面向P2P流媒体基于Mesh优先的应用层组播算法

P2P流媒体在网络上已经得到了广泛的开发与应用。一个流媒体系统中的应用层组播树的构建算法将直接影响到整个系统的效率及质量。提出一种新的服务于分布式覆盖网框架的应用层组播树的构建算法——CDDMA。CDDMA首先自治地构建一个探测节点结合,利用PPAF启发式综合考虑传输时延与节点出度作为加入节点加入组播树的评价函数,解决了原有的基于Mesh优先的应用层组播协议考虑网络因素单一的问题,并能解决组播树负载不均衡的问题。在SMesh的基础上,给出了CDDMA的实现,通过类似Internet网络拓扑结构的仿真,表明了这种算法降低了链路压力及路径伸展率。     

在协作环境下的应用层组播

IP组播由于缺乏广泛的支持(特别是在域间)逐渐由应用层组播代替，但是在协作环境下，传统的以树为基础的应用层组播使得树中的一些内部结点担负着发送组播消息的主要通信量，这与协作的要求不匹配。本文将组播内容分成不同的子部分，用不同的组播树传输每个子部分，通过构建一个组播树的森林使得一个组播树中的内部结点在其余树中是叶子结点，达到所有结点共同分担forwarding负荷的目的。     

应用层组播动态调整问题的研究

通过分析影响应用层组播性能的因素及这些因素的变化对组播性能的影响,指出了在组播过程中随着成员的加入退出、网络波动和结点处理能力的变化,组播的结构和性能都会发生变化。在组播开始时构建的组播树无法适应这些变化,导致了组播性能的下降。针对该问题提出了在组播过程中根据变化调整组播树的结构,并给出了一种改善组播性能的动态调整算法。实验结果表明,动态调整算法能够有效的反映组播的结构、网络状况和结点情况,改善组播的性能。     

基于P2P系统应用层组播在流媒体中的应用

由于live流是一种高带宽的应用，甚至当为数不多的客户同时采用单播从一个源请求流时，也可以使服务器的带宽饱和。作为有效解决方法的IP组播因为缺乏广泛的支持而逐渐被应用层组播代替。本文在peer-to-peer系统上采用以树为基础的应用层组播结构，实现用客户自己的带宽传输流媒体以缓解服务器附近的拥塞问题。在该结构中，每个客户peer端在应用层与传输层之间加入peering层，实现结点之间的协调和建立、维护组播树。     

应用层组播协议研究与算法设计

提出了一个基于应用层的能够实现大规模视频直播的单源组播协议ALSSMP.在ALSSMP中采用树拓扑优先的方法来构造组播转发树.在组播树的维护方面,利用PRL算法为转发树中每一个非叶结点预先选择一个"备用父结点"以设置冗余链路,并对该算法从时间复杂度和空间复杂度方面进行了理论分析和研究.ALSSMP协议既继承了应用层组播的优点,又在一定程度上克服了应用层组播的不稳定性的特点,使组播树的稳定性和可靠性大大提高.     

一个基于应用层的单源组播协议设计

由于IP组播在实现过程中遭遇了很多困难,所以应用层组播就成了Internet应用研究的热点。本文在简单地论述了应用层组播的优缺点后,提出了一个基于应用层的单源组播协议ALSSMP。此协议设计的目的是能够实现大规模直播视频。在ALSSMP中采用树拓扑优先的方法来构造组播转发树。在组播树的维护方面,利用为转发树中每一个结点预先选择一个"备用父结点"以设置预留链路思想的PCP算法。该协议既继承了应用层组播的优点,又在一定程度上克服了应用层组播的不稳定性的特点,使组播树的稳定性和可靠性大大提高。     

一种动态负载均衡的P2P应用层组播方案

基于结构化的P2P基础设施,给出一种动态负载均衡的应用层组播方案--DLBMS.利用Tapestry协议的路由和定位机制,设计了延迟优化的组播转发树结构,采用根节点复制的方法生成多棵不相交的组播转发树,根据负载的变化动态调节组播转发树数目以实现负载均衡和降低源到组成员节点的端到端延迟.通过模拟实验说明了此方案在平均控制负载和端到端平均延迟方面的有效性.     

应用层组播的最小延迟生成树算法

实时传输是应用层组播技术的一个主要应用领域,对网络延迟有严格的限制.保证低延迟组播成功的关键在于构建高效的应用层组播树,研究构建最小延迟应用层组播树的算法.首先分析影响延迟的3个因素:链路的传输时间、结点的发送/转发时间和结点度,然后把求解应用层组播树的问题抽象成对边和点都带权的有向图求解"度约束最小延迟生成树"的问题,同时证明这个问题属于NP-hard,并且提出了两类启发式近似算法:基于度的算法和基于最大延迟路径的算法.最后通过模拟实验说明了所提出算法的有效性.     

基于节点稳定度双路径应用层组播树构建算法

针对应用层组播树存在的稳定性的问题,在双路径组播方案的基础上,综合考虑节点度和节点在线时间对组播树构建的权重影响,定义节点稳定度,提出一种节点稳定度的双路径应用层组播树构建算法.在构建双路径组播树时,使节点稳定度高的叶子节点在第二棵组播树中距离源节点较近,并根据节点稳定度的改变动态调整双路径应用层组播树中节点的位置,使得节点退出或加入组播组时,不需要重新构建组播树也可以接收到传输的多媒体数据,从而降低组播树的中断次数,提高应用层组播稳定性,改善应用层组播的性能.通过计算机仿真,表明改进算法在组播节点动态改变时提高了组播树的稳定性,改善了性能,适合多媒体组播业务传输.     

一种基于虚拟P2SP的应用层混合组播模型

为了提高应用层组播数据分发的效率,提出了一种基于虚拟P2SP(peer to server & peer)架构的应用层混合组播模型VPHM。该模型构建了一个四层的数据分发结构,从上至下为服务节点层、超级节点层、虚拟服务层和peer节点层。上三层组成组播域,保证了组播的广度,下两层组成VP2SP(virtual P2SP)域,确保了组播的深度。仿真实验结果表明,该模型具有较低的平均端到端时延和较小的控制开销,适用于高服务质量的大规模应用层组播应用环境。     

基于代理的覆盖网组播生成树算法研究

利用覆盖网组播技术构建组播服务平台是一种可行的提供组播服务的方案.基于代理的覆盖网组播兼具覆盖网组播的灵活性和IP组播的高效性的特点.结合节点的带宽、处理延迟和节点间的通信延迟给出一个完善的基于代理的覆盖网组播模型,根据此模型设计了求节点度受限的具有最小平均延迟的组播转发树生成算法.探讨了主机节点在进行数据分组复制转发时的转发顺序对平均延迟的影响,给出并证明了主机节点对数据分组复制转发的最优策略.通过仿真实验验证了所给算法和最优复制转发策略的有效性.     

一种具有能力约束性能的任意源覆盖多播方法

近年来提出的许多面向单个数据源设计的多播树并不能简单扩展到任意源多播系统中,因为针对每个源建立一个树代价高昂.而已存在的一些允许多数据源的P2P(peer-to-peer)系统的维护量大,在体现结点能力差异等方面缺少灵活性.提出一个任意源覆盖多播服务方案,并具有结点能力约束性能.它建立在非DHT(distributed hash table)覆盖网络上,无须建立显式的多播树.设计了两种分布式多播算法,它们将任意源的多播信息传送到所有结点的期望跳数是O(log_cn),其中,c是平均结点能力,n是多播组中的结点个数.     

基于免疫算法的分层覆盖组播技术研究

为了克服传统的实时流媒体数据单播I、P组播等传输方式浪费网络带宽,甚至导致服务器过载的缺陷,提出了基于免疫算法的覆盖网络应用层组播树的构建方法。该方法以节点间网络延迟和节点的度作为约束条件,采用免疫算法划分组播岛、找出使整个系统"花费"最小的组播服务节点,实现了组播服务节点的全局最优选取。仿真结果表明,该方法有效可行,较采用传统的遗传算法具有更快的收敛速度和更高的搜索能力。     

一种基于P2P网络的层次化覆盖多播模型

P2P网络的应用日益广泛,但是针对网络中各个终端主机网络接口带宽各异的实际情况,目前的覆盖多播模型没有综合考虑节点的延迟和实际可用带宽的限制。针对上述问题,提出了一种基于P2P网络的层次化覆盖多播模型(HOMM),该模型综合考虑了延迟和带宽两种因素,采用优先度作为构建ALM树的标准,在簇内构建局部ALM树,同时节点的加入、失效等操作的影响只局限于较小的局部范围内,使整个P2P网络的数据转发负载更为均衡。仿真实验表明该模型具有高效性、健壮性,能够很好地适应终端主机网络接口带宽各异的大规模组播环境。     

一种基于DHT的应用层多播方案

由于应用层多播相对于IP多播的易于部署,得到了国内外学术界的广泛研究。该文从经典的P2P搜索协议Chord入手,构建了基于P2P覆盖网的不定叉树,支持任意源多播,将节点的加入和根的发现结合起来,并对其网络动荡(节点加入与退出)实行制约限制,使网络环境保持基本稳定,达到负载平衡,并预测了本模型发展的方向。     

基于主动策略的覆盖多播拓扑维护协议

针对有度和延时约束的覆盖多播拓扑维护问题,提出一种基于主动策略的拓扑维护协议——局部树重构协议。通过运行该协议,节点预先计算备用父节点,能在多播树发生分裂时高效地完成树的重构。实验结果表明,在较小规模节点数情况下,协议的平均节点交互次数约为被动策略的1／3,而在较大规模节点数情况下,其平均节点交互次数仅为被动策略的1／6。     

OverSim:可扩展的应用层组播网络仿真框架

应用层组播作为IP组播的一个可行替代方案日益成为Internet应用研究的一个热点。如何仿真大规模、动态的应用层组播覆盖网络已经成为应用层组播方案研究人员面临的一个共同问题。本文在分析当前几款主流的覆盖网络仿真软件的基础上,提出了采用基于OMNet++网络仿真环境的Over-Sim覆盖网络仿真框架来模拟大规模、动态的应用层组播覆盖网络,并在此基础上研究分析可扩展的应用层组播方案。最后我们采用OverSim实现了对应用层组播协议Scribe的仿真并对结果进行了分析。仿真结果表明,OverSim可以在有限的硬件环境下,稳定地仿真高达上万个节点的大规模动态覆盖网络,仿真过程中内存消耗较低,且与覆盖网络规模呈线性关系。     

覆盖组播的最小覆盖代价路由算法

与IP组播相比,覆盖组播通常会消耗更多的底层网络资源。因此,在覆盖网中构造组播转发树时,考虑合理地利用底层网络资源具有一定的实际意义。给出覆盖代价的概念,把覆盖组播路由问题归结为求无向完全图的度和延迟受限、具有最小覆盖代价的生成树问题,求解的目标是在满足应用需求和端用户主机性能要求的同时使所消耗的底层网络资源最少。给出了求解该问题的启发式遗传算法,通过仿真实验验证了该算法的有效性。     

基于环覆盖网络的端系统组播方法

针对传统组播方法难于维护的问题,提出一种基于环覆盖网络的端系统组播方法,按照节点之间的延迟将它们组织成不同的延迟聚集环,在此基础上进行组播,无须对每个多播源单独构建多播树,从而更好地适应多播成员的动态变化。仿真实验结果表明,该方法能够使延迟的变化随着节点数目的增大而趋于平稳。