[发明专利]基于代价优化的P2P流媒体覆盖网拓扑构造调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及P2P流媒体技术领域，尤其涉及一种覆盖网拓扑构造调整方法。

背景技术

将P2P(peer-to-peer，又称对等网络)技术与流媒体应用相结合是当前学术界和工业界研究的热点之一。P2P流媒体技术由覆盖网拓扑构造和数据调度两个部分组成，覆盖网拓扑构造是指如何寻找邻居节点，从而使一个应用层网络被组织起来；而数据调度是指在已经构建好的覆盖网之上再进行流媒体传输。因此覆盖网拓扑构造是数据调度的基础。目前，P2P流媒体技术中的覆盖网拓扑主要以树状和网状为主。文献[1]分析比较了网状拓扑和多树拓扑两种结构，指出在网络稳定状态下网状拓扑能够更加有效地利用网络带宽，而在网络扰动的情况下，网状拓扑鲁棒性更好。基于网(mesh)的覆盖网拓扑由于具有良好的可扩展性、对节点动态性的自适应性以及鲁棒性，成为当前p2p流媒体内容分发领域采用的主流拓扑模式。

目前，基于mesh的覆盖网络主要采取随机节点选择的方式，参与流分发会话的节点通过集中或分布式方式随机获取已在线的资源节点建立连接，获取数据。这种随机节点选择的方式，由于没有考虑节点自身属性，如节点的物理拓扑信息，节点的可用带宽、节点已在线时间以及节点间链路延迟等，使得基于mesh拓扑结构的P2P流媒体系统具有很高的跨域流量，数据分发的延迟较大；同时，选择频繁离线的节点作为服务节点，增强了覆盖网拓扑的抖动，降低了流分发服务的连续性。因此，优化mesh覆盖网拓扑成为提升基于mesh的P2P流媒体内容分发技术的关键。

针对mesh覆盖网拓扑优化，Tara[2]等人提出Outreach分布式覆盖拓扑构造算法，新加入节点通过评估系统中已有节点的上行带宽和下行带宽差，从中选出带宽差最大的节点作为服务节点，建立连接。这种方法以实现最大化节点上行带宽利用率、最小化源服务器平均带宽消耗为目标。Dongni[3]等人提出Fast-mesh快速覆盖网拓扑构建方法，通过计算节点可用带宽与节点间链路延迟的比值，采用贪婪方法依次选出比值大的节点作为新加入节点的服务节点的方法构建延迟最小的覆盖网拓扑。上述拓扑优化的方法均只考虑了提升应用层系统的性能，而没有考虑应用层系统对底层物理网络造成的流量代价，这种流量代价会随着系统规模的增大而不断增加。同时，单纯的以带宽和延迟为选择依据的覆盖拓扑构造方法，由于没有考虑节点的生存时间，选择的节点可能具有很强的动态性，导致应用层系统的不稳定，严重损害了视频流分发的连续性，进而降低了流分发的服务质量。

文献1：Magharei，N.，R.Rejaie，et al..Mesh or Multiple-Tree：A Comparative Studyof Live P2P Streaming Approaches.The 26th IEEE International Conference on ComputerCommunications(INFOCOM 2007).

文献2：Tara，S.，L.Baochun，et al..Outreach：peer-to-peer topology constructiontowards minimized server bandwidth costs.IEEE Journal on Selected Areas inCommunications，25(1)：35-45.

文献3：Dongni Ren，Y.T.H.Li，et al..0n Reducing Mesh Delay for Peer-to-PeerLive Streaming.The 27th IEEE International Conference on Computer Communications(INFOCOM 2008).Phoenix，AZ.

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提出一种P2P流媒体覆盖网拓扑构造调整方法，该方法充分利用节点的拓扑信息及节点生存时间的统计信息，通过计算节点间链路的权值和备选节点的能力值，贪婪的从备选的节点中选出能力高的节点作为服务节点。同时，通过周期性将带宽高且生存时间长的节点不断调整靠近视频源的自适应拓扑调整方法，网络中的节点可以渐进的学习网络的状况，不断优化系统性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于代价优化的P2P流媒体覆盖网拓扑构造调整方法，P2P流媒体网络中包括有有索引服务器和视频源服务器，基于代价优化实现覆盖网拓扑构造，构造后提供邻居节点动态自适应调整，

所述覆盖网拓扑构造，实现时采用的步骤S1包括以下子步骤，