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P2P 流媒体系统的若干关键属性的优化 方案

P2P 流媒体系统的若干关键属性的优化 方案. 李振华 指导教师：陈贵海 教授 南京大学计算机科学与技术系. 提纲. P2P 流媒体系统. P2P 研究的重要子领域 典型系统 Skype UUCall PPLive PPStream 新浪 UUSee …… 激烈竞争. 研究意义. 2008 年 1 月 17 日中国互联网发展状况统计报告 中国内地网民观看网络视频的几种主要方式中，通过 P2P 流媒体下载软件的比率达到 29.91% ，接近三分之一！ 学术界 SIGCOMM’07 ：微软研究院（华人 1 、 2 作）

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P2P 流媒体系统的若干关键属性的优化 方案

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Presentation Transcript

  1. P2P流媒体系统的若干关键属性的优化方案 李振华 指导教师：陈贵海 教授 南京大学计算机科学与技术系

  2. 提纲

  3. P2P流媒体系统 • P2P研究的重要子领域 • 典型系统 Skype UUCall PPLive PPStream 新浪UUSee …… • 激烈竞争

  4. 研究意义 • 2008年1月17日中国互联网发展状况统计报告 中国内地网民观看网络视频的几种主要方式中，通过P2P流媒体下载软件的比率达到29.91%，接近三分之一！ • 学术界 SIGCOMM’07：微软研究院（华人1、2作） SIGCOMM’08：PPLive公司+香港中文大学（华人all） Rank1：INFOCOM、ICNP、ICDCS、…… Rank2：IPDPS、ICPP、 NOSSDAV、……

  5. 概念 • 功能分类： 实时播放（Live Streaming） 点播（VoD，Video on Demand） • 工作方式分类： 树状多播网状多播（基于Gossip协议）

  6. 比较 • 网状多播已成为P2P流媒体的主流

  7. P2P流媒体系统的属性

  8. 关键属性 • 选取依据 1、直接影响用户体验，2、或对系统性能至关重要， 3、可优化空间大，4、优化涉及到的人为因素少 • 关键属性 播放连续度、启动时延、源切换时延、系统容错性、可扩展性。

  9. 本文的工作

  10. 优化方案1：具有高播放连续度的P2P流媒体系统的设计优化方案1：具有高播放连续度的P2P流媒体系统的设计

  11. 背景与动机 • Gossip多播的固有缺陷：随机性、不确定性 • 前人工作多从优化数据调度算法着手 • 光优化数据调度算法是不够的！

  12. 我们的工作

  13. ContinuStreaming系统架构

  14. 数据预取：紧迫界限机制 • 动态预测 • 自适应调整

  15. 性能评价 • 播放连续度从80%左右提升到95%左右（左图），额外开销低于4%（右图）。

  16. 优化方案2：流媒体发布源的快速切换

  17. 背景 • 多个媒体发布源，串行工作

  18. 动机 • 同样的带宽，不同的源切换算法，源切换时间不同

  19. 我们的工作

  20. 过程建模 优化目标：最小化T2

  21. 快速源切换算法 优化目标：最小化T2

  22. 快速源切换算法 • 相比传统源切换算法，源切换时间减少20-30%，额外开销没有增加

  23. 优化方案3：底层覆盖网的拓扑优化

  24. 1 5 2 C 1 5 6 C 2 3 C 6 C 3 4 7 4 7 >TTL >TTL D 背景与动机 • 底层覆盖网对P2P流媒体系统的至关重要性：只要覆盖网分割，流媒体系统就陷于中断 • 底层覆盖网拓扑关键点的存在：割点  分点

  25. 我们的工作

  26. 1 2 5 C 6 C 3 7 4 ≤TTL ≤TTL 3 3 1 1 2 4 4 2 ＞TTL ≤TTL 分点定义 • 定位可达分点

  27. Msg_Init Msg_Response 4 1 Msg_Probe 4 5 1 C 5 2 6 1 Msg_Probe 4 4 5 C 1 C 1 1 2 6 3 7 5 5 3 C 7 1 5 C C 3 7 2 6 2 6 3 C 7 C 3 7 3 7 1 Msg_Arrival 4 5 C 1 5 C 3 7 C Yes! 2 6 1,3 5,7 C 3 7 分点检测 （0）网络初始状态 （1）启动检测 （2a）探测可达性I （2b）探测可达性II （3）收集可达关系 （4）划分子集、判定分点

  28. 性能评价

  29. 总结(1) • Book:Guihai Chenand Zhenhua Li. Peer-to-Peer Network: Structure, Application and Design (《对等网络：结构、应用与设计》). Tsinghua University Press, Sep. 2007. About 400K characters in Chinese. • Journal Paper: • Huan Chen, Guihai Chen, Zhenhua Li and Xiaomei Cao. A Market Model based Reputation management Mechanism for Peer-to-Peer Networks. Accepted by Journal of Chinese Computer Systems (《小型微型计算机系统》) 2008, in Chinese with English abstract. • Ruifeng Yuan, Zhenhua Li and Guihai Chen. Enhancing Overlay's Performance with Virtual Node Switch Mechanism. Accepted by  Computer Science (《计算机科学》) 2008, in Chinese with English abstract. • Zhenhua Li, Guihai Chen and Tongqing Qiu. Partition Node: the Topologically Critical Nodes of Unstructured P2P Network. Accepted by Chinese Journal of Software (《软件学报》) 2007, in Chinese with English abstract.

  30. 总结(2) • Conference Paper: • Zhenhua Li, Jiannong Cao, Guihai Chen and Yan Liu. Fast Source Switching for Gossip-based Peer-to-Peer Streaming. The 37th International Conference on Parallel Processing (ICPP 2008), September 8-12, 2008 in Portland Oregon, USA. • Zhenhua Li, Jiannong Cao and Guihai Chen. ContinuStreaming: Achieving High Playback Continuity of Gossip-based Peer-to-Peer Streaming. The 22nd IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS 2008), April 14-18, 2008 in Miami Florida, USA. • Zhenhua Li and Guihai Chen. Detecting and Reducing Partition Nodes in Limited-routing-hop Overlay Networks. The 6th International Conference on Grid and Cooperative Computing (GCC 2007), pages 19-25, August 16-18, 2007 in Urumchi, Xinjiang, China. • Junfeng Xie, Zhenhua Li and Guihai Chen. A Semantic Overlay Network for Unstructured Peer-to-Peer Protocols. The 13th International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS 2007), pages 1-8, December 5-7, 2007 in Hsinchu, Taiwan. • Zhiyu Liu, Ruifeng Yuan, Zhenhua Li, Hongxing Li and Guihai Chen. Survive under High Churn in Structured P2P Systems: Evaluation and Strategy. Lecture Notes in Computer Science (Proceedings of ICCS 2006), Volume 3994, pages 404-411, May 28-31, 2006 in Reading, UK.

  31. 展望 • 展望 1、实时系统的研究趋于成熟，P2P点播系统的研究非常有价值：SIGCOMM’07/08的两篇论文都是关于P2P点播系统 2、P2P流媒体系统的多个属性间关系的研究 3、P2P流媒体领域的研究空间仍然很大，并非某些学者认为的“大势已去”、“穷途末路”。

  32. 谢谢！感谢各位参与答辩的老师和同学！

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