P2P流媒体点播服务中关键技术的研究

本课题将针对P2P流媒体点播服务中内容有效分发、服务质量保证方面的问题，通过设计一种基于合作关系的节点组织策略，为P2P流媒体点播服务中内容的有效分发路径构建一种层次环状的覆盖网拓扑结构；综合遗传算法与蚁群算法的思想，设计了一种基于个体逐渐最优的事件驱动数据调度机制，实现了数据提供节点的优化搜索和基于节点服务声誉的带宽分配与内容分发，降低了点播服务时对源内容服务器的开销；受到考马歇尔的价格理论的启发，设计了一种基于不连续缓存空间、数据紧迫度与贡献度结合的缓存管理与数据替换机制，实现了节点之间数据共享的高效性，提高了节点缓存的数据命中率和可用性；运用考普拉苏拉曼服务质量差距理论的思想，研究了一种具有服务质量感知的节点激励机制，在一定程度上抑制了节点"搭便车"行为，提高了流媒体播放的质量与系统的整体服务能力。因此，本课题的研究将会为今后研发P2P流媒体点播系统提供可以借鉴的理论与技术支撑。

对等网络流媒体点播服务中高效内容分发、服务质量保证问题对于大规模流媒体视频点播系统的实现和应用非常重要。本项目对内容分发技术、服务质量保证机制展开了深入研究，主要研究成果如下：（1）覆盖网构建方面，提出基于分布式块存储的斐波那契环状覆盖网，进一步降低了构造覆盖网的控制开销、提高了流媒体播放质量、降低了节点拖动后产生的延迟。此外，针对结构化对等网络覆盖网的构建，主要提出了OneKad对等网络协议和对Kademlia协议进行了改进，有效的减少了控制开销，提高了路由效率。（2）数据调度方面，提出基于遗传算法的数据调度机制，进而发现原有提出的遗传算法中会出现早熟以及过快收敛的情况，因此，进一步提出基于自适应遗传算法的数据调度机制。结合事件驱动的思想，考虑点播服务的高度动态性，提出事件驱动高优先级优先的数据调度方案。这些数据调度方案有效的提高了流媒体播放质量。（3）缓存管理方面，提出基于经济学模型中供需平衡理论的分布式缓存替换策略，主要考虑视频块的供需平衡。从整个系统的角度考虑，重点考虑带宽可用性，结合影片的供需关系，提出基于带宽可用性的复制算法。综合考虑影片级复制、视频块级复制，提出两阶段复制策略。这些复制策略优化了视频数据在Peer节点端的分布，提高了Peer节点之间的共享，降低了服务器负载，提高了流媒体播放质量。（4）服务质量保证方面，针对“搭便车”问题，提出基于信誉管理的分布式信任模型，该模型能够有效抑制“搭便车”的节点，从而提高流媒体点播服务质量。