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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡(jiǎn)介：
- 針對(duì)現(xiàn)有P2P流媒體調(diào)度策略在確定數(shù)據(jù)塊的調(diào)度優(yōu)先權(quán)以及節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力時(shí)存在的不足，提出了一種以數(shù)據(jù)塊的緊迫度和稀缺度為基礎(chǔ)的調(diào)度優(yōu)先權(quán)的計(jì)算方法，以及提出了鄰居節(jié)點(diǎn)的服務(wù)能力的計(jì)算方法，可有效的解決現(xiàn)有算法的不足，使流媒體啟動(dòng)延遲較小、播放流暢，且能使流媒體系統(tǒng)負(fù)載均衡。
- 詳細(xì)介紹：
- 由于流媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)量大、服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)的播放有較為嚴(yán)格的時(shí)限和順序要求，且P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不僅服務(wù)能力有限，還具有一定的差異性。因此，在P2P流媒體系統(tǒng)中如何通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)度來(lái)為用戶提供高質(zhì)量的流媒體服務(wù)，成為核心問(wèn)題之一。在基于Gossip協(xié)議的P2P流媒體系統(tǒng)中，對(duì)于數(shù)據(jù)調(diào)度一般都借鑒了Bit Torrent[6]下載系統(tǒng)的思想：首先在服務(wù)器端把節(jié)目流依照播放順序劃分為若干個(gè)數(shù)據(jù)塊；Peer節(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng)后，定時(shí)與鄰居節(jié)點(diǎn)交換其緩沖區(qū)內(nèi)中所緩存的數(shù)據(jù)塊信息，并依照播放進(jìn)度的要求與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬情況以及鄰居節(jié)點(diǎn)上所緩存數(shù)據(jù)塊的情況等，從多個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度獲取節(jié)目數(shù)據(jù)。為降低節(jié)點(diǎn)的播放啟動(dòng)延遲，或提高節(jié)點(diǎn)的帶寬資源利用率，相關(guān)研究人員已提出了多種系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)和數(shù)據(jù)調(diào)度算法。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)調(diào)度算法存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了一種新的數(shù)據(jù)調(diào)度算法，一種基于數(shù)據(jù)塊的調(diào)度優(yōu)先權(quán)且考慮提供節(jié)點(diǎn)的服務(wù)能力的調(diào)度策略，并給出了數(shù)據(jù)塊調(diào)度優(yōu)先權(quán)以及節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力的計(jì)算方法，能較好的適應(yīng)大規(guī)模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，具有一定的自適應(yīng)性，比相關(guān)算法具有更好的調(diào)度效果，比如能使網(wǎng)絡(luò)中的流媒體播放具有更小的啟動(dòng)延遲、畫面更流暢。另外算法的時(shí)間復(fù)雜度不高，且容易實(shí)現(xiàn)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本作品的目的是通過(guò)改進(jìn)、優(yōu)化或提出新的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度策略來(lái)為用戶提供高質(zhì)量的流媒體服務(wù)； 基本思路為：深入研究現(xiàn)有的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度策略，發(fā)現(xiàn)其不足之處，然后針對(duì)其不足建立模型并提出優(yōu)化目標(biāo)，最終形成算法并仿真驗(yàn)證。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本作品提出了一種改進(jìn)的基于優(yōu)先權(quán)和節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力的P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度策略。其創(chuàng)新點(diǎn)在于：提出了一種新的數(shù)據(jù)塊優(yōu)先權(quán)的計(jì)算模型和一種新的節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力的計(jì)算模型。 經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試證明，本作品提出的新算法在科學(xué)性上是正確的，也比相關(guān)算法更有效，是一種有效改進(jìn)，具有應(yīng)用價(jià)值。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本作品中提出的新策略能使網(wǎng)絡(luò)中的流媒體播放具有更小的啟動(dòng)延遲、畫面更流暢。另外算法的時(shí)間復(fù)雜度不高，且容易實(shí)現(xiàn)，能為娛樂(lè)、教育、商業(yè)廣告等行業(yè)提供流媒體服務(wù)且能產(chǎn)生實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 針對(duì)現(xiàn)有P2P流媒體調(diào)度策略在確定數(shù)據(jù)塊的調(diào)度優(yōu)先權(quán)以及節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力時(shí)存在的不足，提出了一種以數(shù)據(jù)塊的緊迫度和稀缺度為基礎(chǔ)的調(diào)度優(yōu)先權(quán)的計(jì)算方法，以及提出了鄰居節(jié)點(diǎn)的服務(wù)能力的計(jì)算方法，可有效的解決現(xiàn)有算法的不足，使流媒體啟動(dòng)延遲較小、播放流暢，且能使流媒體系統(tǒng)負(fù)載均衡。
獲獎(jiǎng)情況
- （1）論文已被學(xué)術(shù)刊物《計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程》正式錄用； （2）第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽我校校賽一等獎(jiǎng) （3）第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 本項(xiàng)目已經(jīng)經(jīng)過(guò)廣東省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所的查新鑒定，結(jié)論為：未發(fā)現(xiàn)與本項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容完全相同的文獻(xiàn)報(bào)道。
參考文獻(xiàn)
- [1]Zhang JJ, Liu L, Ramaswamy L, et al. PeerCast: Churn-resilient End System Multicast on Heterogeneous Overlay Networks[J]. Journal of Network and Computer Applications, 2008,31(4):821-850. [2]BANERJEE S, BHATTACHARJEE B, KOMMAREDDY C. Scalable Application Layer Multicast [C]. Proceedings of ACM SIGCOMM. LosAngeles: ACM Press, 2002: 43 - 51. [3]TRAN D A, HUA K A, DO T T. Zigzag: An Efficient Peer-to-peer Scheme for Media Streaming [C]. Proceedings of IEEE INFOCOM 2003. San Francisco: IEEE Press, 2003: 1283 - 1292. [4]Zhang X Y, Liu J, Li B, et al. Coolstreaming/DONet: A Data-driven Overlay Network for Peer-to-peer Live Media Streaming [C]. Proceedings of IEEE INFOCOM.Miami: IEEE Press, 2005: 2012 - 2111. [5]劉亞杰，王暉，郭波. P2P流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度研究綜述[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2008,28(4):829-831. [6]Qi Jiayin, Zhang Hongli, Ji Zhenzhou, et al. Analyzing Bittorrent Traffic Across Large Network[C]. Cyberworlds, International Conf erence, 2008 :7592764.
同類課題研究水平概述
- P2P流媒體作為一種新型的流媒體服務(wù)架構(gòu)，在近幾年內(nèi)引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛重視，其技術(shù)也是最近幾年熱門的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，有大量的研究機(jī)構(gòu)和研究學(xué)者進(jìn)行研究。其中，數(shù)據(jù)調(diào)度是P2P流媒體技術(shù)的核心問(wèn)題之一，對(duì)其進(jìn)行研究，具有一定的意義和價(jià)值。目前，在基于Gossip協(xié)議的P2P流媒體模型中，已有一些對(duì)P2P數(shù)據(jù)調(diào)度策略的相關(guān)研究，主要有如下幾種： （1）Random-Select調(diào)度策略是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的P2P 數(shù)據(jù)調(diào)度策略，Chiansaw系統(tǒng)便采用此調(diào)度策略。這個(gè)策略可以在基于DONet的系統(tǒng)中使用，但是其性能不穩(wěn)定，尤其是在異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。 （2）Round-Robin調(diào)度策略被用在分層流媒體系統(tǒng)中。根據(jù)這種策略，按照比例分配所有請(qǐng)求的數(shù)據(jù)塊到一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)。如果僅有一個(gè)鄰居該算法適合用在靜態(tài)的、同構(gòu)的環(huán)境中。 （3）Rarest-First調(diào)度策略是一種快速時(shí)間響應(yīng)的啟發(fā)式算法，它在CoolStreaming/DONet中被提出。該策略與Bit Torrent的下載策略相似。該策略有利于加快數(shù)據(jù)塊在P2P網(wǎng)絡(luò)中的擴(kuò)散，促進(jìn)負(fù)載均衡，提高系統(tǒng)的整體吞吐量；但由于沒有考慮數(shù)據(jù)塊的緊迫度因素，因此會(huì)產(chǎn)生較大啟動(dòng)延遲。 此外，相關(guān)研究人員也針對(duì)具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及其特征對(duì)上述調(diào)度策略進(jìn)行了一些改進(jìn)和優(yōu)化，具有一定的效果，但也具有一定的局限性。
