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中国海洋大学学报（自然科学版） 2010年第4期40卷 99-104页

作者：唐瑞春徐仕儒魏青磊中国海洋大学信息科学与工程学院青岛266100

研究P2P-VoD系统中提供流媒体服务的公平性问题,提出基于缓存状态的DRPS(Data Receiving Peers as Suppliers)服务节点选择策略,并设计基于DRPS的预分配调度算法PSA(Preassign Scheduling Algorithm)。首先根据缓存状态将节点分类,再结... 详细信息

研究P2P-VoD系统中提供流媒体服务的公平性问题,提出基于缓存状态的DRPS(Data Receiving Peers as Suppliers)服务节点选择策略,并设计基于DRPS的预分配调度算法PSA(Preassign Scheduling Algorithm)。首先根据缓存状态将节点分类,再结合节点的可用带宽和可用概率进行排序,优先从RS(Receiving Set)节点类中选择服务提供者,最后由客户端执行PSA算法。仿真实例表明该策略的有效性。

关键词：流媒体节点选择缓存状态服务质量公平性

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代理协助P2P-VoD中基于缓存状态的服务节点选择策略研究与仿真

代理协助P2P-VoD中基于缓存状态的服务节点选择策略研究与仿真

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作者：徐仕儒中国海洋大学

学位级别：硕士

随着多媒体通信时代的来临,流媒体技术受到前所未有的关注,并已成为研究热点。在流媒体广泛的应用领域中,能够提供交互式服务的视频点播已经成为最重要的网络多媒体业务之一。为了在Internet上提供大规模的视频点播服务,研究者相继提出... 详细信息

随着多媒体通信时代的来临,流媒体技术受到前所未有的关注,并已成为研究热点。在流媒体广泛的应用领域中,能够提供交互式服务的视频点播已经成为最重要的网络多媒体业务之一。为了在Internet上提供大规模的视频点播服务,研究者相继提出了基于C/S服务模式、IP组播、CDN技术的流媒体服务系统。对等网络(P2P)技术是近年来兴起的研究热点,无论在学界还是业界都得到了极大的关注。基于P2P的视频点播系统,即P2P-VoD,成为流媒体领域最具发展潜力的应用技术之一。在P2P系统中提供流媒体服务面临的问题主要包括:服务节点的选择,多个服务节点之间流媒体数据的调度,为请求相同内容的不同客户提供公平的服务质量(QoS)。另外,大部分流媒体理论研究需要借助网络仿真来验证算法的有效性,如何提高仿真结果的可靠性,也受到学术界越来越多的重视。本文围绕上述几个问题展开深入研究,并提出了有效的方案。首先本文提出从服务节点缓存状态的角度研究P2P-VoD系统的流媒体服务方式。现有的大多数服务节点选择策略都是从已经缓存了整段媒体数据的Peers中挑选服务提供者。其特点是随着请求者快速增加时,系统中能够提供服务的节点数会急剧减少,因此一段时间内先后到达的对同一媒体内容的请求,会得到差距较大的EBR(Expected Bit Rate)。针对这种不公平问题,本文提出DRPS(Data Receiving Peers as Suppliers)服务节点选择策略。DRPS优先从正在接收媒体数据的RS(Receiving Set)节点集中选择服务提供者,缩短普通Peers成为服务节点的时间,从而在短时间内增加系统中服务节点的数量。在选择服务节点时综合考虑节点的资源和可用概率,并设计数学模型对节点的服务能力进行评价。由于RS中的节点在成为服务提供者时只缓存了部分媒体数据,因此在调度时需对将要缓存的数据进行预先分配,为此,本文进而提出预分配调度算法,解决使用DRPS策略时多个服务节点之间流媒体数据的调度问题。与已有的研究相比,本文的创新点在于:(1)从服务节点缓存状态的角度研究节点选择策略;(2)提出DRPS策略,将正在接受媒体数据的RS节点集作为候选服务节点;(3)设计预分配调度算法,对DRPS所选服务节点进行数据调度;为了验证DRPS策略和预分配调度算法的性能,本文使用NS-2进行网络视频仿真,并与其他算法进行对比分析。为提供仿真结果的可靠性和可信度,本文将MPEG-2视频码流注入NS-2仿真环境中,仿真结束后将客户端接收到的分组信息转化成视频文件,利用播放器可直观地比较不同的服务质量。同时也可以得到客户端EBR和播放延迟的具体数据。通过仿真结果分析,表明了本文所提策略与算法的有效性。

关键词：流媒体缓存状态服务节点选择策略 NS-2 预分配调度算法

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DTN中基于节点预估效用和消息交付率的缓存管理路由算法

DTN中基于节点预估效用和消息交付率的缓存管理路由算法

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作者：万齐芸华中师范大学

学位级别：硕士

容迟网络(Delay Tolerant Network,DTN)采用“携带-存储-转发”机制进行消息传输,是一种端到端的网络体系结构。现今,DTN被应用于车载网络、卫星通信以及灾害应急等多个领域。在DTN中,移动模型是影响路由性能的重要因素之一。然而,大多... 详细信息

容迟网络(Delay Tolerant Network,DTN)采用“携带-存储-转发”机制进行消息传输,是一种端到端的网络体系结构。现今,DTN被应用于车载网络、卫星通信以及灾害应急等多个领域。在DTN中,移动模型是影响路由性能的重要因素之一。然而,大多数研究学者都只考虑了路由算法的改进而忽视了移动模型对于路由算法的影响。研究表明在不同移动模型下,路由算法会表现出不一样的路由性能。其次,传统的Spray and Wait算法总是盲目选择节点,忽视了节点自身的优劣性,从而出现副本分配不合理的现象。对此本文基于地图的移动模型提出一种基于节点预估效用和转发概率的喷射等待路由算法(FPEU-SAW)。在Spray阶段,该算法使用指数平滑法预估节点邻居有效变化率和节点数据包有效变化率,并在此基础上自适应分配消息副本。在Wait阶段,FPEU-SAW算法考虑在MBM模型下节点间间隔时间服从指数分布与节点间连接时间服从幂率分布的性质,计算节点相遇概率和消息成功投递概率。基于此提出消息交付率的概念,并依据消息交付率来选择中继节点。同时,本文提出一种基于节点消息量的缓存管理策略,综合考虑消息转发次数、消息传输时间和消息剩余生存时间定义消息量,并根据消息量决定消息删除优先级。在Wait阶段需采取节点间缓存状态相关的消息转发策略来转发消息。主要工作如下:(1)提出一种基于节点预估效用和转发概率的喷射等待路由算法(FPEUSAW)。本文定义邻居预测有效变化率并使用指数平滑法来预估节点在下一时间段邻居数增多的能力。选择邻居预测有效变化率更大的节点更容易将消息转发给其他节点,从而增大消息在网络中的扩散程度。同时,本文定义数据包预测有效变化率来预估节点在下一时间段转发数据包的数量。数据包预测有效变化率越高的节点转发消息的能力越强。选择此类节点作为中继节点可以有效缓解节点自身拥塞还可以提高消息投递率。综合邻居预测有效变化率和数据包预测有效变化率,本文定义节点预估效用值。依据效用值进行副本分配,可以增大消息在网络中的扩散程度,从而增大了消息的投递率。其次本文定义消息交付率,然后对Wait阶段进行改进。最后,采用ONE仿真平台开展对比实验,试验结果表明与Epidemic、Spray and Wait、Spray and Wait Ack、MASS以及DPNASW五种算法相比,FPEU-SAW算法可以提高消息投递率,降低网络时延。(2)提出一种基于节点消息量的缓存管理策略(MQ-CMS)。该策略分别对消息丢弃和中继节点选择阶段进行分析改进。本文综合消息的转发次数、传输时间以及剩余生存时间定义消息量。计算在消息生存周期内,该消息花费在传输上的时间来衡量消息在网络中的扩散程度,从而定义消息删除优先级。其次本文在选择中继节点时采取了节点间缓存状态相关的消息转发策略。在不同场景下,节点会综合考虑消息交付率与节点缓存状态来决定是否转发消息给相遇节点。最后使用ONE仿真平台开展试验,试验为Epidemic、Prophet、Spray and Wait、MASS、DPNASW和FPEU-SAW算法添加了该缓存管理机制。实验结果表明该缓存管理机制进一步提高了消息投递率,降低了算法的平均跳数,控制了网络负载。其中该缓存机制在节点缓存较小时会表现出更显著的优势。

关键词：容迟网络节点预估效用消息交付率消息量缓存状态

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一种基于HTTP自适应流的混合码率自适应算法

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计算机科学 2017年第2期44卷 129-134,162页

作者：熊丽荣雷静之金鑫浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023

码率自适应算法是HTTP自适应流技术的热点和难点。提出一种综合网络带宽和缓存两个因素的终端码率自适应算法(Combined with Bandwidth and Buffer,CBB)。该算法采用"探测"的机制在应用层上估算网络实时带宽,避免视频码率频繁切换;然后... 详细信息

码率自适应算法是HTTP自适应流技术的热点和难点。提出一种综合网络带宽和缓存两个因素的终端码率自适应算法(Combined with Bandwidth and Buffer,CBB)。该算法采用"探测"的机制在应用层上估算网络实时带宽,避免视频码率频繁切换;然后构建随缓存状态动态变化的平滑因子模型,并基于指数加权移动平均(EWMA)实现带宽的平滑处理;利用推动缓存趋近均衡级别变化的调度策略,尽可能使缓存区的数据量处于均衡的范围。整个算法经带宽估算、平滑处理、量化及确定调度时间构成一个循环作用的闭环。在使用MPEG-DASH标准的参考平台libdash上验证该算法的性能,结果表明,在变化的网络状况中所提算法表现良好。

关键词： HTTP自适应流码率控制网络带宽缓存状态 MPEG-DASH

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无线视频通信中基于队列预测的自适应缓存管理算法

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电信科学 2014年第7期30卷 70-76页

作者：钱超朱晓荣南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室南京210003 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096

无线网络中实时视频业务对网络环境的变化非常敏感,因此通常需要在接收端采用合理的缓存管理策略来缓解网络波动对用户观看视频造成的影响。提出一种基于队列预测的自适应缓存播放管理机制,该方法通过判断当前缓存队列的状态,并根据实... 详细信息

无线网络中实时视频业务对网络环境的变化非常敏感,因此通常需要在接收端采用合理的缓存管理策略来缓解网络波动对用户观看视频造成的影响。提出一种基于队列预测的自适应缓存播放管理机制,该方法通过判断当前缓存队列的状态,并根据实时视频到达率和端到端时延对缓存长度以及播放速率进行综合调整。实验结果表明,所提算法可以随着网络环境的波动自适应地调整缓存大小和播放速率,有效降低视频业务的中断频率和丢帧率。

关键词：自适应缓存管理队列预测缓存状态时延控制

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