基于网络编码的P2P点播算法设计与仿真

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使用网络编码传输数据能够增加网络容量,Liu等人证明有网络编码的P2P点播系统如UUSee能够实际部署在商业环境中。他的研究表明使用网络编码的P2P点播系统表现良好,但是对于基于网络编码的P2P点播系统而言,不同的调度算法会有不同的性能表现。有网络编码的点播系统会采用推拉模式结合的数据调度算法,没有网络编码的会采用拉模式。哪种方式的性能更好,为了公平对比,必须是其他条件尽可能相同,仅仅是调度算法不同。目前来说,没有人进行大规模仿真对比。本文首先分析总结了当前典型的点播系统算法,并设计了无网络编码典型的P2P点播系统,然后结合网络编码的特性,设计了与典型点播算法不同的数据调度算法。根据这些系统设计,结合数据包级别的仿真平台PDNS的特点,在该平台上实现了有无网络编码的点播系统,特别是在PDNS中加入了网络编码的编解码延时,能够真实的反映由于编解码延时对点播系统性能的影响。用商业公司提供的用户行为为有无网络编码的两个系统进行仿真,使仿真结果更加可信。在网络参数、用户行为和除开调度算法的点播算法尽可能保持一致的情况下,在不同节点规模下跑仿真程序,得到不同规模下的点播系统性能指标。仿真结果表明,有网络编码的点播系统相比无网络编码的点播系统,控制消息消耗明显减少,带宽利用率提高,节点之间共享数据能力提高,计算能力差的节点平均播放连续度要比无网络编码要差,平均启动时间要长,但是计算能力强的节点平均播放连续度保持一致,平均启动时间要短。出人意料的是有网络编码的点播系统的服务器压力要大,网络编码的编解码延时增加了向服务器紧急请求的数据量。
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