2.5 P2P文件分发

1.P2P体系结构的扩展性

分发时间：所有N个对等方得到该文件的副本所需要的时间

客户-服务器体系结构最小分发时间 $D_{cs}=max\left \{ \frac{NF}{u_{s}},\frac{F}{d_{min}} \right \}$
P2P体系结构最小分发时间 $D_{P2P}^{}=max\left \{ \frac{F}{u_{s}},\frac{F}{d_{min}},\frac{NF}{u_{s}+\sum_{i=1}^{N}u_{i}} \right \}$

$u_{s}$ 表示服务器接入链路的上载速率, $u_{i}$ 表示第i个对等方接入链路的上载速率。 $d_{min}$ 表示具有最小下载速率的对等放的下载速率。F表示分发文件的长度。N表示要获得的该文件副本的对等放数量。

2.BitTorrent

BitTorrent是一种用于文件分发的流行P2P协议。参与一个特定文件分发的所有对等方的集合被称为一个洪流。每个洪流具有一个基础设施节点，称为追踪器。当一个对等方加入某洪流的时候，它向追踪器注册自己，并周期性地通知追踪器它仍然在该洪流中。

假设有一个新的对等方Alice加入该洪流，追踪器随机地从参与对等方的集合中选择对等方的一个子集，并将该子集的IP地址发送给Alice。Alice持有对等方的这张列表，试图与该列表上的所有对等方创建并行的TCP连接。

2.6 视频流和内容分发网

2.6.1 因特网视频

视频是一系列图像，通常以一种恒定的速率来展现。压缩的因特网视频的比特率范围通常从用于低质量视频的100kps，到用于流式高分辨率电影的超过3Mbps，再到用于4K六十展望的超过10Mbps。我们也能使用压缩生成相同视频的多个版本，每个版本有不同的质量等级。

2.6.2HTTP流和DASH

在HTTP流中，视频只是存储在HTTP服务器中作为一个普通文件，每个文件有一个特定的URL。当用户要看该视屏的时候，客户与服务器创建一个TCP连接并且发送对该URL的HTTP GET请求。

DASH(经HTTP的动态适应性流)。在DASH中，视频编码为几个不同的版本，其中每个版本具有不同的比特率，对应不同的质量水平。客户动态的请求来自不同版本且长度为几秒的视频段数据块。当可用带宽较高的时候，客户自然地选择来自高速率版本地块；当可用带宽量较低地时候，客户自然地选择来自低速率版本的块。

2.6.3 内容分发网

CDN(内容分发网)管理分布在多个地理位置上的服务器，在它的服务器中存储视频的副本。并且试图将每个用户请求定位到一个将提供最好的用户体验的CDN位置。CDN分为专用CDN和第三方CDN。

1 CDN操作

假定一个内容提供商NetCinema,雇佣了第三方CDN公司Kingcdn来向其客户分发视频。

1）用户访问位于NetCinema的Web网页。

2）当用户点击连接http://video.netcinema.com/6Y7B23V时，该用户主机发送了一个对于video.netcinema.com的DNS请求。

3）用户的本地DNS服务器(LDNS)将该DNS请求中继到一台用于NetCinema的权威DNS服务器，该服务器观察到主机名video.netcinema.com中的“video”字符串。为了将该DNS请求移交给KingCDN，Netcinema权威DNS服务器并不返回一个IP地址，而是向LDNS返回一个KingCDN域的主机名。

4）从这时起，DNS请求进入了KingCDN专用DNS基础设施，用户的LDNS则发送第二个请求,KingCDN的DNS系统最终向LDNS返回KingCDN内容服务器的IP地址。

5）LDNS向用户主机转发内容服务CDN节点的IP地址。

6）一旦客户收到KingCDN内容服务器的IP地址，它与具有该IP地址的服务器创建了一条直接的TCP连接，并且发出对该视屏的HTTP GET请求。

2.集群选择策略

任何CDN部署，其核心是集群选择策略。即动态的将客户定向到CDN中的某个服务器集群或者是数据中心的机制。