基于P2P和CDN的混合流媒体分发模型及分析

第２７卷第６期　２０１０年６月　计算机应用研究　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ　Ｖｏ】．２７　Ｎｏ．６　Ｊｕｎ．２０１０　基于Ｐ２　Ｐ和ＣＤＮ的混合流媒体分发模型及分析水　臧运港，陈光喜　（桂林电子科技大学计算机与控制学院，广西桂林５４１００４）　摘要：在ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ两种主流的流媒体分发技术的基础上，提出了基于系统流量的混合流媒体分发模型，根　据系统中节点数量和媒体流量之间的关系，在ＣＤＮ自治域内实现ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ的混合式服务，并对上述理论进　行了仿真。实验结果表明，与传统的ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ相比，新的混合模型既可以减少主干网络的流量，又能在不降　低流媒体质量的情况下，有效降低ＣＤＮ服务器压力，减少系统的响应时间，提高网络利用率。　关键词：内容分发网络；对等网络；流媒体；混合流媒体分发模型　中图分类号：ＴＰ３９３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—３６９５（２０１０）０６．２２０８—０３　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３６９５．２０１０．０６．０６０　Ｈｙｂｒｉｄ　ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｍｅｄｉａ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐ２Ｐ　ａｎｄ　ＣＤＮ　ＺＡＮＧ　Ｙｕｎ—ｇａｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｇｕａｎｇ—ｘｉ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｔｗｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ　Ｇｕａｎｇｘｉ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＤＮ　ａｎｄ　Ｐ２Ｐ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ａ　ｎｅｗ　ＨＳＤＭ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｅｅｒｓ　ａｎｄ　ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｃａｐａｃ—　ｉｔｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ．ｒｅａｌｉｚｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｈｙｂｒｉｄ　ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ＣＤＮ　ａｎｄ　Ｐ２Ｐ，ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｈｙｂｒｉｄ　ｍｏｄｅｌ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｒｅｄｕｅｅｓ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｏｆ　ｂａｃｋｂｏｎｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ａｎｄ　ａｌｓｏ，ｗｉｔｈ　ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｆ　ＣＤＮ　ｓｅｖｅｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｄｉａ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ，ａｎｄ　ｉｎ—　ｃｒｅａｓｅｓ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＣＤＮ（ｃｏｎｔｅｎｔ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ）；Ｐ２Ｐ（ｐｅｅｒ—ｔｏ—ｐｅｅｒ）；ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｍｅｄｉａ；ｈｙｂｒｉｄ　ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｍｅｄｉａ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ（ＨＳＤＭ）　０引言　随着网络技术的进步，人们对所分发的实时流媒体的质量　和分发速度提出了更高的要求。在实时流媒体分发领域，最为　常用的是ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ两种技术。　ＣＤＮ技术最初用于Ｗｅｂ服务。当用户向Ｗｅｂ服务器发　保证；流媒体分发时需调动较多的种子节点，节点之间的频繁　交互占用了大量带宽；在节点数目太少时，会造成网络传输中　断。目前大量研究分别从文件访问控制机制　ｊ、容错机制和　节点激励机制　角度，对Ｐ２Ｐ进行了改进，但仍不能有效降低　主干网络流量，流媒体分发的启动速度仍然与种子节点的数量　密切相关。　送请求时，利用ＤＮＳ的重定向机制，将其重定向到离用户最近　或负载最低的ＣＤＮ服务器上，以加快响应速度和优化热点内　容分布，达到平衡Ｗｅｂ服务器负载和降低网络带宽消耗的目　的。这一技术同样可以应用于网络流媒体服务。由于流媒体　本身的特点，大量用户对热点文件的重复请求，使得网络中存　目前，国内外对于ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ的混合结构的研究尚处于　起步阶段。文献［６］提出了基于泛洪的紧急消息广播技术，但　是不适于大型的流媒体分发。文献［７］是侧重系统的安全认　证，在非结构化的Ｐ２Ｐ网络中引入访问控制机制，对分发策略　进行了分析，却未涉及系统流量的控制。文献［８］利用ＣＤＮ　在大量冗余数据，ＣＤＮ服务器的处理能力和出口带宽就成为　服务器的去中心化，将ＰＯＰ节点（ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｐｒｏｖｉｄｅｒ）构成一个　Ｐ２Ｐ网络，实现副本放置，但其侧重的是服务器层面的Ｐ２Ｐ实　系统瓶颈；另外，ＣＤＮ服务器部署和维护的高费用，也增加了　服务提供商和客户的成本。当前相关研究主要从副本放置算　法…、内容路由　、负载均衡和重定向机制　等方面对ＣＤＮ　现和负载均衡，自治域内的资源并未充分利用，ＣＤＮ处理能力　和出口带宽仍然是系统瓶颈。鉴于此，本文从系统流量控制的　技术进行了改进，使得系统的服务性能和健壮性得到了提高，　但是仍未能有效解决网络流量消耗和系统瓶颈的问题。　与ＣＤＮ不同，Ｐ２Ｐ内部所有节点的地位均等，节点之间不　需要互联网路由器和网络基础设施的支持，成本低、易于部署；　角度，提出了基于ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ的新的混合流媒体服务模型。　系统由ＣＤＮ服务器及Ｐ２Ｐ网络组成的自治域构成：在用户请　求较少时，采用传统的Ｃ／Ｓ服务模式；而在用户不断增加的情　况下，由ＣＤＮ作为索引服务器，将客户端节点构成一个中心化　的Ｐ２Ｐ网络，这样既能保证流媒体服务的质量，加快Ｐ２Ｐ的启　同时，Ｐ２Ｐ节点在下载文件时还上传给其他请求节点，扩大了　用户组的规模，提高了系统效率。然而，由于没用中心服务器，　动过程，又能将媒体流量控制在自治域范围内，从而有效降低　Ｐ２Ｐ节点之间的内容交换缺乏统一的管理，内容的安全性无法　收稿日期：２００９—１０．１３；修回日期：２００９－１２—０５　目（２００８０７ＬＸＩ１２）　主干网络带宽和服务器部署成本。　基金项目：国家自然科学基金资助项目（１０５０１００９，１０６６１００５）；广西教育厅科研资助项　作者简介：臧运港（１９８３一），男，硕士研究生，主要研究方向为网络流媒体的传输（ｚａｎｇｙｕｎｇａｎｇ＠ｇｍａｉｌ．ＣＯＢ）；陈光喜（１９７１一），男，教授，博士，　主要研究方向为多媒体及数字水印算法．　第６期　臧运港，等：基于Ｐ２Ｐ和ＣＤＮ的混合流媒体分发模型及分析　ＣＤＮ服务。　・２２０９・　１　系统模型　１．１传统ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ服务模式的比较　传统的ＣＤＮ服务模式是将远程的流媒体服务器上的内容　ｂ）ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ混合服务阶段（图２（ｂ））。此时，随着客户　端数量的不断增加，ＣＤＮ服务器及其网络负载不断加大，由于　部分节点已经获得了部分或者全部数据，ＣＤＮ服务器首先监　测支撑节点集的总出口（上传）媒体流是否满足流媒体播放，　如果是，则由支撑节点提供服务；否则由自己对此请求提供服　务。此时ＣＤＮ服务器承担着传统ＣＤＮ服务器和索引服务器　的双重角色，并加快了Ｐ２Ｐ的启动进程。　Ｃ）Ｐ２Ｐ服务阶段（图２（Ｃ））。随着内容分发的进行，支撑　节点集的规模越来越大，最终达到一种平衡状态：自治域中，全　缓存到用户网络边缘的ｃａｃｈｅ服务器上，向自治域内的节点提　供高质量的流媒体服务；而Ｐ２Ｐ模式则是将所有客户端节点　组成一个对等网络，节点之间互通有无，共享所需的数据。　从图１（ａ）中可以看出，传统的ＣＤＮ服务模式使得服务器　与客户端的距离变近，避免了由于网问互联造成的时间延迟，　减少了主干网络的流量，提高了响应速度，但是其Ｃ／Ｓ服务模　部节点流媒体的总和大于ＣＤＮ所应分发的整个文件。这时系　式要面向每一个客户提供会话，网络上存在大量重复数据，系　统流量与ＣＤＮ服务器所面对的客户端节点数有关，因此在节　点数一定（满负载）的情况下，系统的流量曲线呈水平状如图１　（Ｃ），ＣＤＮ服务器的性能和出口带宽成为系统瓶颈。而在Ｐ２Ｐ　模式下，节点之间共享数据，理论上下载速度只受限于下载带　宽和客户端性能，但是流媒体的分发过程需要足够的节点来启　动，种子较少时启动过程缓慢；随着Ｐ２Ｐ网络规模的增大，网　络流量呈指数增加如图１（Ｃ），而且由于节点间所在地域的差　别，导致大量占用了主干网络带宽。　０　１０　２Ｏ　３０　４Ｏ　５０　６Ｏ　（ａ）传统的ＣＤＮ　（ｂ）传统Ｐ２Ｐ模式　服务模式　（ｃ）Ｐ２Ｐ与ｃＤＮ之ｔ间系统流量的比较　图１　ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ系统模型及系统流量比较　通过以上对比，本文提出这样一种模型：在ＣＤＮ的自治区　域内，初始分发阶段由ＣＤＮ向内部节点提供快速的流媒体响　应；后续分发中，将自治区域内的节点组成一个局部的中心化　的Ｐ２Ｐ网络。这样，在充分利用内部网络资源的同时，可以降　低ＣＤＮ服务器的压力，同时有效减少流入到主干网络的带宽。　１．２混合服务模型的建立　本混合流媒体分发模型由流媒体服务器、ＣＤＮ服务器和　客户端节点组成的ＣＤＮ自治域组成。每个流媒体服务器可以　向多个ＣＤＮ服务器发送媒体副本；同样，每一个ＣＤＮ服务器　也可以向多个自治域提供流媒体服务，如图２所示。为了便于　描述，将系统简化，只有一个ＣＤＮ服务器和一个Ｐ２Ｐ网络，所　有节点只请求一个文件，Ｐ２Ｐ节点分为两级，即节点到ＣＤＮ的　最大距离（跳数）为２。　图２混合服务模式向客户提供流媒体服务　整个媒体分发过程可以分为以下三个阶段：　ａ）流媒体初始分发阶段（图２（ａ））。客户端节点群的一　个子集向ＣＤＮ服务器发送流媒体请求。由于此时服务请求数　量较少，ＣＤＮ服务器及其出口带宽足以提供高质量的流媒体　服务，整个服务过程全部由ＣＤＮ服务器提供；然后将当前获得　服务的节点加入到支撑节点集中，这一过程类似于传统的　统可以完全启动Ｐ２Ｐ模式，如果不考虑节点的失效和退出，仅　靠Ｐ２Ｐ网络，足以将流媒体文件的分发过程持续下去。设此　时为切换时问ｔ　，此后，ＣＤＮ主要充当索引服务器使用。　２模型描述　在此系统模型中，假设所有节点均在线，不存在节点失效　或退出，系统瓶颈仅为ＣＤＮ服务器性能及输出带宽，与Ｐ２Ｐ节　点之间网络带宽无关。同时假设每个会话的持续时间为，Ｊ，时　间间隔以１　ｒａｉｎ为单位；Ｓ（ｔ）表示当前系统内流媒体的总流　量；ｓ（ｔ＋１）表示下一刻系统中总流量；　。　为ＣＤＮ服务器所　服务的节点数；Ａ为Ｐ２Ｐ节点每分钟所允许的最大上传流量；ｐ　表示每个支撑节点上传的流量在满流会话中所占的平均比率；　是节点请求产生率；Ｍ（ｔ）为ｔ时刻系统中保持请求的节点　数，则　为分发初始阶段，向ＣＤＮ发出请求（注册）的节点　数。本文寻求系统从ＣＤＮ模式转换到完全的Ｐ２Ｐ模式所需的　切换时间ｔ。，ｔ。越小，表示从ＣＤＮ模式转换到完全Ｐ２Ｐ模式所　需要的时间越短，ＣＤＮ的负载压力越小，分发速度越快。　根据图２所示，可以简单地将整个分发过程分为混合服务　阶段（ｔ≤靠）和Ｐ２Ｐ阶段（ｔ＞ｔ　）。　ｓ（…）：』ｌｓ（ｚ）＋　Ａ　ｐ　Ａ＿１）　如（１）　ｓ（￡）＋３ＬＭ（ｔ）×（Ａ一１）　ｔ＞ｆ。　其中：ｔ≤ｔ。时，下一刻系统内流量为当前流媒体流量与ＣＤＮ　提供的流量（Ｎｃ。　×Ａ）以及Ｐ２Ｐ节点之间的流量（　ｘｐ×　（Ａ一１））之和；而在ｔ＞ｔ。时，由于ＣＤＮ不参与流媒体分发，系　统下一刻流量为当前流媒体流量与Ｐ２Ｐ节点之间流量（　（　）×（Ａ一１））之和。　同样可求得系统中向ＣＤＮ保持请求的节点数为　＋１）：』Ｉ帅）一　‰　。　（２）　Ｍ（￡）一口×Ｌ×　（　）　ｆ＞ｔｏ　在ｔ≤ｔ。时，下一刻的保持请求的节点数为当前请求节点　数减去支撑节点数和仅从ＣＤＮ获取媒体流的请求节点数。　求解式（１）（２）可得：　当Ａ≠１时，　５㈩：』　×　×［（　×　）　叫　≤　（３）　ＬＳ（ｔ０）＋Ｍ（ｔ０）Ｘ（卢一１）×［１一（１一（卢×Ｌ）‘一‘。］　ｔ＞ｔｏ　＝　（４）　当Ａ＝１时，　・２２ｌ０・　计算机应用研究　第２７卷　Ｊｓ（　）：Ｊ．ｔ　ｘＮｃ。Ｎ　ｔｓ（ｔ０）帅）：　…　ＯＮ－Ｐ　ｘＮＣＤＮ　Ｘ　。　ｔ＞ｔ０　。（５）　（６）　在自治区域内部进行，ＣＤＮ只是充当了索引服务器的功能，相　对于流媒体分发来说，请求数要少得多，因此系统的请求拒绝　率迅速下降至最低。　．【Ｍ（ｔ０）×（１一卢ｘＬ）　０　￡＞ｚ。　．９ｒ　～…一～～、　、　、由于ｔ。为切换时间，意味着从ｔ。时刻开始，系统可以离开　《　８ｊ　ＣＤＮ服务器而独立运行。为求得ｔｏ，可以假设［１ｏ，ｔ。＋１］内　芦ｘｆＪｘｊｌｆ（￡。）＝￣ｘ　ｘｐ　＿Ｓ（ｔｏ）　（　为稳定因子）　（７）　（　）　：　…８，　（ａ×（　）　×（　）　×　）　卢×Ｌ［Ｍｏ—ｆｏ×ⅣｃＤＮ×（１＋ｐ×　Ｄ＿　）］：　×ｐ×￡。×Ⅳｃ。Ｎ（９）　３系统分析　系统性能主要从ＣＤＮ服务器的请求响应能力、系统的切　换时间以及系统内媒体流量三个方面进行评价，要求系统模型　能够显著减少ＣＤＮ的持续请求数量，缩短系统的切换时间，并　将系统流量控制在自治区域内。假设两级Ｐ２Ｐ节点各占节点　总数的５０％，ｃｌ：２，　１＝４，糌　ｃ２：４，坼磐　ｘ２：８，Ａ＝２，Ｐ：０．３７５　，　ＮｃＤＮ＝２０，　：０．００１，　＝１，Ｍｏ＝４　０００，Ｌ＝６０　ｍｉｎ，由式（８）可　得，ｔ０—１０。　３．１　ＣＤＮ服务器性能分析　传统模式下，ＣＤＮ服务器只提供流媒体缓存服务，而混　合服务模式下，ＣＤＮ服务器除提供上述服务外，还具有索引　服务器的功能，因此ＣＤＮ的性能直接影响请求的处理能力和　流媒体的分发速度。由于Ｐ２Ｐ系统中无中心服务器，故不作　比较。　图３描述的是传统ＣＤＮ和混合服务模式下，与ＣＤＮ保持　请求的节点数的变化。从图３中可以看出，在传统的ＣＤＮ模　式下所有请求都指向ＣＤＮ服务器，直到节点接收流媒体完毕，　因此请求数一直保持在较高水平。而在混合模式下，ＣＤＮ的　持续请求节点数在ｔ。后呈现迅速下降的趋势，这是因为随着　流媒体分发的进行，有相当一部分的流媒体分发是在自治区域　中以Ｐ２Ｐ的方式进行的，减少了向ＣＤＮ服务器的流媒体请求；　ｔ：５０之后，ＣＤＮ的请求数量变化趋于平缓，此时ＣＤＮ所处理　的请求主要是作为索引服务器对节点的响应，这些负载比流媒　体请求而言要小得多。　图４展示的是在混合模式和ＣＤＮ模式下，ＣＤＮ服务器的　请求拒绝率的变化情况。图４中一个很明显的特点就是ＣＤＮ　模式下，系统的请求拒绝率始终居高不下，这是因为在大量用　户访问（Ｍｏ＝４　０００），而服务器的处理能力相对较小（约为４０）　的情况下，服务器负载很大，绝大多数请求不能及时响应，导致　了大量的请求被拒绝。而在混合模式下，分发的开始阶段类似　于ＣＤＮ模式，但是在切换时间￡。后，绝大多数的媒体分发都是　担　错　豫　．蝼　５｛．地　４ｊ　　圈　６　２。０　６０　’。ｌ　８０　ｔ　图３与ＣＤＮ保持请求的　图４　ＣＤＮ和混合模式下ＣＤＮ　节点数的变化　请求拒绝率的变化　３．２系统流量及切换时间的分析　自治域内流媒体的流量对网络状况有着重要影响，而切换　时间的大小，直接决定了ＣＤＮ服务器在大量请求的情况下所　需要提供流媒体服务的时间，因此系统流量变化和切换时间也　是评价系统性能的重要指标。　图５表示的是在ＣＤＮ、Ｐ２Ｐ以及混合模式下系统中媒体　流量的变化。在Ｐ２Ｐ模式下，系统中流量随着时问的增加呈　指数变化。这是因为不同节点间同时存在上传和下载，频繁　的数据交换，造成自治区域内流量的急剧上升。在ＣＤＮ模式　下，由于所有节点的流媒体均来自ＣＤＮ服务器，系统中的流　、、，／量只与ＣＤＮ所服务的节点数有关，在响应节点数一定的情况　下，系统中流量是一个固定值，因此呈一条水平直线。在混　／　，合模式下，系统流量不仅与系统中ＣＤＮ处理的请求节点数有　关，还与ＣＤＮ服务器的服务状态有关：在开始分发的最初一　段时间内，以传统的ＣＤＮ方式进行媒体分发，此时系统中流　量变化缓慢，随着时间的推移，系统切换到Ｐ２Ｐ模式，流量急　剧上升，当所有节点均参与分发后，系统最终达到一个稳定　状态。对比混合模式与Ｐ２Ｐ模式，虽然都有流量的增加，但　是由于混合模式把所有流量控制在自治区域的范围内，并不　会对主干网络性能造成冲击，相对于传统Ｐ２Ｐ而言，混合模　式更有优势。　图６描述的是不同的系统参数下切换时间ｔ。的变化。　３３　００ｃＩ　删　斌　螺２　０００　ｌ　０００　图５混合模式与ＣＤＮ、Ｐ２Ｐ之间　图６不同条件下切换时间　系统流量的比较　的变化　系统的切换时间与ＣＤＮ分配给流媒体的容量Ⅳｃ。　和节点　的请求产生率｜Ｂ有关。在同样的节点请求产生率的情况下，系　统分配给某个流媒体的容量Ⅳ　。　愈大，系统的切换时间越短，　说明媒体的分发速度越快，反之亦然。因此，ＣＤＮ系统分配给　流媒体资源的多少，直接影响媒体的分发速度：分配越多，系统　资源越充分　ＣＤＮ参与分发的时间越短，Ｐ２Ｐ模式的启动时问　越早，ＣＤＮ服务器的压力越小；同样，每个节点每分钟产生的　请求数越多，说明本节点获取流媒体的能力越强，完成接收的　时间越短，那么支撑节点代替ＣＤＮ进行Ｐ２Ｐ分发的时间也就　越短，ＣＤＮ退出的时间也就越短。　（下转第２２１４页）　・２２１４・　计算机应用研究　第２７卷　内；而当ｍ超过ｌ６以后，碰撞概率均大于１．５％甚至达到了　２．５％，这将导致多中继选择更多的失败。如果采用文献［９］　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００８，７（４）：１３４８．１３５８．　［３］ＭＵＨＡＩＤＡＴ　Ｓ，ＣＡＶＥＲＳ　Ｊ　Ｋ．ＨＯ　Ｐ．Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　ａｍｐｌｉｆｙ－－ａｎｄ－－ｆｏｒｗａｒｄ　ｒｅｌａｙｉｎｇ　ｉｎ　ＭＩＭＯ　ｒｅｌａｙ　ｃｈａｎｎｅｌｓ　的退避机制来减小碰撞概率，将会导致系统更大的时延和信　令开销，无法满足实时业务的需求。在这种情况下，采用文　献［１Ｏ］提出的碰撞处理的改进方法会更接近实际应用。　Ｏ’　［Ｃ］／／Ｐｒｏｅ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．　Ｄｒｅｓｄｅｎ：［ｓ．ｎ］，２００９：１—５．　［４］ＭＡＤＡＮ　Ｒ，ＭＥＨＴＡ　Ｎ　Ｂ，ＭＯＬＩＣＨ　Ａ　Ｆ，ｅｔ　ａ１．Ｅｎｅｒｇｙ—ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｃｏ—　ｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｒｅｌａｙｉｎｇ　ｏｖｅｒ　ｆａｄｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌｓ　ｗｉｔｈ　ｓｉｍｐｌｅ　ｒｅｌａｙ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　兰鲤　瓣０　肇　．［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００８，７（８）：　／　／　３０ｌ３．３０２５．　０　Ｏ．　，　，　１　５］ＢＥＲＥＳ　Ｅ，ＡＤＶＥ　Ｒ．Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｍｕｌｔｉ—ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｏｐｅｒａ．　／　ｔｉｖｅ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，　２００８，７（１）：１１８—１２７．　图７　串行双中继选择的碰撞概率　与候选中继个数　之间的关系　［６］ＬＡＮＥＭＡＮ　Ｊ　Ｎ，ＷＯＲＮＥＬＬ　Ｇ　Ｗ．Ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｅｄ　ｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅ　ｃｏｄｅｄ　ｐｒｏ－　ｔｏｃｏｌｓ　ｆｏｒ　ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｉｎ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｅｒｙ，２００３，４９（１０）：２４１５—２５２５．　４结束语　本文分析了多种中继选择方法的原理和问题，提出了一种　新的基于瞬时信道状态信息的串行多中继选择方法。该方法具　［７］ＨＵＮＴＥＲ　Ｔ，ＮＯＳＲＡＴ１Ｎ１Ａ　Ａ．Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｄｅｄ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ　［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００６，５（２）：　２８３．２８９．　有分布式特性，无须网络拓扑信息和集中控制单元，能够在时间　［８］ＨＵＮＴＥＲ　Ｔ，ＮＯＳＲＡＴＩＮＩＡ　Ａ．Ｏｕｔａｇｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｏｄｅｄ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ　［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏ￣，２００６，５２（２）：３７５．３９１．　［９］ＢＬＥＴＳＡＳ　Ａ，ＫＨＩＳＴＩ　Ａ，ＲＥＥＤ　Ｐ，ｅｔ　ａ１．Ａ　ｓｉｍｐｌｅ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｄｉ—　］　上先后串行选择出最优、次优等多个中继，并且能够根据实际需　要调整被选择中继的个数。详细阐述了该方法的具体实现流　程，并推导了多中继选择的碰撞概率公式，且仿真并对比了瑞利　衰落下的碰撞概率。采取适当机制来减小碰撞概率和进一步的　性能分析、仿真将成为未来深入研究的方向。　参考文献：　［１］ＬＥＥ　Ｋｉ—ｄａｎｇ，ＬＥＵＮＧ　Ｖ　Ｃ　Ｍ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｃｅｌｌｕｌａｒ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ｗｉｔｈ　ｔｗｏ　ｃｌａｓｓｅｓ　ｏｆ　ｖｅｒｓｉｔｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｐａｔｈ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｍａｌ　ｏｎ　Ｓｅｌｅｃｔｅｄ　Ａｒｅａｓ　ｉｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２００６，２４（３）：６５９．６７２．　［１０］闻鹏举，易辉跃，赵晓群，等．一种改进的协同中继节点选择算法　［Ｊ］．计算机应用研究，２００８，２５（１２）：３８１６—３８１８．　［１１］刘义风，邝育军，隆克平．一种基于多中继选择的分布式空时分组编　码方案［Ｊ］．重庆邮电大学学报：自然科学版，２００９，２１（１）：３９．４４．　［１２］陈超，郑宝玉，赵贤敬．一种利用跨层优化策略选择中继的协作路　ｎｏｄｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，５７（２）：　１１６６一ｌ１７５．　由算法［Ｊ］．电子与信息学报，２００７，２９（１２）：２９８１—２９８５．　［１３］ＨＡＳＮＡ　Ｍ　Ｏ，ＡＬＯＵＩＮＩ　Ｍ　Ｓ．Ｅｎｄ—ｔｏ—ｅｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　［２］ＣＡＩ　Ｊ，ＳＨＥＮ　Ｘ，ＭＡＲＫ　Ｊ　Ｗ，ｅｔ　ａ１．Ｓｅｍｉｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｕｓｅｒ　ｒｅｌａｙｉｎｇ　ａｌ—　ｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ａｍｐｌｉｆｙ－ａｎｄ—ｆｏｒｗａｒｄ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｒｅｌａｙ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　ｒｅｌａｙｓ　ｏｖｅｒ　Ｒａｙｌｅｉｇｈ—Ｆａｄｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００３，２（６）：１１２６一ｌ１３１．　（上接第２２１０页）　ｒａｇｅ，ＡＫ：［ｓ．ｎ．］，２００１：１８０１—１８１０．　４结束语　针对大规模流媒体分发过程中流媒体服务器和主干网络　ＡＮＣＥＡＵＭＥ　Ｅ，ＧＲＡＤＩＮＡＲＩＵ　Ｍ，ＲＡＶＯＡＪＡ　Ａ．Ｉｎｃｅｎｔｉｖｅ　ｆｏｒ　Ｐ２Ｐ　ｆａｉｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｓｈａｒｉｎｇ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｔｈ　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅ—　ｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｐｅｅｒ—ｔｏ　Ｐｅｅｒ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　ＤＣ：ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　负载过大的问题，本文在综合比较了ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ两种当前主　流的流媒体分发技术后，提出了一种综合ＣＤＮ和Ｐ２Ｐ优势的　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００５：２５３—２６０．　混合流媒体分发模型，并对此模型下的服务器负载和网络流量　状况进行了仿真和分析。试验结果表明，在混合模式下，由于　ＭＵＳＨＴＡＱ　Ｍ，ＡＨＭＥＤ　Ｔ．ＱｏＳ　ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ　ｆｏｒ　ｖｉｄｅｏ　ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｏｖｅｒ　ＳＰ—　Ｄｒｉｖｅｎ　Ｐ２Ｐ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ｕｓｉｎｇ　ａｄｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｃ］／／Ｐｒｏ　ｏｆｔｈｅ　６ｔｈＩＥＥＥ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ＣＣＮＣ．Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ：ＩＥＥＥ　ｎ　ｓ，２ＯＯ９：９７８—９７９．　是ＣＤＮ提供最初的流媒体分发，故可以得到比传统Ｐ２Ｐ更快　的启动速度，与传统的ＣＤＮ模式相比，又可以有效降低ＣＤＮ　服务器和主干网络的负载，减少响应时间，充分利用自治域内　闫正航，杨宇航，王晖，等．基于Ｐ２Ｐ的ＣＤＮ网络中紧急消息广　播技术［Ｊ］．计算机应用研究，２００７，２４（５）：２８７—２９２．　ＴＨＲＫＭＥＮ　Ｆ，ＭＡＺＺＯＬＥＮＩ　Ｐ，ＣＲＩＳＰＯ　Ｂ．Ｐ—ＣＤＮ：Ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ　ａｃ—　ｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐ２Ｐ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ＣＤＮ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　的网络带宽，加快了流媒体分发。　参考文献：　［１］陈海涛，徐传福，黄遵国，等．基于对等网络的广域网内容发布系　统［Ｊ］．计算机应用研究，２００４，２１（９）：２５０—２５２．　［２］蒋海，李军，李忠诚．混合内容分发网络及其性能分析模型［Ｊ］．　计算机学报，２００９，３２（３）：４７３—４８２．　［３］ＳＨＡＩＫＨ　Ａ，ＴＥＷＡＲＩ　Ｒ，ＡＧＲＡＷＡＬ　Ｍ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ＤＮＳ—ｂａｓｅｄ　ｓｅｒｖｅｒ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　ＩＮＦＯＣＯＭ．Ａｎｃｈｏ—　『Ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ｔｈｅ　１５ｔｈ　ＩＥＥＥ　ＳＣＣ．２００８：４８０—４８６．　ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏ—ｍｉｎ，ＸＩＮＧ　Ｃｈａｎｇ—ｙｏｕ，ＣＨＥＮ　Ｍｉｎｇ．Ａ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ＣＤＮ　ｍｏｄｅｌ　ｗｉｔｈ　Ｐ２Ｐ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［ｃ］／／Ｐｒｏｃ　ｏｆ　ＩＥＥＥ　ＩＳＣＩＴ．２００６：１５２－１５６．　ＸＵ　Ｄｏｎｇ—ｙａｎ，ＫＵＬＫＡＲＮＩ　Ｓ　Ｓ，ＲＯＳＥＮＢＥＲＧ　Ｃ，ｅｔ　ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａ　ＣＤＮ－Ｐ２Ｐ　ｈｙｂｒｉｄ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｆｏｒ　ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｍｅｄｉａ　ｄｉｓ－　ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００６，１１（４）：３８３・３９９．