試析P2P網(wǎng)絡應用層多播樹的建立及維護

1、試析P2P網(wǎng)絡應用層多播樹的創(chuàng)立及維護論文關鍵詞:p2p應用層多播多播樹論文摘要:本文重要研究了p2p網(wǎng)絡應用層多播方案中創(chuàng)立和維護多播樹的題目。接納單樹布局的al創(chuàng)立方案，根據(jù)網(wǎng)絡地點相近的原那么，并綜合思量節(jié)限定和辦事本領的題目來獵取父節(jié)點，構建一探低耽誤、低毗連壓力的單源多播樹，實現(xiàn)應用層多播。0、弁言應用層多播樹的創(chuàng)立和維護是p2p網(wǎng)絡拓撲布局創(chuàng)立的關鍵。在pzp流媒體中，重要題目是將辦事器和到場辦事的節(jié)點構造成應用層多播(appliatin-layerultiast,al)樹。多播樹的創(chuàng)立算法將直接決定流媒體直播體系的毗連服從。因此，有需要深人研究應用層多播樹的創(chuàng)立和維護算法。劈面向

2、internet流媒體技能，最簡樸的辦理措施是為每個申請者創(chuàng)立一條發(fā)送視頻流的鏈接。但太泯滅帶寬，又不克不及支持大量不雅眾及時收看，申請者吸收到的將是低質量視頻組播相對而言是一種好的辦理要領，但internet中多數(shù)isp不支持ip組播，造成其生長受限。應用層組播降服了ip組播的缺陷:無需變動網(wǎng)絡協(xié)媾和網(wǎng)絡裝備的設置，在客戶機間復制和轉發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)報沿邏輯鏈路轉發(fā)，數(shù)據(jù)路由、復制、轉發(fā)成效均由客戶機完成，客戶機間創(chuàng)立一個疊加在ip網(wǎng)絡上、實現(xiàn)組播業(yè)務邏輯成效性網(wǎng)絡，要實現(xiàn)如許的成效，就必需創(chuàng)立對應的應用層多播樹?，F(xiàn)階段，已經(jīng)有一些學者開始舉行應用層多播樹的創(chuàng)立的研究，并獲得了必然的結果。本文起

3、首先容p2f網(wǎng)絡中應用層多播技能研究的相干事情，然后在比力現(xiàn)有多播樹創(chuàng)立方案的底子上，方案出實用于p2p流媒體直播體系的應用層多播樹創(chuàng)立和維護方案，并闡發(fā)了其性能。1、相干事情如今在peer-t-peer網(wǎng)絡上實現(xiàn)的應用層多播方案重要有三種;anultiast,sribebayeux。它們都是在基于動態(tài)哈希路由的peer-t-pee:網(wǎng)絡上實現(xiàn)的，此中anultiast是在an之上實現(xiàn)的，sribe是在pastry上實現(xiàn)的，bayeux是在tapestry上實現(xiàn)的。這幾種方案都充實使用了peer-t-pee:網(wǎng)絡的路由機制，因此只需增長少量的模塊就可以實現(xiàn)多播成效。與原先的peer-t-pee

4、r網(wǎng)絡比擬，只增長少量的開銷就實現(xiàn)了多播成效，同時繼承了peer-t-peer網(wǎng)絡的支持大范圍、支持成員動態(tài)變革的特性?？捎糜诼苁椒抡?、多方及時游戲、大范圍協(xié)作應用等，但這三種方案對付應用層多播的模子、性能闡發(fā)、性能優(yōu)化都沒有舉行研究。2、應用層多播樹方案闡發(fā)2.1單樹布局的al方案單樹布局的al方案包羅小范圍的多源al方案和大范圍的單源組al方案。小范圍的多源al方案多應用于視頻集會。將用戶節(jié)點構成一個應用層esh，周期性查抄esh中的毗連質量，esh上以數(shù)據(jù)源為根，根據(jù)帶寬、時延各自布局天生樹。可以針對每個源單獨優(yōu)化，每個成員維護一個構成員列表，可靠性高，但開銷大，擴展性差。大范圍的單源

5、組al方案中，最具代表性的就是nie,zigzagbal樹構建方案。兩者的思緒都是分層(hierarhi-al),分群(luster)，成員只和少量結實命目的節(jié)點接洽。nie(如圖1)的維護辦理具有漫衍性和自治性，節(jié)點的維護負載較輕，且節(jié)點的退出只影響局部節(jié)點，不影響根節(jié)點。缺點是條理越高的節(jié)點負載越重，如最高層的節(jié)點的度數(shù)到達(lgn)，當體系范圍很大時，這會成為體系的瓶頸。zigzag(如圖2所示)與nie相似，兩者在每個節(jié)點的均勻維護負載都為。閃，樹的高度都為0(lgn)。但zigzag辦理了nie存在的瓶頸題目。其革新點為:zigzag中l(wèi)usfe:的辦理和數(shù)據(jù)分發(fā)由差異節(jié)點完成，而n

6、ie將兩成效同一在一個節(jié)點上。革新后，多播樹中節(jié)點所帶子節(jié)點數(shù)量最多為0(k2)，與到場多播樹的節(jié)點數(shù)量無關。、3.2節(jié)點脫離和失效規(guī)復算法由于網(wǎng)絡的動態(tài)特性，每個節(jié)點都處在不不變的狀態(tài)，隨時有大概退出p2p網(wǎng)絡。在節(jié)點的退出方法上，可以分為正常退出和非正常退出。無論節(jié)點是哪種方法退出，都市影響到p2p網(wǎng)絡直播。因此，我們必要在節(jié)點退出后舉行節(jié)點失效規(guī)復。在本體系中，每個節(jié)點除了保存父節(jié)點和子節(jié)點的信息，同時還保存本身的備用父節(jié)點的信息，當父節(jié)點脫離時可以便捷的用備用父節(jié)點取代父節(jié)點。對付正常的退出，節(jié)點脫離規(guī)復算法如下:1)節(jié)點向辦事器發(fā)送退出消息，同時，節(jié)點還向全部的直接子節(jié)點發(fā)送退出消息

7、。2)子節(jié)點在吸收到該退出消息后，立即搜刮其資源信息表，獵取備用父節(jié)點的ip地點及端標語，實驗與其創(chuàng)立毗連。3)假設備用父節(jié)點仍舊存在于網(wǎng)絡中，并可提供辦事，那么用備用父節(jié)點交換父節(jié)點繼承提供媒體數(shù)據(jù)辦事，并向辦事器發(fā)送消息，申請新的備用父節(jié)點。4)假設備用父節(jié)點已經(jīng)脫離網(wǎng)絡或由于直接子節(jié)點數(shù)到達上限等緣故原由不成提供辦事，那么向辦事器發(fā)送重新毗連哀求，由辦事器根據(jù)新節(jié)點加人算法提供新的父節(jié)點和備用父節(jié)點信息，重新加人到p2p網(wǎng)絡中。由于每個節(jié)點都有緩存，提早緩存了一部門流媒體數(shù)據(jù)，因此斷開的短時間內(nèi)，播放器可以繼承播放。假設能快速規(guī)復毗連，繼承吸收流媒體數(shù)據(jù)，那么不會影響到播放質量和結果。假

8、設在短時間不克不及規(guī)復毗連，那么必要比及規(guī)復毗連后才氣繼承播放。對付非正常的退出，不妨假設節(jié)點非正常退出。在正常環(huán)境下，節(jié)點和節(jié)點b,i),e每隔兩秒發(fā)送消息以確定對方是否還在網(wǎng)絡中存活。當節(jié)點在某個時候非正常退出，節(jié)點b,d;e最遲在兩秒之后就會創(chuàng)造節(jié)點已經(jīng)殞命。由于在本體系中，每個節(jié)點都保存著本身的父節(jié)點、備用父節(jié)點和兒子節(jié)點的信息，不妨假定節(jié)點b為節(jié)點d和e的備用父節(jié)點，以是節(jié)點d和e也保存著節(jié)點b的信息。于是節(jié)點d和e在創(chuàng)造已經(jīng)殞命后，就會向節(jié)點b發(fā)送毗連哀求，由b取代繼承提供辦事。同時，節(jié)點b取代節(jié)點;向辦事器發(fā)送節(jié)點退出的信息。4、體系性能闡發(fā)在網(wǎng)絡流媒體播放體系中，對付整個體系具

9、有緊張影響的因素重要是時間耽誤、網(wǎng)絡帶寬、辦事器處置懲罰本領、擺設難易度和擴展本領等。我們就此闡發(fā)一下基于p2p的流媒體直播體系。1)對付辦事器的處置懲罰本領和帶寬的要求。由于本體系中，辦事器只是對外提供兩路單播流媒體，對付300kbp/s的流媒體來說，辦事器只必要具有大于600kbp/s的帶寬即可以滿意需求。對付辦事器的處置懲罰本領，當前的呆板一樣平常都具有充足的內(nèi)存和處置懲罰器本領滿意提供兩路流媒體單播的本領。2)對付擺設的情沉。由于在本體系中，各個pee:都具有tp/ip網(wǎng)絡通訊的本領，因此只要節(jié)點能與互聯(lián)網(wǎng)舉行毗連，就可以很便利地加人該體系，不存在擺設的題目。3)對付擴展的環(huán)境。，由于

10、本體系接納的是p2p形式，流媒體重要是在pee:之間舉行通訊和傳輸，對付辦事器端險些沒有什么影響。因此，本體系具有很高的擴展本領。4)關于時間耽誤。由于在本體系中，每個peer在播放之前必要緩存一段時間的流媒體數(shù)據(jù)，這就會導致用戶看到的流媒體不是及時的數(shù)據(jù)，因此及時性稍差。對付大范圍的網(wǎng)絡流媒體播放體系，我們比力ls形式、ip組播和p2f形式這三種形式下種種因素的影響環(huán)境。從上表1可知，p2f網(wǎng)絡流媒體播放體系對網(wǎng)絡帶寬和辦事器處置懲罰本領的要求都比力低，同時還具有輕易擺設和擴展本領高的特點，但是同時也具偶然間長的缺點。對付及時性要求不高的流媒體直播，在綜合思量種種因素的環(huán)境下，該體系是一個具有較高性價比的大范圍流媒體直播辦理方案，可以在將來提供更好的網(wǎng)絡流媒體播放辦事