P2P 视频直播系统中的分布式负载均衡算法 - 计算机系统应用.PDF

2009 年 第 12 期 计 算 机 系 统 应 用 ① P2P 视频直播系统中的分布式负载均衡算法 A Distributed Load Balancing Arithmetic in Video Living Broadcast System Based on P2P 崔虹燕 (兰州商学院 信息工程学院 甘肃 兰州 730020) 摘 要： 在分析了 P2P 网络应用模式优势的基础上，针对现有的基于 P2P 的视频直播系统中的负载均衡算法 存在的问题，提出了一种分布式负载均衡算法。该算法不仅可以协同考虑节点的处理能力和网络延时， 还可以在开销较小的前提下有效的降低组播树高度和平均源到端延时。 关键词： P2P 视频直播 负载均衡 分布式 1 引言 有效的管理分布式系统的资源，进一步减小组播树高 与传统的 C/S 模式相比，基于 P2P 技术的非中心 度、平均源到端延时和提高节点的带宽利用率。下面 结构的对等流媒体应用模式，具有资源利用率高、网 给出一种分布式负载均衡算法，该算法可以协同考虑 络性能好、资源标识方法统一、中转服务成本低、信 网络各节点的处理能力，以及网络延时等问题。 息数据成本资源 “边缘化”等优势。因此，在一个动 态的、异构的网络环境中，通常采用分布式树优先的 3 分布式负载均衡算法 方案，构建基于源的满足约束条件的应用层组播树来 3.1 两种优化操作 实现视频直播。而这种对于延时敏感的网络应用系统 (1) Degrade ： 对 于 任 意 节 点 vV ， 若 而言，从源节点到系统中其它各节点之间的网络延时 Contribution(v) =0 且 Level(v)较小时，即节点 V 应受到严格控制，即组播树的高度应该控制在一定范 在离根节点较近的位置上，同时对系统的贡献较小， 围内。但是，由于网络的异构性新节点的加入过程总 则对节点 V 实行 Degrade 操作，使节点 V 向树叶节 是倾向于组播树上延时较小的分支，从而可能造成组 点方向移动，将节点 V 重定向到其兄弟节点上，如图 播树的负载不均，进而造成媒体服务质量的下降。因 1 所示。 此，均衡负载就成为了基于 P2P 的视频直播系统中的 (2) Upgrade：若组播树上节点V 对系统的贡献 一个核心问题。 Contribution(v) 较大，则对节点 V 执行 Upgrade 操作，使节点向根节点方向移动，如图 2 所示。 2 负载均衡算法存在的问题