相应的激励机制以吸引种子节点留在系统中。而且,搭便车节点比诚实节点更容易从流媒体服务器和种子节点受益,因此需要在流媒体服务器和种子节点引入区分服务机制。     

分层P2P点播系统中优化的带宽资源分配策略

在基于分层视频编码技术的P2P点播系统中,由于视频数据的供需不平衡易导致视频服务器带宽开销严重. 先从视频数据的带宽供需的角度对视频服务器的带宽开销进行建模,该模型可归结为求解一个线性优化问题. 提出了一种基于在线时间相似性的邻居选择及同视频层及跨视频层的带宽资源分配策略,节点可以从位于同视频层的前驱节点及处于其他视频层的"帮助者"获得所需带宽资源. 仿真实验表明,邻居选择及带宽分配策略都能有效地降低视频服务器带宽资源开销.     

基于多特征的P2P直播流识别方法

基于P2P的直播应用是当前发展最为迅速的因特网应用之一,实时识别P2P直播流是管理网络P2P流媒体流量和理解网络行为的关键一步.针对当前P2P流媒体直播流的识别方法较少,识别效果一般,文章分析了P2P直播流的行为特征,提出了基于节点连接度的识别方法和基于BM信息比的识别方法,并结合两个流量特征采用联合特征进行P2P直播识别.实验表明该方法识别整体准确率较高,可以实现P2P直播的在线识别.     

P2P视频点播系统的服务质量模型

为了分析下载速度的波动性对点对点(P2P)视频点播(VoD)系统服务质量的影响,提出了一个播放中断模型.由该模型可知下载速度的波动性是导致中断的主要原因,增加预取数据量和增大下载速度都能减小中断数,但前者使中断推迟发生,后者使中断提前发生.在1次播放过程中,发生多次中断的现象是存在的,但其概率很小.通过对PPLive点播系统进行网络测量,验证了P2P点播系统中断的特性.     

P2P点播数据调度策略的模糊控制实现

在P2P点播系统中,针对现有算法不能充分利用节点的上行带宽的问题,从数据请求量的角度,提出一种数据调度策略的模糊控制实现．该策略中,节点在计算数据请求量时,将节点缓冲区及上行带宽信息模糊化后,依据模糊规则产生模糊决策,并利用模糊控制的策略,动态地决定向邻居节点及服务器的数据请求量．仿真结果表明,该策略能够有效提高节点的上行带宽的利用率,降低了服务器的负载．     

P2P直播系统中节点启动过程优化

针对现有P2P直播系统在动态环境下存在的较大启动时延等性能问题,建立节点的启动过程模型,分析影响节点的启动过程性能的关键因素,并从数据调度的角度提出了1种节点状态自适应的启动策略.该策略对节点的启动过程中的请求起始位置的选取、缓冲区的数据填充策略、播放策略3方面进行改进,以提高节点在启动过程中获取数据的效率,减少资源浪费,改进开始播放条件,进而达到提高节点对动态环境的适应性,提高系统的数据分发效率,降低节点的启动时延与播放延时的目的.仿真结果表明,该策略在动态环境下能够降低节点的启动时延与播放延时,提高数据分发效率.     

基于内容转发模型的P2P流量识别算法

随着P2P技术的发展,单纯地依靠IP加固定端口、应用层特征匹配进行流量识别的方法已不能满足实际需求。本文基于P2P网络结点既下载数据内容又将其进行转发的事实,建立了P2P网络的内容转发模型,并在此基础上设计实现了基于P2P网络内容转发模型的流量识别算法。该算法不依赖于端口号或应用层特征等与特定应用相关的信息,而是充分利用了结点具有内容转发的内在特性,具有较好的扩展性和鲁棒性。同时,理论分析和实验结果表明:本文算法具有较好的识别精度和鲁棒性,对检测P2P流媒体应用及热门资源共享产生的流量更具适应性。