【正文】 力并且能夠靈活, 智能地決定數(shù)據(jù)的傳輸方向. 因此文章中提出了一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的 ( Datacentric ) 設(shè)計(jì)方案 一個(gè)結(jié)點(diǎn)總是向那些需要數(shù)據(jù)的結(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù), 而它們之間沒有諸如父子關(guān)系, 內(nèi)部外部關(guān)系和上行流下行流關(guān)系. 換句話說(shuō), 是數(shù)據(jù)的可用性信息引導(dǎo)著數(shù)據(jù)的流向, . 尤其是考慮到一個(gè)半靜態(tài)的結(jié)構(gòu), 無(wú)論多么有效, 總是會(huì)因?yàn)榻Y(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)而處于次優(yōu)的狀態(tài).基于這樣的目標(biāo), 本文描述了DONet 一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的重疊網(wǎng)絡(luò), 而其中的核心操作非常簡(jiǎn)單: 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)與一組伙伴周期性地交換數(shù)據(jù)可用性信息, 從一個(gè)或多個(gè)伙伴那里接收自己所沒有的數(shù)據(jù), 并把自己所擁有的數(shù)據(jù)提供給需要的伙伴. 我們將著重分析這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的三種突出特性:(1) 易于實(shí)現(xiàn), 它不需要構(gòu)建并維護(hù)一個(gè)復(fù)雜的全局結(jié)構(gòu)。 ( 本節(jié)翻譯: DriftingLeaves )隨著寬帶接入的普及化, 多媒體服務(wù)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)變得日益重要, 并且已經(jīng)成為今天 Internet 流量的重要組成部分. 許多諸如網(wǎng)絡(luò)電視, 新聞廣播的多媒體應(yīng)用都涉及到把流媒體從源頭傳送給大量用戶的過程. 對(duì)這些應(yīng)用來(lái)說(shuō), IP 多播也許是最有效的途徑。 這篇文章將會(huì)通篇分析 DONet 在有限延遲下的可擴(kuò)展性, 而且也會(huì)考慮到實(shí)現(xiàn) DONet 時(shí)所面臨的一些實(shí)際挑戰(zhàn), 并在此基礎(chǔ)上提出一個(gè)有效的成員關(guān)系和伙伴關(guān)系管理算法, 以及一個(gè)能完成實(shí)時(shí)且連續(xù)播放流內(nèi)容的智能調(diào)度算法.通過 Planetlab 已經(jīng)在大范圍內(nèi)評(píng)估了 DONet 的性能. 這些實(shí)驗(yàn)幾乎包括了 Planetlab 的所有有效結(jié)點(diǎn). 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 DONet 甚至能夠在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)條件下達(dá)到很好的流質(zhì)量. 此外, 控制所帶來(lái)的額外開銷和傳輸延遲都可以保持在很低的水平上. 在2004年5月30日, 一個(gè)基于Internet 的 DONet 的實(shí)現(xiàn) CoolStreaming . 它已經(jīng)吸引了超過30000的用戶并且在一些高峰時(shí)間創(chuàng)下了4000人同時(shí)在線的記錄. 這篇論文將會(huì)討論關(guān)于 CoolStreaming 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題, 并且描述一些這次大范圍測(cè)試中的有趣現(xiàn)象. 具體來(lái)說(shuō), 網(wǎng)絡(luò)范圍越大, 被傳送的流的質(zhì)量將會(huì)越好.I. 概述 (2) 高效,數(shù)據(jù)的傳遞方向是依照數(shù)據(jù)的可用性信息而動(dòng)態(tài)改變的, 而不是被限制在特定的方向上。CoolStreaming/DONet: 實(shí)時(shí)流媒體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)重疊網(wǎng)絡(luò)作者: Xinyan Zhang, Jiangchuan Liu, Bo Li, TakShing Peter Yum翻譯: 默難 ( monnand ). DriftingLeaves ( driftingleaves )原文參見: 本文其他部分參見: 摘要 ( 本節(jié)翻譯: DriftingLeaves )本文描述了 DONet 一種用于流媒體的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò). DONet 的核心操作非常簡(jiǎn)單 : 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)與一組伙伴周期性地交換數(shù)據(jù)可用性信息, 從一個(gè)或多個(gè)伙伴那里接收自己所沒有的數(shù)據(jù), 并把自己所擁有的數(shù)據(jù)提供給需要的伙伴. 我們將著重分析這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的三種突出特性:(1) 易于實(shí)現(xiàn), 它不需要構(gòu)建或維護(hù)一個(gè)復(fù)雜的全局結(jié)構(gòu)。 (3) 健壯, 允許結(jié)點(diǎn)的伙伴關(guān)系在眾多提供者中作出適應(yīng)變化的快速轉(zhuǎn)換. 然而它的擴(kuò)展卻因?yàn)樵S多現(xiàn)實(shí)上的和政治上的因素而受到限制, 例如缺乏動(dòng)力去安裝具有多播能力的路由來(lái)承擔(dān)多播流量. 因此研究者們開始關(guān)注應(yīng)用層上的解決方案 通過參與者的合作來(lái)建立一個(gè)在單播通道之外的重疊網(wǎng)絡(luò), 這些參與者也被稱作重疊網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn) ( Overlay Node ), 那么在此基礎(chǔ)上, 就可以通過結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系, 實(shí)現(xiàn)所謂的多播.作為 IP 多播的替代方案, 開始時(shí)許多網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法大多使用樹結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞. 雖然這種方案能夠像 IP 多播一樣, 與專用基礎(chǔ)路由 ( Dedicated Infrastructure Routers ) 很好的搭配, 但是卻經(jīng)常會(huì)與帶有動(dòng)態(tài)結(jié)點(diǎn)的應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)搭配錯(cuò)誤. 而且自主網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)會(huì)輕易地崩潰或離開, 因此樹結(jié)構(gòu)是高度易損的. 而這一問題在對(duì)帶寬和連續(xù)性都有很高要求的流傳輸中, 顯得更加嚴(yán)重. 同時(shí)雖然像網(wǎng)孔和森林這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)能部分地解決問題, 但其本身的實(shí)現(xiàn)卻過于復(fù)雜, 而且經(jīng)常缺乏可擴(kuò)展性.從另一個(gè)角度講, 把多播功能移植到應(yīng)用層同樣會(huì)導(dǎo)致更大的彈性。 (2) 高效,數(shù)據(jù)的傳遞方向是依照數(shù)據(jù)的可用性信息而動(dòng)態(tài)改變的, 而不是被限制在特定的方向上。 第二, 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)越大, 所傳送的數(shù)據(jù)流質(zhì)量將會(huì)越好. 這兩點(diǎn)都再一次說(shuō)明了本文所提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)重疊網(wǎng)絡(luò)是用來(lái)解決多播視頻分配的可靠方案.II. 相關(guān)工作 ( 本節(jié)翻譯: DriftingLeaves )在過去的十年里, 出現(xiàn)過一些基于IP多播視頻的重要研究, 可以參考 [18]. 最近,又提出了許多有關(guān)網(wǎng)絡(luò)多播 ( Overlay Multiply System ) 的系統(tǒng), 它們大體上分為兩類: 基于代理協(xié)助 ( Proxyassisted ) 的和基于 P2P 的. 在傳統(tǒng)意義上, 通常事先安排一整套服務(wù)或應(yīng)用層上的代理, 然后在這些錨點(diǎn) ( Anchor Node ) 的協(xié)助下建立起一個(gè)高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)[1],[2],[24],[26],[28]. DONets屬于第二類, 它不依賴于專用結(jié)點(diǎn) ( Dedicated node ) , 但是能在自組織的自動(dòng)結(jié)點(diǎn) ( Autonomous Nodes ) 的基礎(chǔ)之上建立起一個(gè)網(wǎng)絡(luò). 在這一部分中, 我們將對(duì)現(xiàn)行的幾種網(wǎng)絡(luò)流協(xié)議作簡(jiǎn)略介紹, 重點(diǎn)將放在那些完全遵循 p2p 模式的協(xié)議上.A. 基于樹結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)及其擴(kuò)展像前面所提到的, 許多網(wǎng)絡(luò)流協(xié)議采用基于IP多播的樹狀結(jié)構(gòu). 在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間構(gòu)建并維護(hù)一個(gè)高效的分布式樹結(jié)構(gòu), 是這類系統(tǒng)的關(guān)鍵. 在CoopNet 中, 視頻源作為樹結(jié)構(gòu)的根, 收集所有結(jié)點(diǎn)的信息, 用于樹的構(gòu)造及維護(hù). 因此集中式的算法將會(huì)非常有效. 但這樣的作法必須依賴于一個(gè)功能強(qiáng)大的專用根結(jié)點(diǎn). 同時(shí), 像 SpreadIt[10], NICE[12]和ZIGZAG[11], 使用分布式算法通過一系列結(jié)點(diǎn), 實(shí)現(xiàn)構(gòu)建和路由功能. 在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中, 這些算法采用層次聚類 ( Hierarchical Clustering ) 的方式來(lái)達(dá)到最小的延遲 (從樹的高度上講 ) 或邊界結(jié)點(diǎn)的工作量 (從扇出度 ( Fanout Degree ) 上講 ) . 但是, 一個(gè)樹結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部結(jié)點(diǎn)會(huì)有較大的負(fù)載, 因此它的離開或崩潰, 將會(huì)在很大范圍內(nèi)導(dǎo)致后代結(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)不足. 雖然已經(jīng)設(shè)計(jì)出了一些樹結(jié)構(gòu)的修復(fù)算法來(lái)適應(yīng)結(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化 [12],[11],[23]。 這些結(jié)點(diǎn)會(huì)在下一輪中作相似的事情, 直到所有結(jié)點(diǎn)都收到信息. 閑談對(duì)象的隨機(jī)選擇, 能使系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)隨機(jī)發(fā)生的意外退出的彈性, 并且能夠進(jìn)行非中心式的操作. 與 [16] 相似, DONet 的成員管理中使用了閑談協(xié)議. DONet 中的數(shù)據(jù)傳輸方法也部分受到閑談概念的影響. 但無(wú)論如何, 不能將閑談機(jī)制直接用于流傳輸, 因?yàn)殡S機(jī)的傳送數(shù)據(jù)會(huì)帶來(lái)大量的冗余, 而這對(duì)于有高帶寬需求的流應(yīng)用來(lái)說(shuō)更加嚴(yán)重. DONet 中, 使用了一個(gè)有力伙伴的選擇算法, 和一個(gè)低開銷的調(diào)度算法, 以便于在大量減少冗余的情況下, 智能地從眾多伙伴中接收數(shù)據(jù).先前進(jìn)行的一些有關(guān) P2P 的請(qǐng)求式流傳輸 ( 例如, [4], [5], [6], [7], [8], [9]) 的工作與閑談機(jī)制緊密相關(guān), DONet 也是如此. 在這樣的機(jī)制中, 視頻數(shù)據(jù)由一些種子結(jié)點(diǎn)在有異步需求的結(jié)點(diǎn)中傳播. 同時(shí), 一個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn), 能夠一起為一個(gè)新結(jié)點(diǎn)提供緩沖數(shù)據(jù), 并能隨著提供者的增多, 增強(qiáng)系統(tǒng)的能力. DONet 的目標(biāo)是通過半同步的結(jié)點(diǎn), 達(dá)到實(shí)時(shí)流媒體傳輸, 這就需要不同的解決方法. 然而, 在實(shí)際的Internet 實(shí)現(xiàn)中, DONet 的能力有很大的增強(qiáng), 這也證明了那些在 P2P 請(qǐng)求式流傳輸研究中的論證.III. DONet的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 ( 本節(jié)翻譯: 默難 ) Fig1 一個(gè)DONet結(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig1 是一個(gè) DONet 結(jié)點(diǎn)中的系統(tǒng)架構(gòu)圖. 其中有三個(gè)重要模塊: (1) 成員管理模塊 ( Membership Manager ). 負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中一部分結(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息。39。39。39。39。 網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)直接相連的結(jié)點(diǎn)互為伙伴. )。s Availability Information ), 動(dòng)態(tài)地調(diào)整. 分段的可用性信息會(huì)在結(jié)點(diǎn)及其伙伴之間周期性地傳遞. ( 譯者注: 原文中使用的是 ``periodically exchanged between the node and its partners39。. 翻譯為``周期性地在結(jié)點(diǎn)及其伙伴間傳遞39。. 但是譯者認(rèn)為, 這種傳遞并非是嚴(yán)格地周期性動(dòng)作, 即, 兩次信息交換之間的時(shí)間間隔不一定是個(gè)常數(shù). 因此, 此處翻譯為``周期性地39。 似乎欠妥 ) 但是最初提供資源的結(jié)點(diǎn) ( Source Node ) 是個(gè)例外 它的角色永遠(yuǎn)是分段的提供者. 在此, 這種結(jié)點(diǎn)被稱為``源結(jié)點(diǎn)39。 ( Origin Node ). 它可以是一個(gè)專用于提供視頻服務(wù)的服務(wù)器, 也可以是網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)運(yùn)行了視頻服務(wù)程序的計(jì)算機(jī).本節(jié)中, 將討論模塊間的交互以及設(shè)計(jì)問題. 并給出了當(dāng)前的一些解決方案. 它們分別被應(yīng)用于基于PlanetLab的和基于因特網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中. A. 結(jié)點(diǎn)的加入和成員的管理每個(gè) DONet 結(jié)點(diǎn)都有自己的一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符 ( Unique Identifier ) 比如可以是它的IP地址 并且維護(hù)著一個(gè)緩存, 用來(lái)存儲(chǔ) DONet 網(wǎng)絡(luò)中一部分活躍成員的標(biāo)識(shí)符 ( 以下稱該緩存為mCache ). 在一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)點(diǎn)添加算法中,