云环境下的 P2P 视频点播技术研究

摘要
视频点播VoD是近几年研究的比较热门的话题，它所提供的交互式的服务在很大程度上改变了人们在传统的信息服务的被动模式，并且视频点播具有内容丰富，操作简单，获取便捷等一些特征从而的到越来越多人的青睐，从而成为当前多媒体内同传播的主流方式。但是日益增长的用户和海量的多媒体数据给大规模的VoD服务系统带来很大的挑战。随着用户的不断增加，视频服务器提供商在服务器上的投入也越来越多，所以怎样以低成本向用户提供稳定持续的服务是当前研究的流行问题。本文分析了现在比较流行的技术-云计算，云计算能将大规模的计算资源和可靠的服务提供给用户，而当前的云服务具有高可靠性和高存储能力以及处理能力，而视频点播点播系统中由于节点的时间局部性以及其他网络的应用导致用户相互共享的机制已经不能满足用户对视频点播的需求。所以本文结合云计算和 P2P 的架构提出一种融合二者的混合架构，利用云服务的优点协助 P2P 点播服务。对混合架构的构成进行了详细的讲解，并且分析了混合架构中的对视频并行处理和容错机制。针对混合架构中用户如何进行云服务器的选择进行了深入的分析。在混合机制中，由于视频点播的特点，通常情况下一个云服务中的热点文件总和满足不了用户访问的热点文件。所以这时候需要有这些热点文件的几个云服务器同时为用户提供视视频段。如何进行云服务器的选择就成为一个问题，本文分析了当前的服务器选择方式，在这个基础上加上 P2P 模式中的用户的上载能力和服务器的内存进行建模，然后通过模拟的实验验证了提出的方法的有效性。最后对这种混合模式的下一步工作进行了总结，并对下一步工作作出了明确的目标。
关键词：P2P 模式，云计算，视频点播系统，架构
目录
1 引言  ..................................................  1
1.1 课题研究背景  ..............................................  1
1.2 本文研究工作的意义和研究内容  ..............................  3
1.3 论文章节安排  ..............................................  3
2 流媒体技术与 P2P 点播相关技术介绍  ......................  6
2.1 P2P 结构和 C/S 结构  .........................................  6
2.2 对等视频点播概述  ..........................................  7
2.3 现有的 P2PVoD 系统模型  ....................................  10
2.3.1 结构化的对等点播系统模型  ...................................  10
2.3.2 非结构化的 P2P 点播系统模型  .................................  12
2.3.3 混合结构的 P2P 视频点播系统模型 .............................  14
2.4 P2P 网络测量和用户行为分析  ................................  16
2.5 本章小结  .................................................  17
3 解决现有的 P2P 模式缺点的方法-云服务  ..................  18
3.1 云计算的基本原理  .........................................  19
3.2 几种云计算应用实例  .......................................  20
3.2.1 Google 云计算平台  ...........................................  20
3.2.2 Amazon 云计算平台  ...........................................  22
3.2.3 我国的云计算发展  ...........................................  22
3.3 云计算应用和分类  .........................................  23
3.4 云计算的特点  .............................................  24
3.5 云计算的发展与挑战  .......................................  25
3.6 本章小结  .................................................  26
4 P2P 网络和云服务结合的流媒体视频点播架构  ..............  27
4.1 P2P 与云服务结合的模式分析  ................................  28
4.1.1 在云服务中的 P2P 模型  ........................................  29
4.1.2 云服务在 P2P 中存在的模型  ...................................  30
4.2 P2P 与云服务传递网络视频点播架构模型构建  ..................  31
4.3 基于 P2P 的MapReduce容错机制  ..............................  32
4.4 CSDN-P2P 中的对视频的分布式并行处理  .......................  33
4.5 本章小结  .................................................  35
5 CSDN-P2P 混合网络中的动态选择云服务器的研究  ...........  36
5.1 服务器的选择问题  ..........................................  36
5.1.1 服务器选择模型  .............................................  36
5.1.2 新的服务器选择模型  ..........................................  37
5.2 性能分析  .................................................  42
5.3 本章小结  .................................................  44
6 总结与展望  ...........................................  45
6.1 论文总结  ..................................................  45
6.2 下一步的工作展望  .........................................  45
参考文献  ...............................................  47
致谢  ...................................................  50