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流媒体(Streaming Media)技术是一种实时的连续时基媒体,媒体的分发不需要等待整个媒体文件下载结束就可以播放,极大节约了时间和播放硬件成本。广泛应用于多媒体视频点播,电子商务,实时监控,网络教学等领域。 当前的流媒体分发方式以内容分发网络(CDN)和对等网络(P2P)为主。但是随着流媒体技术的发展以及网络带宽的限制,上述两种方式已经不能完全满足流媒体分发的需求。尤其是在大规模、高码率的流媒体的分发以及大量用户对热点资源的突发访问的情况下,服务器性能和网络带宽成为限制提升流媒体服务质量的主要瓶颈。如何有效利用当前网络,在不明显增加软硬件成本的情况下,提高流媒体的服务质量和传输效率,是当前流媒体技术所要解决的主要问题。 本文从流媒体分发的相关基础概念入手,分析了流媒体的特点和当前主要的分发手段,并对其优势和各自的缺陷进行了对比,指出了当前流媒体分发方式的局限和不足,着重对CDN和P2P两种技术的互补性优势进行了介绍说明。在此基础上,本文分别从流量模型和Fluid模型的角度,提出了基于CDN和P2P的多级混合流媒体分发模型(MHSDM)。主要创新成果如下: (1)从节点数量与系统流量之间关系的角度,提出了基于流量控制的混合流媒体分发模型。 由于 P2P系统中节点的动态特性,使得节点及流量的变化难以准确描述。本文提出的流媒体混合分发模型及其算法,可以从两者之间关系的角度对其加以分析,并对其进行了仿真验证。结果表明,与纯CDN和纯P2P相比,混合模型优化了系统的切换时间,有效减少了系统流量,增强了系统的健壮性和扩展性。 (2)以节点数量与网络带宽的关系为基础,提出基于 Fluid模型的混合流媒体分发模型。 在流媒体内容分发过程中,系统性能除受服务器限制外,还受到网络上传和下载带宽的限制。本文提出的基于Fluid的分发模型,可以有效描述用户节点与网络带宽的关系。在此模型下,本文对混合系统的系统性能和流媒体分发的时间开销进行了分析和仿真验证。通过对比发现,实验结果能够很好地符合理论分析。与纯P2P和纯CDN相比,混合模型能够有效减少边缘服务器的负载压力和分发时间,加快内容的分发速度。