凌 燕，藍(lán)善禎，徐 品，潘 麗

(中國(guó)傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院，北京 100024)

近幾年來(lái)，與文件共享系統(tǒng)相比，流媒體系統(tǒng)的邊下載邊播放特點(diǎn)使其日益流行。早期的流媒體系統(tǒng)都采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式(C/S模式)，客戶機(jī)必須與源服務(wù)器連接，才能從源服務(wù)器下載自己想要的內(nèi)容。客戶機(jī)數(shù)量的增加會(huì)提高對(duì)服務(wù)器上傳帶寬的要求，系統(tǒng)可擴(kuò)展性無(wú)疑是很大的挑戰(zhàn)。CDN模式的出現(xiàn)在一定程度上解決了這個(gè)問(wèn)題，其弱化了源服務(wù)器的功能并減輕負(fù)載，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性得到改善，然而，服務(wù)器數(shù)量的增加使得網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性仍然不是很好。后來(lái)出現(xiàn)了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(P2P)共享系統(tǒng)，其主要思想是:節(jié)點(diǎn)之間相互平等，沒(méi)有服務(wù)器與客戶機(jī)之分，索取資源的同時(shí)也貢獻(xiàn)資源［1］。

P2P流媒體系統(tǒng)主要應(yīng)用于視頻直播和視頻點(diǎn)播。目前P2P視頻直播有PPLive，PPStream，UUSee等，P2P視頻點(diǎn)播系統(tǒng)有WebPlayer，VeohTV等。

P2P流媒體技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)不可否認(rèn)，但是，它也有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步解決。在P2P里，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是平等的并且處于高度動(dòng)態(tài)的環(huán)境中，選擇提供數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)、選擇傳輸數(shù)據(jù)的路由、充分利用節(jié)點(diǎn)帶寬、減小節(jié)點(diǎn)的加入與離開(kāi)對(duì)系統(tǒng)的影響等都是P2P流媒體系統(tǒng)要考慮的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題［2］。

1 資源定位

在P2P系統(tǒng)中，獲取擁有所需Chunk的節(jié)點(diǎn)列表、從列表中選擇合適節(jié)點(diǎn)這兩個(gè)問(wèn)題同屬組建鄰居節(jié)點(diǎn)。而資源定位就是為了解決鄰居節(jié)點(diǎn)的組建問(wèn)題。兩種不同資源索引方式的主要區(qū)別在于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c數(shù)據(jù)存在位置是否有比較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。同時(shí)，選擇合適的節(jié)點(diǎn)，有利于提高數(shù)據(jù)的傳輸效率及充分利用節(jié)點(diǎn)的上傳帶寬。

1.1 非結(jié)構(gòu)化索引

非結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)被認(rèn)為是第一代P2P系統(tǒng)，主要用于共享和存儲(chǔ)文件，系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間的邏輯連接是隨機(jī)建立的，由于分布式環(huán)境的異構(gòu)性，非結(jié)構(gòu)化索引一般采用泛洪(Flooding)的方式來(lái)搜索資源節(jié)點(diǎn)。非結(jié)構(gòu)化索引主要有集中式、純P2P和混合P2P這3種。如圖1所示。

圖1 不同索引方式P2P系統(tǒng)

1)集中式

集中式索引是由中心目錄服務(wù)器(以下簡(jiǎn)稱服務(wù)器)負(fù)責(zé)保存節(jié)點(diǎn)地址信息和資源信息，如圖1a所示，典型代表有Napster。所有節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器交流，由服務(wù)器返回?fù)碛匈Y源的節(jié)點(diǎn)列表。集中式索引存在很多問(wèn)題，中央服務(wù)器的存在容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的崩潰，同時(shí)節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，對(duì)服務(wù)器的性能要求越高。但對(duì)于小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)而言，在中央服務(wù)器不損壞的情況下，它擁有快速查找資源的優(yōu)勢(shì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而曾風(fēng)靡一時(shí)。

2)純P2P

在純P2P系統(tǒng)中，沒(méi)有任何形式的服務(wù)器，所有節(jié)點(diǎn)都是平等的，這也是最初提出P2P思想的主要依據(jù)。如圖1b所示，典型代表有Gnutella 0.4和Freenet。由于沒(méi)有管理節(jié)點(diǎn)信息的服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)之間只能通過(guò)相互交流(如相互之間交換各自的狀態(tài)信息)獲得覆蓋網(wǎng)的相關(guān)信息，得到節(jié)點(diǎn)列表。信息的查詢只能采用泛洪方式。

3)混合P2P

混合P2P非結(jié)構(gòu)化索引將集中式和純P2P方式結(jié)合起來(lái)，充分利用了它們各自的優(yōu)勢(shì)，如圖1c所示，典型代表有Gnutella 0.6和Skype。節(jié)點(diǎn)查詢時(shí)，選擇最近的目錄服務(wù)器。

1.2 結(jié)構(gòu)化索引

結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)被認(rèn)為是第二代P2P系統(tǒng)。所謂結(jié)構(gòu)化，就是系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c數(shù)據(jù)位置之間具有非常強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，典型代表是基于DHT分布式哈希表的索引方式。

1)DHT

在不需要服務(wù)器的情況下，每個(gè)客戶端負(fù)責(zé)一個(gè)小范圍的路由，并負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一小部分?jǐn)?shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)DHT網(wǎng)絡(luò)的尋址和存儲(chǔ)，如 Tapstry，Pastry，CAN，它們都是基于DHT算法，只是具體路由策略不同而已。DHT僅支持精確查找，無(wú)法支持模糊查找。針對(duì)這個(gè)缺陷，Harren［3］提出了支持模糊查找的方法:將索引關(guān)鍵字分成多個(gè)域，每個(gè)域都進(jìn)行DHT匹配，因而更靈活。Chord［4］則將節(jié)點(diǎn)ID和資源標(biāo)識(shí)(Key)的哈希值按大小順時(shí)針首尾相連排列成Chord環(huán)，負(fù)載均衡和穩(wěn)健性得到提高，但同時(shí)也存在繞路問(wèn)題。

2)Skip List和Ring

除 DHT 索引之外，Dynamic Skip List［5］和 Ring［6］方式也屬于結(jié)構(gòu)化索引。Skip List中，以節(jié)點(diǎn)的播放位置為Key，依照各個(gè)節(jié)點(diǎn)的播放位置相對(duì)距離，建立多層Skip List。每一層中相鄰節(jié)點(diǎn)之間建立鏈接，并且，每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地與上層節(jié)點(diǎn)之間建立連接。節(jié)點(diǎn)能在與節(jié)點(diǎn)數(shù)量成對(duì)數(shù)關(guān)系的時(shí)間內(nèi)，重新定位到擁有所需資源的節(jié)點(diǎn)。Ring中，以視頻播放位置為圓心，根據(jù)其他節(jié)點(diǎn)播放位置與圓心的距離遠(yuǎn)近，建立一個(gè)冪律半徑的同心圓環(huán)(Ring)，組成索引路由表，來(lái)維持遠(yuǎn)近不同的鄰居節(jié)點(diǎn)，并且使用Gossip方式來(lái)更新路由表。這兩種方法主要用于P2P點(diǎn)播系統(tǒng)。

1.3 節(jié)點(diǎn)選擇

如何從索引得到的節(jié)點(diǎn)列表中選擇合適的節(jié)點(diǎn)組成鄰居節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)選擇考慮的問(wèn)題。最早最簡(jiǎn)單的方法是隨機(jī)選擇，即不考慮任何因素，隨機(jī)選擇一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)用于數(shù)據(jù)交換。雖然不能確保選到很好的節(jié)點(diǎn)，但是，它有利于網(wǎng)絡(luò)的均衡性。這種方法選擇的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的物理位置往往與本節(jié)點(diǎn)相距很遠(yuǎn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的傳輸速率較低，同時(shí)可能造成跨不同運(yùn)營(yíng)商流量。因此，通過(guò)位置感知獲得節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)距離，選擇離自己較近的節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)選擇里非常重要的方法。目前位置感知策略主要有基于往返時(shí)延(Round－Trip Time，RTT)和基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

基于往返時(shí)延位置感知主要根據(jù)兩節(jié)點(diǎn)間通信時(shí)延判斷出節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)距離，時(shí)延較短，說(shuō)明兩者距離較近。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，此種方法必定會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)通信開(kāi)銷(xiāo)，因此有學(xué)者提出采用節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)推算網(wǎng)絡(luò)距離，而無(wú)須直接通信，如 Vivaldi［7］。

基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湮恢酶兄饕ㄟ^(guò)掌握網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，得出節(jié)點(diǎn)位置信息。主要方法是基于網(wǎng)絡(luò)前綴匹配的拓?fù)涓兄?、基于路由表信息的拓?fù)涓兄?、基于TraceRout的拓?fù)涓兄蚉ing方法。Ping方法對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行Ping操作，得出兩者之間經(jīng)過(guò)多少網(wǎng)段，從而選出最近的節(jié)點(diǎn)，如系統(tǒng) TopBT［8］。

除了物理位置，節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性也能決定節(jié)點(diǎn)的選擇。節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性主要表現(xiàn)為帶寬、存儲(chǔ)和信息處理能力不同。在節(jié)點(diǎn)選擇時(shí)，可以根據(jù)這些因素來(lái)適當(dāng)選取目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該匹配具有相似帶寬能力的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。基于物理位置和節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性的節(jié)點(diǎn)選擇方法使得選擇的節(jié)點(diǎn)物理位置更近，傳輸更快，得到的服務(wù)更好，但是，它提高了某些節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重、某些節(jié)點(diǎn)被冷落的概率，因此，不利于網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡性。

2 數(shù)據(jù)傳輸

為了獲得更好的用戶體驗(yàn)及系統(tǒng)各項(xiàng)開(kāi)銷(xiāo)最小化，資源定位解決了搜索最佳目標(biāo)節(jié)點(diǎn)以獲得最佳內(nèi)容服務(wù)的問(wèn)題，而節(jié)點(diǎn)間視頻流的傳輸效率也是必不可少的因素。本節(jié)根據(jù)在傳輸過(guò)程中角色的不同，主要從傳輸路徑、傳輸方式和傳輸內(nèi)容來(lái)分析傳輸對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。

2.1 數(shù)據(jù)拓?fù)?Data Overlay)

節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)以什么方式組合起來(lái)才能高效傳輸數(shù)據(jù)，即傳輸拓?fù)湟鉀Q的問(wèn)題。分兩種結(jié)構(gòu)，即基于樹(shù)(Tree－based)結(jié)構(gòu)和基于網(wǎng)狀(Mesh－based)結(jié)構(gòu)。

1)基于樹(shù)結(jié)構(gòu)(Tree－based)

典型系統(tǒng)有Overcast。如圖2所示，Chunk按順序傳輸，形成媒體流。節(jié)點(diǎn)間父子關(guān)系的確定，使得媒體流傳輸快、延遲小。但是，樹(shù)結(jié)構(gòu)有明顯的缺點(diǎn):當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)離開(kāi)時(shí)，其子節(jié)點(diǎn)無(wú)處下載數(shù)據(jù)，因此樹(shù)的構(gòu)建與維護(hù)將占用很多開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)，節(jié)點(diǎn)上傳帶寬的限制使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能有特定數(shù)量子節(jié)點(diǎn)，增加樹(shù)的深度值，然而樹(shù)越深，數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺~子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，樹(shù)的寬度和深度是一個(gè)矛盾體。

圖2 單樹(shù)結(jié)構(gòu)

圖2的單樹(shù)結(jié)構(gòu)中，葉子節(jié)點(diǎn)的上傳帶寬沒(méi)有被充分利用。而圖3所示多樹(shù)結(jié)構(gòu)解決了這個(gè)問(wèn)題，節(jié)點(diǎn)3存在于兩棵樹(shù)中，既是葉子節(jié)點(diǎn)，也是中間節(jié)點(diǎn)，下載數(shù)據(jù)的同時(shí)也上傳數(shù)據(jù)。樹(shù)的這種直接從上到下的傳輸方式，正好滿足流媒體直播系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)的同步性。然而，流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)具有節(jié)點(diǎn)異步性，針對(duì)利用樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)滿足VCR操作，很多學(xué)者提出不少解決方法，其中典型的有P2cast［9］和緩存覆蓋一定寬度數(shù)據(jù)的滑動(dòng)窗口的Cacheand－Relay［10］方法。

圖3 多樹(shù)結(jié)構(gòu)

2)基于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh－based)

典型系統(tǒng)有 CoolStreaming［11］，Prime［12］等，根據(jù)資源和帶寬來(lái)動(dòng)態(tài)建立、消除拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鄰居關(guān)系。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性，節(jié)點(diǎn)之間會(huì)定期交換Keep－Alive信息，以時(shí)刻恢復(fù)有效的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)源不是固定于某一個(gè)或幾個(gè)父節(jié)點(diǎn)，因此，穩(wěn)健性是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)最突出的特點(diǎn)。然而，動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)也使得流媒體數(shù)據(jù)傳輸效率難以預(yù)測(cè)。在樹(shù)結(jié)構(gòu)里，數(shù)據(jù)傳輸有規(guī)定路線，在結(jié)構(gòu)變化不大的情況下，流媒體能達(dá)到很高的連續(xù)性。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)里，不同Chunk經(jīng)過(guò)不同路線到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，到達(dá)順序與播放順序的不一致將導(dǎo)致啟動(dòng)延時(shí)長(zhǎng)、回放不連續(xù)等現(xiàn)象。

2.2 數(shù)據(jù)調(diào)度模式

數(shù)據(jù)調(diào)度研究以何種方式傳輸數(shù)據(jù)，目前，主要有推(Push)模式、拉(Pull)模式和混合(Push+Pull)模式。

1)推(Push)模式

這種方式主要用于樹(shù)結(jié)構(gòu)，父節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)推給子節(jié)點(diǎn)，如TURINstream［13］。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的父子關(guān)系不確定性會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)節(jié)點(diǎn)把同一Chunk推給同一個(gè)節(jié)點(diǎn)，浪費(fèi)了節(jié)點(diǎn)的上傳帶寬，這就需要計(jì)劃好推Chunk策略。當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入或離開(kāi)系統(tǒng)時(shí)，又需重新計(jì)劃策略，增加了系統(tǒng)的控制開(kāi)銷(xiāo)。

2)拉(Pull)模式

耐密型玉米品種由于密度的增加，必然增加播種、施肥、收獲等勞動(dòng)強(qiáng)度。由于農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，農(nóng)村只剩下老弱婦幼，推廣精量播種、機(jī)械化管理、機(jī)械化收割，有利于耐密型品種的推廣。

為了避免Push模式的弊端，自然的方法就是采用Pull模式，它主要用于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，如 CoolStreaming，PPLive等。通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間定期地相互交換Buffer Map來(lái)了解所有節(jié)點(diǎn)擁有的Chunk信息，繼而可以有選擇地發(fā)出請(qǐng)求信息，避免了Chunk傳輸時(shí)的冗余。然而，頻繁的交換Buffer Map信息和請(qǐng)求信息會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，導(dǎo)致傳輸延遲。

3)混合(Push+Pull)模式

針對(duì)Push和Pull兩種模式各自的優(yōu)點(diǎn)，Zhao等提出將兩種模式結(jié)合，如系統(tǒng)Gridmedia［14］中，時(shí)間被分為時(shí)間片，當(dāng)有新節(jié)點(diǎn)加入或鄰居節(jié)點(diǎn)離開(kāi)，下一個(gè)時(shí)間片采用Pull模式，其余時(shí)間片均采用Push模式。根據(jù)上述知識(shí)可知，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化時(shí)，采用Pull模式，正是利用其以增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)為代價(jià)來(lái)消除Chunk冗余的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變的情況下，充分利用Push模式傳輸快、無(wú)需額外系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)的特點(diǎn)。

2.3 數(shù)據(jù)片選擇策略

視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中，各節(jié)點(diǎn)同一時(shí)間播放不同的Chunk，如何選擇Chunk確保其有效性及均衡性，是數(shù)據(jù)片選策略要解決的問(wèn)題，主要有稀少優(yōu)先策略［15］、播放順序策略和預(yù)取策略［16］。

稀少優(yōu)先中，根據(jù)數(shù)據(jù)塊的密度，當(dāng)擁有某數(shù)據(jù)塊的節(jié)點(diǎn)數(shù)最少時(shí)，優(yōu)先下載此塊，減小因數(shù)據(jù)塊的離開(kāi)而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)中無(wú)處下載此塊的危險(xiǎn)性。播放順序策略主要根據(jù)離當(dāng)前播放點(diǎn)的距離遠(yuǎn)近，將數(shù)據(jù)分為高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)兩個(gè)集合，按照一定比例p在這兩個(gè)集合中選擇數(shù)據(jù)片段通過(guò)稀少優(yōu)先的策略下載。Toast［17］結(jié)合上述兩種思想，將當(dāng)前播放點(diǎn)之后的數(shù)據(jù)區(qū)域分為放棄(Giving up)區(qū)域、順序(In－order)選擇區(qū)域以及Beta隨機(jī)選擇區(qū)域，如圖4所示。放棄區(qū)域通過(guò)基于片段的長(zhǎng)度、客戶端的下載速率以及視頻的碼率進(jìn)行預(yù)估后無(wú)法下載完成，直接放棄下載;順序選擇區(qū)域中的片段是鄰近播放點(diǎn)的片段;Beta隨機(jī)選擇區(qū)域是在順序選擇區(qū)域已經(jīng)填滿或者片段無(wú)法獲得時(shí)選擇這個(gè)區(qū)域內(nèi)的片段。預(yù)取策略:在節(jié)點(diǎn)下載接收流媒體數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的空閑資源，預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)將要訪問(wèn)的后續(xù)資源，并預(yù)先下載媒體流緩存到代理服務(wù)器，從而解決節(jié)點(diǎn)播放視頻抖動(dòng)問(wèn)題。它有效利用存儲(chǔ)空間，降低用戶訪問(wèn)延遲及確保用戶能持續(xù)獲得流媒體數(shù)據(jù)。

圖4 Toast數(shù)據(jù)片選擇策略

2.4 與MDC，SVC視頻編碼方式的結(jié)合

在P2P流媒體系統(tǒng)中，傳統(tǒng)視頻編碼將媒體編碼成單個(gè)碼流進(jìn)行傳輸，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性導(dǎo)致收不到碼流時(shí)，節(jié)點(diǎn)將無(wú)法播放相應(yīng)視頻片段。后來(lái)學(xué)者提出將多描述性編碼(Multiple Description Coding，MDC)和可伸縮編碼(Scalable Video Coding，SVC)應(yīng)用到P2P流媒體系統(tǒng)中。根據(jù)MDC和SVC編碼特性設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)調(diào)度策略，能在播放連續(xù)性、適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)靈活性等方面進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。

采用MDC編碼時(shí)，系統(tǒng)將視頻編碼成多個(gè)同等重要、可獨(dú)立解碼的碼流(即描述)，接收的描述數(shù)量越多，解碼后的視頻質(zhì)量越好，典型系統(tǒng)有CoopNet。傳輸時(shí)，若某個(gè)描述存在丟包或延遲長(zhǎng)等現(xiàn)象，描述之間的獨(dú)立解碼特點(diǎn)使得接收方仍可根據(jù)已收到的描述解碼出相應(yīng)的視頻，只是播放質(zhì)量降低，其主要以降低觀看質(zhì)量為代價(jià)來(lái)提高播放的連續(xù)性。

在P2P系統(tǒng)中，有些節(jié)點(diǎn)只下載數(shù)據(jù)而不提供上傳服務(wù)，被稱為自私節(jié)點(diǎn)。設(shè)想如果系統(tǒng)中大量存在此類節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)性能必將受到嚴(yán)重影響。因此，合適的激勵(lì)機(jī)制對(duì)于P2P系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。比如Liu［18］采用MDC方式編碼，對(duì)于提供上傳帶寬越多的節(jié)點(diǎn)，使其收到的媒體描述越多，因而解碼后的視頻質(zhì)量越好。

3 小結(jié)及展望

本文主要從資源搜索效率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性闡述不同索引方式，從數(shù)據(jù)傳輸效率介紹數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。集中式索引主要用于小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，純P2P式用于要求可擴(kuò)展性好、大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。樹(shù)結(jié)構(gòu)中，子節(jié)點(diǎn)只需向父節(jié)點(diǎn)獲取，不需索引，因此，這些索引方式主要針對(duì)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。隨機(jī)節(jié)點(diǎn)選擇保證了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡性。在局域網(wǎng)內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)間物理距離相差不大，隨機(jī)節(jié)點(diǎn)選擇就能獲得很好的傳輸服務(wù)，對(duì)于廣域網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)的物理位置和性能相差很大，因此構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，多考慮這些因素。確定的節(jié)點(diǎn)父子關(guān)系的樹(shù)狀數(shù)據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，多運(yùn)用于同步性應(yīng)用，如視頻直播系統(tǒng)。同時(shí)也使得推模式成為其主要數(shù)據(jù)調(diào)度方式，而拉模式多用于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。Chunk的選擇策略主要針對(duì)點(diǎn)播系統(tǒng)而言。每種方式都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。在實(shí)際構(gòu)建P2P系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇不同方法。

構(gòu)建P2P系統(tǒng)，除了上述關(guān)鍵技術(shù)需要考慮之外，一些實(shí)際限制條件也有待解決。

1)知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題

P2P最突出特點(diǎn)就是節(jié)點(diǎn)之間直接交換數(shù)據(jù)，無(wú)需服務(wù)器的參與，這是內(nèi)容提供商不愿看到的。所以自從第一個(gè)P2P系統(tǒng)Napster誕生以來(lái)，出現(xiàn)許多內(nèi)容提供商(如RIAA)與P2P公司之間的官司，因此與媒體發(fā)布者之間建立互利之道是未來(lái)的發(fā)展方向。

2)帶寬問(wèn)題

對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，P2P非常方便，這種便利急劇增大了P2P下載流量，占用大量網(wǎng)絡(luò)資源，減少了ISP的盈利。因此，管理網(wǎng)絡(luò)中流媒體阻塞以保持基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定是ISP要考慮的問(wèn)題。

3)安全問(wèn)題

由于沒(méi)有服務(wù)器的管理，節(jié)點(diǎn)之間直接交流使得一些反動(dòng)、色情等不良信息波及更大范圍。因此P2P技術(shù)帶來(lái)了更多額外安全問(wèn)題。

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