随着计算机技术、互联网技术和多媒体技术的不断进步和发展,以视频流媒体传输为基础的网络服务得到广泛的应用。这种网络服务主要包括VOD、视频直播、IPTV以及各种增值业务等,其特点为:媒体数据量大、实时性高、对存储和网络设备以及服务器的带宽资源要求高。针对这种新型网络服务的需要,产生了基于P2P的媒体分发网络(Media Delivery Network based on P2P,简称P2P-MDN),这种网络架构有效融合了内容分发网络(Content Delivery Network,简称CDN)和对等网络(Peer to Peer,简称P2P)两种网络的优势。目前对这种网络的研究多集中在提高系统性能的具体方法上,如节点选择算法、副本放置策略、内容路由机制等,缺少对整个系统有效性的分析和性能的评估。本文首先介绍了P2P-MDN)的总体架构以及关键技术,然后通过对P2P-MDN建模研究了该网络的承载量和有效性,同时分析了该网络的主要性能和参数配置之间的关系,这对构建和优化该网络有很好的指导作用。本文的主要工作包括如下两个方面:1.系统承载量的分析:研究系统在固定的参数配置和策略部署下,系统能够承载的最大吞吐量。为此,本文首先建立了基于线性规划的P2P-MDN模型,在该模型中综合考虑了PN节点容量、PN节点之间带宽、磁盘I/O带宽等系统限制因素,是一种很好的P2P-MDN性能评估模型,然后在该P2P-MDN模型上,通过数据实例的方法,分析了系统采用不同参数和策略配置时对系统吞吐量的影响,找到了它们之间的关系。在这里主要分析了PN存储容量对本地命中率的影响,以及PN存储容量、PN间带宽和不同存储策略分别对系统吞吐量的影响。分析结论表明系统的主要配置参数,如PN节点容量、PN节点之间带宽、磁盘I/O带宽在不同的组合配置下,都有可能成为系统的主要制约因素,成为系统性能提升的瓶颈。因此应该合理组合系统参数,使系统在有限的资源和成本前提下,最大限度的提高系统资源利用率。2.系统有效性的分析:为了分析P2P-MDN架构的有效性,本文建立了基于M/M/1排队的P2P-MDN模型,通过该模型可以求解出用户请求的平均响应时间,这对估计系统性能有很好的指导作用。在基于排队的P2P-MDN模型上,以用户的平均响应时间为系统的性能指标,分析了该网络在引入P2P技术后对系统性能产生的影响,结果表明在传统的CDN级引入P2P技术并不一定就能减少用户响应时间,只有在满足一定条件情况下,引入P2P技术才能够减少用户请求延时,提高用户体验。同时也分析了本地文件命中率对系统性能的影响,以及在系统整个服务能力一定的情况下,系统参数的最优部署情况,并给出了一个最优的参数配置,在该配置下能够使得用户请求的平均响应时间最小。