HTT技术的总体设计

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3.0 李佳 2024-09-23 4 4 8.03MB 31 页 150积分

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第三章 HTT 技术的总体设计

P2P 平台是 P2P 流媒体传输的基础，设计一个好的 P2P 拓扑结构对于 P2P 流媒体系统性

能有着重要影响。通过前面章节的介绍我们知道，目前对 P2P 流媒体系统结构的研究已经开

展比较广泛，并且这些结构都具有维护开销小、可扩展性好等优点，但同时也存在着一些问

题，如基本上所有算法对节点间存在的异构性均考虑不足，也就是说无论节点的网络访问带

宽、处理器主频、内存容量、网络在线滞留时间等情况怎样，其在系统中的地位是同等的，这

与真实系统中节点存在异构性相违背。

为此我们提出了一种异构网络环境中的 P2P 流媒体传输技术 HTT(Heterogeneity-aware

Transmission Technology )，以适应 P2P 环境下高动态性、高异构性的特点，并根据节点异构

性特点以及物理拓扑结构优化网络结构，为高质量流媒体服务提供保证。

3.1 HTT 技术综述

考虑到 P2P 流媒体系统固有的高动态性和高异构性，HTT 技术满足以下几个要求：①构

建的传输树矮而宽：构造出来的传输树层数尽量小，可以减小从最底层叶子节点到源节点之

间的延迟，减少传输层数，降低父节点离开对后继节点的影响；同时为了负载平衡，传输树

应该尽量宽，每个节点都能最大限度使用其上载带宽为系统服务；②节点加入和离开损耗小：

节点的加入和离开处理简单快捷，使有需要的节点能尽快得到服务，并减少节点的离开对其

后继节点的影响；③可扩展性强：覆盖树算法可以扩展应用到大规模系统的情况中去，并在

节点加入、离开频率较高的情况下也能很好适应；④高效的传输：设计的拓扑结构具有较高

的传输效率，结构能够很好的适应网络环境的异构性，并在一定程度上与实际网络拓扑保持

一致。举例来说，如果我们希望连接分别位于北京、天津和上海的三个节点，“津一京一

沪”的连接方式显然要比“津一沪一京”的传输效率高。

同时，我们还要需要注意到P2P 流媒体系统与 P2P 文件共享系统所存在的不同。在 P2P

文件共享系统中，节点获取全部档案数据后可以成为新的源数据提供点，与源服务器地位平

等，其它节点可以单独从该节点获取所有档案数据；而在流媒体系统中，节点只能对正在播

放的流媒体数据进行缓存和分发，节点本身并不能提供流媒体服务，因此不能脱离源服务器

单独为其它节点服务。这决定了 P2P 流媒体拓扑结构的基本特点，即所有节点都将处于以流

媒体服务器为根结点的树或图中。

HTT 技术主要包含以下几方面：

(1)基于层次簇的系统管理结构和传输结构。通过对各种模型的分析，P2P 流媒体技术可

以抽象成两个层面：管理层面和传输层面。管理层面负责动态维护节点与其它节点的关系，

节点间通过管理层面互相交换控制信息；传输层面负责流媒体数据的接受和发送，节点通过

传输层面和其它节点交换媒体数据。HTT 采用了层次簇管理结构，并在此基础上建立传输结

构，使得系统的维护管理具有分布性和自治性特点，节点的维护负载较轻，并且节点的退出

只影响局部节点，对整体影响较小，使得支撑大规模节点同时在线成为可能。

(2)针对节点异构信息优化数据传输。节点的异构性体现在很多方面，我们主要考虑其中

对网络传输影响最大的上传下载带宽、网络延迟、稳定在线时间等参数，通过分析节点异构

信息优化传输结构。同时通过收集邻节点信息及对流数据封包进行分析，判断出系统中存在

的不合理连接，优化后使各节点间的拓扑连接更符合实际网络情况，提高网络传输效率。

本章将主要介绍 HTT 的结构及其维护算法，传输优化算法将在第四章中详细介绍。

3.2 HTT 中的管理结构

P2P 系统固有的高动态性对流媒体服务是很大的挑战。当P2P 系统中某节点正常或非正

常下线后，其后继节点需要寻找新的数据来源，在文件下载应用中，这会从下载速度的波动

中体现出来，然而在流媒体服务中，由于流媒体回放率及缓冲机制的限制，当节点失去数据

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摘要：

第三章HTT技术的总体设计P2P平台是P2P流媒体传输的基础，设计一个好的P2P拓扑结构对于P2P流媒体系统性能有着重要影响。通过前面章节的介绍我们知道，目前对P2P流媒体系统结构的研究已经开展比较广泛，并且这些结构都具有维护开销小、可扩展性好等优点，但同时也存在着一些问题，如基本上所有算法对节点间存在的异构性均考虑不足，也就是说无论节点的网络访问带宽、处理器主频、内存容量、网络在线滞留时间等情况怎样，其在系统中的地位是同等的，这与真实系统中节点存在异构性相违背。为此我们提出了一种异构网络环境中的P2P流媒体传输技术HTT(Heterogeneity-awareTransmissionTech...

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