專利名稱：：能使p2p流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，它能顯著地加快源切換過(guò)程、減少源切換時(shí)間，并且對(duì)于規(guī)模越大的系統(tǒng)其優(yōu)勢(shì)越明顯。二
背景技術(shù)：
：基于Gossip協(xié)議的P2P流媒體系統(tǒng)已成為P2P流媒體系統(tǒng)的主流。在基于Gossip協(xié)議的P2P流媒體系統(tǒng)中可能存在一個(gè)或多個(gè)流媒體發(fā)布源，它們將流媒體源數(shù)據(jù)不斷傳播到系統(tǒng)中。對(duì)于一個(gè)多源系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，多個(gè)流媒體發(fā)布源可能是以"串行"或"并行"的方式之一來(lái)工作。比如說(shuō)，在一個(gè)視頻會(huì)議系統(tǒng)或遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)中，每個(gè)成員結(jié)點(diǎn)都可以成為發(fā)布源，但通常任一時(shí)刻系統(tǒng)中僅有一個(gè)發(fā)布源，我們稱這種方式為"串行"；而對(duì)于Internet實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)電視系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于多個(gè)電視頻道的多個(gè)發(fā)布源通常是同時(shí)存在并工作的，我們稱這種方式為"并行"。本文中我們考慮有多個(gè)流媒體發(fā)布源但它們串行工作的P2P流媒體系統(tǒng)，研究的關(guān)鍵問(wèn)題是如何使得流媒體發(fā)布源之間能夠快速切換，以盡量減少新發(fā)布源的啟動(dòng)時(shí)延。目前，未見(jiàn)能夠有效減少P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源切換時(shí)間的方法。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提出一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，它能顯著地加快源切換過(guò)程、減少源切換時(shí)間，并且對(duì)于規(guī)模越大的系統(tǒng)其優(yōu)勢(shì)越明顯。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，該方法包括以下步驟1、過(guò)程建模，通過(guò)對(duì)本質(zhì)特性與關(guān)鍵參數(shù)的分析給數(shù)據(jù)源切換過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型，從而將源切換問(wèn)題形式化為一個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題，然后推導(dǎo)出此數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解；2、環(huán)境分析，分析實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與理論模型之間的差異，調(diào)整最優(yōu)解；3、數(shù)據(jù)調(diào)度，每個(gè)結(jié)點(diǎn)獲取其鄰居結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可用性信息，從相應(yīng)鄰居結(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)分片；4、結(jié)束，當(dāng)結(jié)點(diǎn)的源切換過(guò)程完成后，終止整個(gè)過(guò)程。所述步驟(1)中，節(jié)點(diǎn)每當(dāng)收集到來(lái)自舊發(fā)布源S1的g個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)分片時(shí)就播放S1，但是為啟動(dòng)新發(fā)布源S2的播放需要獲取a個(gè)數(shù)據(jù)分片；在現(xiàn)有的P2P流媒體系統(tǒng)中，込通常要比g大很多以保證S2的平滑啟動(dòng)；當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的總輸入帶寬傲被分配到I1、I2兩個(gè)部分，以分別獲取來(lái)自S1,S2的數(shù)據(jù)分片；I1、I2由源切換算法動(dòng)態(tài)分配；I1、I2是分配用來(lái)獲取來(lái)自S1、S2的數(shù)據(jù)分片的輸入帶寬；則源切換問(wèn)題可以被形式化成如下所示的數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題優(yōu)化目標(biāo)最小化7^;限制條件:/=/1+/2「e,廣了7>7]+2;即得不等式+r2w該式可改寫為-/'、(^^A—W，其中>式1，式l的數(shù)學(xué)解為/,^或gg,—2fgg，^一^而^<0，因此/,^是式1的唯一合理解；為實(shí)現(xiàn)最小化7^的優(yōu)化目標(biāo)，應(yīng)使/,"，/2=r2=/-r,，即是源切換問(wèn)題的理論最優(yōu)解；所述7j是獲取到來(lái)自s,的所有數(shù)據(jù)分片的預(yù)期時(shí)間、？;'是完成s播放的預(yù)期時(shí)間、K是獲取到來(lái)自&的最初2,個(gè)數(shù)據(jù)分片的預(yù)期時(shí)間、e,是來(lái)自s的數(shù)據(jù)分片還有Q個(gè)尚未獲取。步驟(2)中調(diào)整最優(yōu)解采用能趨近理論最優(yōu)解的算法設(shè)本地結(jié)點(diǎn)有n個(gè)鄰居w,、w2、w3、w4……Nn，各個(gè)鄰居的輸出帶寬分別是q、。2、。3、。4……On;O,是針對(duì)源S,的總輸出帶寬，02是針對(duì)源&的總輸出帶寬，所述數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題可進(jìn)一步歸結(jié)為優(yōu)化目標(biāo)最小化r,;限制條件:p所述理論最優(yōu)解/,M、/2=/"2僅r2屋當(dāng)/^Q、/^02時(shí)才成立，因此，當(dāng)/^0,或/^Oj寸，優(yōu)化的目標(biāo)為最大化本地結(jié)點(diǎn)的輸入吞吐量，從而現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的源切換問(wèn)題的最優(yōu)解是情形l:當(dāng);^0,且55(92時(shí)，/2=r2情形2:當(dāng)0O,且pO2時(shí)，/,=1^11(0,,/-02)、/2=/"2情形3:當(dāng)a;>O,且W02時(shí)，/,=;、/2=min(/-。,,02)情形4:當(dāng)pO,且9。2時(shí)，/,=。'、/2=02步驟(3)的數(shù)據(jù)調(diào)度和獲取過(guò)程是所述O,和O,,從數(shù)據(jù)分片的微觀角度來(lái)看，是兩個(gè)集合0,和02，其中|0,|=Q，I021=02;集合0,和02中的數(shù)據(jù)分片都按照獲取優(yōu)先權(quán)降序排列；先得出每個(gè)數(shù)據(jù)分片的獲取優(yōu)先權(quán)，再用快速源切換算法就能計(jì)算出集合O,和02從而安排數(shù)據(jù)分片的獲取過(guò)程，數(shù)據(jù)分片按優(yōu)先權(quán)降序排列，設(shè)其排列形如D,，A，八A，通常來(lái)自源5,和源&的數(shù)據(jù)分片在這個(gè)序列中是交錯(cuò)排列的；對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)分片D來(lái)說(shuō)，可能有多個(gè)鄰居能提供o,,試圖盡早取得高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)分片的調(diào)度算法是，計(jì)算出集合0,和02之后，/,和/2的計(jì)算按照所述的最優(yōu)解的4種情形之一來(lái)計(jì)算，得出/,和/2后，獲取0,和02中的前/,和/2個(gè)數(shù)據(jù)分片。在計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)分片的獲取優(yōu)先權(quán)時(shí)，需綜合考慮了數(shù)據(jù)分片的稀缺性與緊迫性首先計(jì)算數(shù)據(jù)分片D,的緊迫性i,;max^,^，A,i,.J,,=^L^—+，貝Uwrgewc乂=丄，再計(jì)算數(shù)據(jù)分片Z),的稀缺性r^"-(，)x(，)xAx(,);稀缺性為Z),在其所有提供者的緩存中都被替換掉的概率；B為緩存大??；最后，數(shù)據(jù)分片A的獲取優(yōu)先權(quán)jw!'or!'0;,=max{wge"c_y,，ran'"}。步驟(l)中給數(shù)據(jù)源切換過(guò)程建立了數(shù)學(xué)模型，從而將源切換問(wèn)題形式化為一個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題。步驟(2)中分析實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與理論模型之間的差異，調(diào)整最優(yōu)解，使之更符合高動(dòng)態(tài)互聯(lián)網(wǎng)的需求。步驟(3)中提出了一個(gè)算法，它通過(guò)交錯(cuò)舊源與新源的數(shù)據(jù)傳遞來(lái)趨近理論上的最優(yōu)解。快速源切換算法是低開(kāi)銷與純分布式的，每個(gè)結(jié)點(diǎn)獨(dú)立地啟動(dòng)并執(zhí)行該算法，并且算法執(zhí)行所依賴的僅僅是本地信息。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是該方法是低開(kāi)銷與純分布式的，每個(gè)結(jié)點(diǎn)獨(dú)立地啟動(dòng)并執(zhí)行該方法，并且執(zhí)行所依賴的僅僅是本地信息；它能顯著地加快源切換過(guò)程、減少源切換時(shí)間，并且對(duì)于規(guī)模越大的系統(tǒng)其優(yōu)勢(shì)越明顯。四圖1源切換過(guò)程的時(shí)序圖圖2結(jié)點(diǎn)的局部工作環(huán)境示意圖五具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本例中，能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法可分為4個(gè)階段過(guò)程建模、環(huán)境分析、快速源切換算法、當(dāng)結(jié)點(diǎn)的源切換過(guò)程完成后，終止整個(gè)過(guò)程。階段h過(guò)程建模因?yàn)镻2P流媒體系統(tǒng)的工作方式是純分布式的，所以一個(gè)結(jié)點(diǎn)直到在其鄰居結(jié)點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)有來(lái)自新發(fā)布源的數(shù)據(jù)分片時(shí)才能得知發(fā)布源切換過(guò)程的開(kāi)始，也就是說(shuō)，運(yùn)行于每個(gè)結(jié)點(diǎn)的源切換算法不會(huì)假設(shè)有任何源切換"先驗(yàn)"順序的存在。當(dāng)結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有新發(fā)布源的存在時(shí)，它就啟動(dòng)并執(zhí)行源切換算法，然后在每個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)度周期再次執(zhí)行源切換算法，直到完成了舊發(fā)布源的所有數(shù)據(jù)的播放，也就是完成了源切換過(guò)程。雖然源切換算法不假設(shè)有任何源切換"先驗(yàn)"順序的存在，但系統(tǒng)中必須存在一種新發(fā)布源&與舊發(fā)布源S,之間的同步機(jī)制，讓&能夠獲知S,結(jié)束于哪個(gè)數(shù)據(jù)分片，并將S,的最后一個(gè)數(shù)據(jù)分片的W加入到&最初的幾個(gè)數(shù)據(jù)分片中以通知系統(tǒng)其它結(jié)點(diǎn)。這一同步機(jī)制并非本文考慮的重點(diǎn)，所以我們不做詳述。源切換過(guò)程建模所需的參數(shù)列舉在表l中。我們使用圖1來(lái)圖形化表l中的參數(shù)以使抽象的參數(shù)更加具體。每當(dāng)收集到來(lái)自S,的g個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)分片時(shí)，就播放s,，但是為啟動(dòng)&的播放，則需要獲取込個(gè)數(shù)據(jù)分片。在流行的實(shí)用P2P流媒體系統(tǒng)中，a通常要比g大很多以保證新發(fā)布源的平滑啟動(dòng)。當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的總輸入帶寬力皮被分配到/,、/2兩個(gè)部分，以分別獲取來(lái)自s,、&的數(shù)據(jù)分片。/,、a由源切換算法動(dòng)態(tài)分配。表l源切換過(guò)程建模的相關(guān)參數(shù)參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>對(duì)照表l和圖l，源切換問(wèn)題可以被形式化成如下所示的數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題:優(yōu)化目標(biāo)最小化72限制條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>上面的限制條件可以簡(jiǎn)化為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>中從而可以得到不等式T^r^-豆；上面的不等式可改寫為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(式l)式l實(shí)際上是一個(gè)關(guān)于/,的一元二次不等式，它的數(shù)學(xué)解為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>或/<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>很明顯，，,'<0，因此/,^是式l的唯一合理解。為實(shí)現(xiàn)最小化7^的優(yōu)化目標(biāo)，應(yīng)該讓/,M，/2=/"2=/-r,，這是源切換問(wèn)題的理論最優(yōu)解。階段2:環(huán)境分析上一小節(jié)得出了源切換問(wèn)題的理論最優(yōu)解，但當(dāng)應(yīng)用到實(shí)際P2P流媒體系統(tǒng)中時(shí)，上述理論最優(yōu)解通常不能完全適用，主要原因在于實(shí)際的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境比模型中的環(huán)境要復(fù)雜的多，并且面臨更多的限制性條件。因此，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)能趨近理論最優(yōu)解的實(shí)用算法。圖2描畫了P2P流媒體系統(tǒng)中一個(gè)普通結(jié)點(diǎn)的局部工作環(huán)境。本地結(jié)點(diǎn)有4個(gè)鄰居W,、W2、W3、W4，4個(gè)鄰居的輸出帶寬分別是q、。2、。3、。4。假設(shè)O,是針對(duì)源S的總輸出帶寬，02是針對(duì)源&的總輸出帶寬，那么上一小節(jié)中的數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題可進(jìn)一步歸結(jié)為優(yōu)化目標(biāo)最小化T^限制條件T—i在增加了更多的限制條件后，上一小節(jié)得出的理論最優(yōu)解/,=/!、/2"2僅當(dāng)/^Q、；^02時(shí)才成立。因此，當(dāng)^Q或/^q時(shí)，優(yōu)化的目標(biāo)將改為最大化本地結(jié)點(diǎn)的輸入吞吐量，從而現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的源切換問(wèn)題的最優(yōu)解是情形l:當(dāng)"0,且/^。2時(shí)，/,=;'、/2=6o情形2:當(dāng)/)5Q且/^02時(shí)，/,=min(Q，/-。2)、/2=/"2。情形3:當(dāng)/1〉0,且/^。2時(shí)，/2=min(/-Q,02)。情形4:當(dāng)/",〉Q且/"2〉。2時(shí)，/,=0,、/2==o2。階段3:快速源切換算法這樣，計(jì)算源切換問(wèn)題的最優(yōu)解的關(guān)鍵是首先計(jì)算出0,和02，更確切地，從數(shù)據(jù)分片的微觀角度來(lái)看，是計(jì)算兩個(gè)集合01和02，其中io,no,，|o2|=o2。集合0'和02中的數(shù)據(jù)分片都按照獲取優(yōu)先權(quán)降序排列。計(jì)算集合0,和(^所需要的參數(shù)列舉在表2中，實(shí)際上這些參數(shù)正是我們下面將要設(shè)計(jì)的快速源切換算法的相關(guān)參數(shù)。表2快速源切換算法的相關(guān)參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)分片的獲取優(yōu)先權(quán)時(shí)，我們綜合考慮了數(shù)據(jù)分片的稀缺性與緊迫性。首先計(jì)算數(shù)據(jù)分片D,的緊迫性<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>我們將數(shù)據(jù)分片A的稀缺性理解為A在其所有提供者的緩存中都被替換掉的概率，這比過(guò)去的文獻(xiàn)中普遍將A的稀缺性理解為《^取=丄要更為合理<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>數(shù)據(jù)分片A的獲取優(yōu)先權(quán)pn'on"=max{Mrge"qy,,ranO;,}得出每個(gè)數(shù)據(jù)分片的獲取優(yōu)先權(quán)后，我們?cè)O(shè)計(jì)的快速源切換算法就能計(jì)算出集合0,和02從而安排數(shù)據(jù)分片的獲取過(guò)程，見(jiàn)算法l。數(shù)據(jù)分片按優(yōu)先權(quán)降序排列，比如排列成形如Z),，A，A,A，通常來(lái)自源S,和源&的數(shù)據(jù)分片在這個(gè)序列中是交錯(cuò)排列的。對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)分片Q來(lái)說(shuō)，可能有多個(gè)鄰居能提供A，通常會(huì)選擇能夠最快傳送A的鄰居作為A的提供者。然而，這樣的選擇方式可能會(huì)出現(xiàn)沖突，比如當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)分片選擇了同一個(gè)鄰居作為提供者時(shí)，其中一個(gè)數(shù)據(jù)分片必須等待或者重選提供者。因此，為數(shù)據(jù)分片選擇合適的提供者可表述為如下調(diào)度問(wèn)題如何為每一個(gè)數(shù)據(jù)分片選擇一個(gè)合適的提供者，以使得過(guò)期或被替換的數(shù)據(jù)分片數(shù)目最少？實(shí)際上，即使是這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)簡(jiǎn)化版的特例(并行機(jī)調(diào)度問(wèn)題)都己被證明是NP難的，因此我們使用算法1所示的貪心調(diào)度算法來(lái)試圖盡早取得高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)分片，而不必追求總體最優(yōu)的效果。計(jì)算出集合0,和02之后，/,和/2的計(jì)算按照前面講過(guò)的最優(yōu)解的4種情形之一來(lái)計(jì)算，得出/,和/2后，數(shù)據(jù)分片的獲取過(guò)程是很直接的。算法l快速源切換算法輸入(1)按照獲取優(yōu)先權(quán)降序排列的數(shù)據(jù)分片Z,，A,八，A^(2)每個(gè)數(shù)據(jù)分片的提供者集合&,&，A,^;(3)結(jié)點(diǎn)J的發(fā)送數(shù)據(jù)率/0;(4)結(jié)點(diǎn)j處的預(yù)期排隊(duì)時(shí)間z:必，初始時(shí)T"(Z^0。算法(1)計(jì)算集合0,和02:1forf=lto附do2設(shè)置Z),的最早獲取時(shí)間。。-oc;3假設(shè)&中包含it個(gè)提供者，S,2,A，S,t;4fory=ltoAdo5計(jì)算從S,處獲取A的預(yù)期時(shí)間t，=^rr;6if',腿+r(、)</miand/,咖+)<r7fmta<~'瞎+);s卿W,—\;8ifs"pWe/;-朋//10將￡>,加入相應(yīng)的集合0,或02。(2)安排數(shù)據(jù)獲取1根據(jù)O,、02、q、^計(jì)算/,和/2;2獲取0,中的前/,個(gè)數(shù)據(jù)分片；3獲取02中的前/2個(gè)數(shù)據(jù)分片。階段4:當(dāng)結(jié)點(diǎn)的源切換過(guò)程完成后，終止整個(gè)過(guò)程。權(quán)利要求1、一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，其特征是包括步驟(1)過(guò)程建模，通過(guò)對(duì)本質(zhì)特性與關(guān)鍵參數(shù)的分析給數(shù)據(jù)源切換過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型，從而將源切換問(wèn)題形式化為一個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題，然后推導(dǎo)出此數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解；(2)環(huán)境分析，分析實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與理論模型之間的差異，調(diào)整最優(yōu)解；(3)數(shù)據(jù)調(diào)度和獲取，每個(gè)結(jié)點(diǎn)獲取其鄰居結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可用性信息，從相應(yīng)鄰居結(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)分片；(4)結(jié)束，當(dāng)結(jié)點(diǎn)的源切換過(guò)程完成后，終止整個(gè)過(guò)程。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，其特征是所述步驟(1)中，節(jié)點(diǎn)每當(dāng)收集到來(lái)自舊發(fā)布源S,的g個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)分片時(shí)就播放S,，但是為啟動(dòng)新發(fā)布源&的播放需要獲取a個(gè)數(shù)據(jù)分片；在現(xiàn)有的P2P流媒體系統(tǒng)中，込通常要比g大很多以保證&的平滑啟動(dòng)；當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的總輸入帶寬/被被分配到/,、/2兩個(gè)部分，以分別獲取來(lái)自s,、&的數(shù)據(jù)分片；/,、/2由源切換算法動(dòng)態(tài)分配；/,、/2是分配用來(lái)獲取來(lái)自5,、&的數(shù)據(jù)分片的輸入帶寬；則源切換問(wèn)題可以被形式化成如下所示的數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題7=/1+/2卜Q7i'=ri+2;即得不等式1^0+2;卜ar2W優(yōu)化目標(biāo)最小化7^;限制條件.該式可改寫為/,2+(^^-……式l，式l的數(shù)學(xué)解為/,^或/,^'，其中"=-1,廠'—2，而^<0，因此/,^是式1的唯一合理解；為實(shí)現(xiàn)最小化;的優(yōu)化目標(biāo)，應(yīng)使/1=71，/2=r2=/i，即是源切換問(wèn)題的理論最優(yōu)解；所述;是獲取到來(lái)自s,的所有數(shù)據(jù)分片的預(yù)期時(shí)間、？;'是完成s,播放的預(yù)期時(shí)間、r2是獲取到來(lái)自&的最初a個(gè)數(shù)據(jù)分片的預(yù)期時(shí)間、e,是指來(lái)自s的數(shù)據(jù)優(yōu)化目標(biāo)最小化7^;限制條件:分片還有Q個(gè)尚未獲取。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，其特征是步驟(2)中調(diào)整最優(yōu)解采用能趨近理論最優(yōu)解的算法設(shè)本地結(jié)點(diǎn)有n個(gè)鄰居w,、w2、w3、w4……Nn，各個(gè)鄰居的輸出帶寬分別是。,、。2、。3、。4……On;o,是針對(duì)源s的總輸出帶寬，02是針對(duì)源&的總輸出帶寬，所述數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題可進(jìn)一步歸結(jié)為卜QT,re;所述理論最優(yōu)解/,M、/2"2僅當(dāng)，"02時(shí)才成立，因此，當(dāng)/^0,或/"一Oj寸，優(yōu)化的目標(biāo)為最大化本地結(jié)點(diǎn)的輸入吞吐量，從而現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的源切換問(wèn)題的最優(yōu)解是情形l:當(dāng)"Q且r"。2時(shí)，/2=r2情形2:當(dāng)/15Q且^>02時(shí)，/-minW,/—。2)、/2=/"2'瞎形3:當(dāng)r,x9,且A"2^02時(shí)，/,=/!、/2=min^-q'Cg情形4:當(dāng)^〉Q且"2>02時(shí)，,,=0,、/2=024、根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，其特征是步驟(3)的數(shù)據(jù)調(diào)度和獲取過(guò)程是所述0,和02，從數(shù)據(jù)分片的微觀角度來(lái)看，是兩個(gè)集合0,和02，其中IO,hO,，I021=02;集合0,和02中的數(shù)據(jù)分片都按照獲取優(yōu)先權(quán)降序排列；先得出每個(gè)數(shù)據(jù)分片的獲取優(yōu)先權(quán)，再用快速源切換算法就能計(jì)算出集合O,和02從而安排數(shù)據(jù)分片的獲取過(guò)程，數(shù)據(jù)分片按優(yōu)先權(quán)降序排列，設(shè)其排列形如Z),，A,A，仏，通常來(lái)自源5,和源52的數(shù)據(jù)分片在這個(gè)序列中是交錯(cuò)排列的；對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)分片D,來(lái)說(shuō)，可能有多個(gè)鄰居能提供A，試圖盡早取得高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)分片的調(diào)度算法是，計(jì)算出集合0,和02之后，/,和/,的計(jì)算按照所述的最優(yōu)解的4種情形之一來(lái)計(jì)算，得出/,和/2后，獲取0,和02中的前/,和/2個(gè)數(shù)據(jù)分片。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，其特征是，在計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)分片的獲取優(yōu)先權(quán)時(shí)，需綜合考慮了數(shù)據(jù)分片的稀缺性與緊迫性首先計(jì)算數(shù)據(jù)分片D,的緊迫性<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>，貝lj<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>；再計(jì)算數(shù)據(jù)分片A的稀缺性mn'"=(|)x(|)xAx(^4;稀缺性為Z),在其所有提供者的緩存中都被替換掉的概率；B為緩存大??；最后，數(shù)據(jù)分片O,的獲取優(yōu)先權(quán)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>全文摘要一種能使P2P流媒體系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)布源快速切換的方法，包括步驟1.過(guò)程建模，通過(guò)對(duì)本質(zhì)特性與關(guān)鍵參數(shù)的分析給數(shù)據(jù)源切換過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型，從而將源切換問(wèn)題形式化為一個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題，然后推導(dǎo)出此數(shù)學(xué)優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解；2.環(huán)境分析，分析實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與理論模型之間的差異，調(diào)整最優(yōu)解；3.數(shù)據(jù)調(diào)度，每個(gè)結(jié)點(diǎn)獲取其鄰居結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可用性信息，從相應(yīng)鄰居結(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)分片；4.結(jié)束，當(dāng)結(jié)點(diǎn)的源切換過(guò)程完成后，終止整個(gè)過(guò)程。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法是低開(kāi)銷與純分布式的，每個(gè)結(jié)點(diǎn)獨(dú)立地啟動(dòng)并執(zhí)行該方法，并且執(zhí)行所依賴的僅僅是本地信息；它能顯著地加快源切換過(guò)程、減少源切換時(shí)間，并且對(duì)于規(guī)模越大的系統(tǒng)其優(yōu)勢(shì)越明顯。文檔編號(hào)H04L29/08GK101321192SQ20081012290公開(kāi)日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年6月20日優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日發(fā)明者李振華,陳貴海申請(qǐng)人:南京大學(xué)