可交互流媒体服务中的应用层组播技术研究.pdf

万方数据可交互流媒体服务中的应用层组播技术研究兰旦鱼钏韧宝靡盥』垒望：；第卷第计算机科学陈建忠李文中司春峰陆桑璐陈道蓄暇┐笱Ъ扑慊导扑慊砑录际豕抑氐闶笛槭南京引言摘要在开放、动态的网络环境中网络构件致力于如何有效地整合和共享多样化资源。近年来流媒体应用在—先涨髁餍校纱舜戳俗试垂蚕砗徒谠即硐牡纫幌盗刑粽叫缘奈侍狻Ｓτ貌阕椴ケ蝗衔J墙饩龃蠊婺流媒体应用网络拥塞的一种有效技术。然而流媒体交互操作会引起组播树的频繁重构从而降低系统性能。提出了一种支持可交互操作的应用层组播树构建协议梢越档陀没煊ρ邮和改善系统的扩展性。通过仿真实验验证了协议的有效性。关键词可交互流媒体组播应用层组播组播是上支持流媒体传输的有效途径诸如文献瑉都提供了基于组播的流媒体解决方案但它们都是在假设流媒体服务请求相对同步和稳定的前提下最大可能地降低服务器端带宽占用、网络资源利用率以及请求响应时延。网络带宽的可使用量和个人计算机处理性能的持续提高普通客户的流媒体服务需求已不再局限于被动地接受服务器提供的数据流类似于直播和的方式各种换ゲ僮如暂停、快进、跳转、后退等流媒体运用应运而生。用户僮鞯囊旃剐操作类型不同鸵觳叫用户在不同的时间段内提出的两个同类型操作狗衿鞫允流的调度和维护变得异常复杂很多实际系统都采用单播的方式提供服务。服务器端的带宽消耗随着接入用户的数量呈线性增长很容易成为系统性能瓶颈。当用户数量剧增时流数据消耗的带宽急剧增长网络拥塞和端到端时延会急剧恶化。为降低服务器和网络负载一个不彻底的解决方案就是分散服务通过多个副本服务器或是一系列存放了部分源服务器文件副本的代理来提供服务这并没有降低全局的网络资源使用量。而且其中任意一个副本服务器或是代理仍有可能成为系统瓶颈。所以基于单播的系统缺乏可扩展性只能部署于小型网络。目前组播策略的利用有效地降低了服务器和网络负载。针对流媒体应用一些研究采用客户端缓存技术或应急通道技术与基本组播技术的结合提出了支持交互操作的算法。文献采用客户端缓存技术试图在不增加服务器带宽消耗的条件下支持交互功能。文献在系统中引入了应急通道技术。前者受限于缓存的尺寸一般只能支持小范围的跳转等操作后者因为是在服务器端开辟临时传输通道则会减少服务器可用带宽降低系统整体性能。基本组播技术包括组播卫陀τ貌阕椴ァ组播应该是降低服务器和网络负载的最有效手段但其部署仍受．甀瑆甌琒到稿日期：——本文受国家高技术研究发展计划钅．抑氐慊⊙芯糠⒄辜苹项目易匀豢蒲Щ．．．手陈建忠硕士研究生研究方向为并行处理和分布式计算：；李文中讲师．研究方向为并行处理和分布式计算司春蜂硕士研究生．研究方向为并行处理和分布式计算；陆桑璐教授．博士生导师。研究方向为并行处理和分布式计算；陈道蓄教授博士生导师研究方向为并行处理和分布式计算。·。．．琲琁万方数据我们提出了一种可交互的应用层组播树构建协议——喙毓ぷ山换ビτ貌阕椴バ到很大的限制“１疚牟捎昧擞τ貌阕椴サ慕饩龇桨浮Ｓ用层组播是基于蚣艿模钟械难芯看蠖颊攵越诘愕亩态性构建有效的路由算法从而提高系统的可扩展性和网络资源利用率。但这些研究都没有将可交互作为主要目标由这些协议构建的流媒体服务大都只能提供非交互的流媒体直播服务。针对客户的交互操作给应用层组播树构建带来的影响且桓鍪视糜支持可交互流媒体服务的应用层组播树构建协议包括节点加入、拓扑的维护、节点退出及拓扑的修复等部分。的核心思想在于：利用节点的缓存满足部分交互操作请求又能作为资源为其他节点服务；用树优先的方法构建组播树在构建过程中将节点缓存的内容、节点的空余带宽资源以及节点间的距离作为父节点选择的依据；采用祖先和一些子孙之间建立临时连接的机制加快节点的加入过程减少用户交互操作以后的响应延迟。第诮樯芰擞泄毓菇ㄗ椴ナ骱徒换ナ搅髅教宸矫娴南关工作第诟隽丝山换チ髅教宸竦南晗该枋觯幼鸥出了基于的流媒体系统的简单框架最后针对做了一些相关的性能模拟。作为组播技术的一种替代技术