本文關(guān)鍵詞：面向視頻應(yīng)用的BitTorrent協(xié)議研究及優(yōu)化

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【摘要】：BitTorrent協(xié)議是一種基于P2P (Peer to Peer)的文件共享協(xié)議,具有“用戶越多,下載速度越快”的特點(diǎn),尤其是針對大文件的下載,更能體現(xiàn)出系統(tǒng)的優(yōu)越性。視頻媒體流是近年來網(wǎng)絡(luò)用戶占有量最多的一類文件,隨著消費(fèi)者帶寬的進(jìn)一步增加,越來越多的人希望得到像視頻點(diǎn)播這樣的多媒體應(yīng)用。傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)在當(dāng)用戶數(shù)目急劇增加時,容易產(chǎn)生服務(wù)器過載現(xiàn)象,使用服務(wù)器集群或分布式系統(tǒng)成本增大。BitTorrent能夠較好的降低服務(wù)器負(fù)擔(dān),提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性和健壯性。但是BitTorrent針對普通大文件的共享設(shè)計(jì),對文件的片段選擇是無序進(jìn)行的,不能有效的支持視頻大文件的點(diǎn)播和直播。本文針對視頻大文件的點(diǎn)播需求,對片段選擇算法進(jìn)行優(yōu)化,設(shè)計(jì)相應(yīng)的BitTorrent協(xié)議,在此基礎(chǔ)上開發(fā)實(shí)現(xiàn)了視頻文件的點(diǎn)播和直播原型系統(tǒng)。本文的工作主要包括以下幾方面：首先,分析了BitTorrent的工作原理、架構(gòu)及BitTorrent協(xié)議的編碼格式,了解了系統(tǒng)中文件傳輸?shù)倪^程。在此基礎(chǔ)上研究了BitTorrent的特點(diǎn)：對等發(fā)布、流水作業(yè)、片斷選擇算法和阻塞算法。對BitTorrent網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)學(xué)模型,分析了影響B(tài)itTorrent網(wǎng)絡(luò)性能的要素：網(wǎng)絡(luò)帶寬、片段選擇算法和種子數(shù)。其次,分析流媒體技術(shù)和用戶對視頻文件下載的特殊需求,對比流媒體服務(wù)與BitTorrent大文件分發(fā)系統(tǒng)不同：BitTorrent協(xié)議中的片段選擇算法是針對普通大文件設(shè)計(jì)的,下載時為了追求速度,設(shè)計(jì)為無序下載,而視頻文件的直播和點(diǎn)播需要快速有序的下載支持。因此,本文從流媒體技術(shù)角度,對BitTorrent協(xié)議提出修改的思路和方案。再次,針對BitTorrent的片段選擇算法,提出了優(yōu)化方案：一方面,加入測速算法,計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)中下載速度最快的節(jié)點(diǎn)群；另一方面,修改片段選擇算法,改變原算法的無序斷點(diǎn)下載,采用一個新的窗口變量實(shí)現(xiàn)有序下載。建立新舊算法的數(shù)據(jù)模型,對算法和協(xié)議進(jìn)行分析,新方案可以更好的實(shí)現(xiàn)對視頻文件的點(diǎn)播和直播。最后,搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境,開發(fā)相應(yīng)的原型系統(tǒng),對算法和協(xié)議的實(shí)際效果測試和驗(yàn)證,對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析,結(jié)果表明,新算法能夠降低視頻文件點(diǎn)播時延,有效提高片段到達(dá)率,同時減少了播放時的斷點(diǎn)現(xiàn)象,更加適用于視頻點(diǎn)播和直播。
【關(guān)鍵詞】：BitTorrent協(xié)議 P2P技術(shù) 片段選擇算法 視頻流
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.04
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究的意義16-17
• 1.4 本人主要工作17
• 1.5 本文組織結(jié)構(gòu)17-20
• 第二章 BitTorrent協(xié)議分析20-36
• 2.1 Python語言簡介20-21
• 2.2 BitTorrent協(xié)議分析21-36
• 2.2.1 BitTorrent的工作原理21-22
• 2.2.2 BitTorrent的架構(gòu)22-24
• 2.2.3 BitTorrent中的B編碼24-27
• 2.2.4 下載節(jié)點(diǎn)Peer的通信27-30
• 2.2.5 BitTorrent協(xié)議的技術(shù)特點(diǎn)30-33
• 2.2.6 BitTorrent的數(shù)學(xué)模型33-36
• 第三章 基于視頻應(yīng)用的BitTorrent協(xié)議優(yōu)化36-46
• 3.1 流媒體技術(shù)36
• 3.2 利用BitTorrent實(shí)現(xiàn)視頻直播和點(diǎn)播的弊端及解決方法36-44
• 3.2.1 片段選擇算法37-40
• 3.2.2 算法的同類研究成果40-42
• 3.2.3 算法的優(yōu)化42-43
• 3.2.4 新舊算法分析43-44
• 3.3 系統(tǒng)架構(gòu)44-46
• 第四章 模擬實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析46-54
• 4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境46-47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理方法47-48
• 4.3 實(shí)驗(yàn)過程48-51
• 4.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析51-54
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析51-52
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析52-54
• 第五章 結(jié)論和展望54-56
• 5.1 研究結(jié)論54-55
• 5.2 研究展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 致謝58-59
• 作者簡介59

【相似文獻(xiàn)】

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7 蒯偉杰，，曾憲s

本文編號：732604