基于网络编码的内容分发研究

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随着人们对大数据需求的增加,内容分发日渐成为互联网上最重要的应用之一。P2P内容分发网络以其良好的灵活性、有效性和可扩展性受到了诸多用户及研究者的青睐和关注。与此同时,对等节点和数据分块传输也给P2P带来了动态性和调度方面的问题。网络编码自2000年提出以来受到了网络通信、信息处理等多个领域的瞩目,不同于传统路由方案中节点仅对数据进行存储转发,其核心思想是在中间节点引入对数据的处理。理论及实践表明网络编码在提升吞吐量、减少能量消耗等多方面具有良好的性能优势。将网络编码的思想引入P2P内容分发系统,中间节点对数据块操作产生编码块,进而发送至其它节点,可以很好的解决动态节点和调度问题,从而有效提高了系统的吞吐量,缩短了平均分发的时间。然而,由于在中间节点引入了对数据的处理计算,与之带来的计算复杂度问题不容忽略,这成为阻碍基于网络编码内容分发网络进一步提升性能的瓶颈。本文提出一种部分分组网络编码的解决方案,结合分组网络编码和稀疏编码的思想,对中间节点进行去冗余的少编码,有效的改善了编码效率,减小了计算复杂度。同时针对基于该方案的P2P内容分发网络进行了系统性能的局部优化,改进了组调度问题的解决方案,引入分级节点和慢启动的机制,从而进一步提高了系统的整体性能。
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