典型P2P流媒体模型及其关键技术

p2p流媒体技术研究文章。

计 算 机 工 程 第 35 卷 第3期

Vol.35 No.3 Computer Engineering ·软件技术与数据库·

文章编号：1000—3428(2009)03—0060—03

文献标识码：A

2009年2月

February 2009

中图分类号：TP393

典型P2P流媒体模型及其关键技术

胡 平，聂朋朋，陆建德

(苏州大学计算机科学与技术学院，苏州 215006)

摘 要：分析并比较几种典型P2P流媒体模型的可扩展性、启动延时和系统稳定性，指出基于gossip协议的媒体服务模型与基于多播树协议的P2P流媒体服务模型的区别。总结P2P流媒体服务体系涉及的数据调度算法、节点选择优化算法等关键技术，分析其存在的问题并指出研究方向。

关键词：对等网；流媒体；多播树协议；gossip协议；数据调度

Typical P2P Streaming Media Model and Its Key Techniques

HU Ping, NIE Peng-peng, LU Jian-de

(Dept. of Computer Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006)

【Abstract】This paper analyzes and compares several typical P2P streaming media models in expansibility, start delay and system stability. It points out the differences between media service models based on gossip protocol and P2P streaming media service models based on multicast tree protocol, and summarizes the key techniques of P2P streaming media service system, such as data scheme algorithm and peer selection algorithm. It analyzes some existent problems and some remained issues for further research.

【Key words】P2P; streaming media; multicast-tree protocol; gossip protocol; data scheme

1 概述

基于单播C/S结构的媒体服务器容易成为系统瓶颈，其扩展性不高，不适合流媒体大规模数据的分发。相应的IP组播技术存在固有限制难以部署、CDN分发网络成本过高、只是将瓶颈转移而非消除等问题。因此，P2P流媒体技术成为研究热点。P2P网络是一个动态构建的自主网，节点会随时加入或离开网络，节点间的处理能力、存储能力和带宽存在异构性。且流媒体本身具有其独特性质，如数据存储量大、传输持续时间长、带宽占用高以及高QoS要求等。可见，在P2P流媒体技术中，需要解决如何充分利用节点资源并减少节点启动延时，保证播放的连续性并有利于系统的扩展性、稳定性等问题。

文献[1]提出单树结构的P2P流媒体服务体系，采用单发送者方式进行媒体分发。文献[2]利用MDC将视频编码成多个视频流，构造多棵组播树进行传输。文献[3]利用gossip协议构建无结构覆盖网络，采用多发送者方式进行流媒体数据传输。本文比较并分析上述典型P2P流媒体服务体系，指出基于gossip数据驱动模式下P2P模型的优越性。

以ZigZag[1]单发送者和SplitStream[2]多发送者为典型。(2)无结构。利用goosip协议并基于数据驱动构成无结构覆盖网络，节点间的数据传输采用拉模式。

2.1 基于多播树协议的P2P流媒体服务模型

由于IP组播难以广泛部署，因此出现了应用层组播，由转发节点构成树状结构进行数据分发。许多早期P2P流媒体服务模型采用上述多播树结构，ZigZag是NICE的改进，它利用层次簇思想，转发节点只与少量固定数目的节点联系，每个节点平均维护负载为O(k)，树的高度为O(logkN)，簇的管理和数据分发由不同节点完成，从而使节点所带子节点数目最多为O(k2)，与参与节点数目无关，且节点退出只影响局部节点，不影响根节点。

上述模型对节点间端到端的带宽要求很高，转发节点负载大，叶子节点资源没有被充分利用，系统扩展性不强且中间转发节点的突然离开或失效将对系统稳定性造成很大影响，难以在Internet上广泛部署。因此，产生了以SplitStream, CoopNet为代表的多棵树模型，它们利用MDC编码将媒体数据分成K个独立码流，每个码流构造一个组播树进行传输，节点只要收到这些码流中的一部分，就可以独立进行解码并利用多树结构来平衡负载，每个节点仅在一个组播树中充当转发节点，在其余组播树中作为叶子节点。当一个节点失效时，只影响小部分节点。其中每个节点都参与转发视频流，降低了对单个节点的带宽要求，减少数据包丢失对系统的影响，增强鲁棒性，较好地适应了节点的动态性和节点间的带

作者简介：胡 平(1983－)，女，硕士研究生，主研方向：计算机网络与多媒体技术，网络协议分析与设计；聂朋朋，硕士研究生； 陆建德，教授

收稿日期：2008-11-25 E-mail：ping_hp0901@http://www.77cn.com.cn

2 典型P2P流媒体模型分析

P2P下的流媒体服务具有较高实时性和时序性要求，而P2P本身具有动态性和异构性。在媒体服务中引入P2P技术的主要目的是为了利用节点的存储与处理能力消除传统C/S模式的瓶颈和扩展性不高等问题。因此，P2P流媒体服务体系必须解决如何减少用户启动延时、保证用户所需数据及时到达、保证播放的连续性、处理节点退出和中断、保证系统的稳定性、提高系统扩展性等问题。根据覆盖网类型的不同，现有P2P流媒体模型主要分为以下2类：(1)树状结构。基于多播树协议将节点组织成单棵或多棵组播树进行媒体分发， —60—

p2p流媒体技术研究文章。

宽抖动。上述模型的缺点是需要同时维护多个组播树，导致开销过大，必须保证多路径传送时的数据同步，且MDC编码效率较低。

2.2 基 …… 此处隐藏：6109字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……