博士生物學開題報告模板(博士開題報告)
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一、摘要
論文題目 中文 基于Internet的對等網絡流媒體點播系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)
英文 Research and Implementation of Internet-based Peer-to-Peer VoD system
摘 要 對等網絡是提供互聯(lián)網范圍內大規(guī)模視頻應用的關鍵技術，它成功地克服了傳統(tǒng)客戶機-服務器模式所面臨的可擴展性問題。本文研究對等網絡技術流博士開題報告媒體點播系統(tǒng)，在線視頻應用分為直播和點播兩種，在直播系統(tǒng)中，節(jié)點之間相互共享數據的可能性要比點播大得多。由于固有的數據分散性，即海量的視頻資源以及節(jié)點之間觀看視頻的進度差異很大，在降低服務器壓力和保證節(jié)點流暢播放方面，點播比直播面臨更大的挑戰(zhàn)。
對等網絡流媒體點播系統(tǒng)從結構上可以分為兩個部分，覆蓋網構造和流媒體傳輸調度。其中覆蓋網構造關注系統(tǒng)中節(jié)點如何發(fā)現(xiàn)其它節(jié)點的過程，發(fā)現(xiàn)感興趣節(jié)點后將建立一個獨立于物理網絡的邏輯上的覆蓋網(overly network)，這個覆蓋網中的節(jié)點構成了該節(jié)點的伙伴節(jié)點。流媒體傳輸調度主要解決節(jié)點如何從其它節(jié)點以及服務器獲取數據的問題，節(jié)點一方面從伙伴節(jié)點那里獲取數據，另一方面為其它伙伴節(jié)點提供數據，這些過程都需要高效的算法和機制來完成。本文中提出的覆蓋網構造算法以及流媒體調度算法為點播系統(tǒng)中存在的這些問題提供了很好的解決方案。
本文在分析和研究國內外各種基于對等網絡直播和點播系統(tǒng)的基礎上，通過對等網絡與服務器的融合，提出了新的高效的點播算法，為了評價算法的有效性，文中通過仿真與其它著名算法進行了比較，從而證明了本文所提出的算法可以更加有效地構建流媒體點播系統(tǒng)。本文的主要的工作和貢獻如下：
1. P2S(Peer-to-Server)與P2P融合，提出了在選片算法中融合P2S和P2P的方法，以支持保證用戶服務質量的設計目標。
2. 流媒體調度算法，提出了新的節(jié)點選擇算法，通過引入“優(yōu)先級”的指標來從節(jié)點服務方的角度選擇節(jié)點。
3. 覆蓋網構造算法，設計出新的基于無結構覆蓋網的構造算法，實測數據表明該方法具有很好的穩(wěn)定性，能夠適應對等網絡動態(tài)性的特征。
4. 大規(guī)模系統(tǒng)設計與部署，參與設計并實現(xiàn)了騰訊公司QQLive點播服務的原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前運行于互聯(lián)網上，擁有百萬級用戶同時在線的記錄。
本文所做的工作大部分用于實現(xiàn)QQLive產品點播服務的原型系統(tǒng)，該原型系統(tǒng)被設計為一個可以運行在互聯(lián)網范圍內的百萬級對等網絡流媒體點播系統(tǒng)，經過后期反復地測試和改進，對應于該原型系統(tǒng)的商業(yè)實現(xiàn)已經成功地部署在中國互聯(lián)網上，為數以千萬計的用戶提供視頻點播服務。
關鍵詞 中文 對等網絡;視頻點播;傳輸調度;覆蓋網
英文 Peer-to-Peer; VoD; streaming scheduling; overly network
二、立題依據
1、研究意義
2、國內外研究現(xiàn)狀
3、主要參考文獻及出處
1. 研究意義
目前，CDN和P2P被用于不同的領域，CDN主要用于可靠的Web和流媒體內容分發(fā)，而P2P則主要用于內容交換。兩種技術各有優(yōu)缺點。CDN具有可靠服務質量保證、高可用性、可管理性和節(jié)省網絡資源的優(yōu)勢，P2P技術在低成本、高可擴展性、系統(tǒng)級可靠性和支持突發(fā)訪問能力方面表現(xiàn)卓越。同時他們都存在一些問題，CDN投資成本高、可擴展性差、大文件分發(fā)效率低等，P2P服務質量難以保證、網絡資源占用量大、存在安全性、版權問題。因此CDN融合P2P存在強大的驅動力，取長補短，使之優(yōu)勢互補。隨著以內容為核心的互聯(lián)網應用的發(fā)展，如何實現(xiàn)快速的、有服務質量保證的內容分發(fā)成為核心問題。特別是隨著網絡融合的趨勢，不同的終端將通過不同的網絡來獲取內容和服務，構建一個IP之上的、應用無關的內容承載平臺具有重要的意義。
本課題從分析傳統(tǒng)P2P和CDN技術的特點以及各自的缺陷和不足出發(fā)，基于新興的P2P技術，研究新型的基于CDN+P2P架構的內容分發(fā)服務解決方案，在新的CDN over P2P模式的網絡架構的基礎上，著力解決大文件下載中源節(jié)點選擇和片段選擇問題，在深入分析現(xiàn)有的源節(jié)點選擇和片段選擇算法的基礎上，提出適合本課題特定需求的算法，降低大文件下載的時延和服務器的壓力，并通過節(jié)點之間的協(xié)同合作加快文件轉移至P2P用戶區(qū)進一步降低服務器的壓力，使之分配更多的資源用于非熱門節(jié)目的服務，這樣不僅可以減少節(jié)點從服務器下載給網絡帶來的冗余，而且可以避免網絡資源的浪費。
2. 國內外研究現(xiàn)狀
本課題研究來源于本人所在公司/學校“數字音像內容集成分發(fā)平臺”。項目針對基于CDN+P2P的內容分發(fā)網絡進行研究，擬建立一種全新架構的內容分發(fā)平臺。本課題將P2P和CDN技術進行融合，用于媒體內容管理和分發(fā)，具有較大的理論創(chuàng)新和實際應用意義。目前，國內外在CDN+P2P混合結構中節(jié)點選擇和片段選擇方面尚未有大量較深入的研究性論文和相關成果發(fā)表。在CDN融合P2P方面，文獻[1]中提出一種新的架構，通過消除CDN中心管理服務器，使之分散在網絡邊緣形成集群來完成內容分發(fā)，這樣做的缺點在于核心網中流量并未降低，而且由于內容定位得到的邊緣服務器很可能不在本地而降低了內容分發(fā)的速度和增加了核心網的負載。在文獻[2]中，作者主要考慮改造CDN中邊緣服務器的結構使在其服務區(qū)內形成P2P社區(qū)來加速流媒體內容分發(fā)，這篇文章把分發(fā)化為服務器和P2P分發(fā)兩個階段，并在理論上研究了切換的時機，具有一定的理論價值。文獻[3]提出了解決資源replica的算法，通過在邊緣服務器之間直接交換文件來達到理論上最優(yōu)的資源replica分布。在節(jié)點選擇方面，[4]提出了在P2P文件共享系統(tǒng)中節(jié)點選擇問題，主要是使用機器學習的方法預測和選擇最合適的單源節(jié)點，有一定的理論價值，不過當下載連接較多時，這種方法的資源消耗量可能會比較大。這方面文獻中的方法主要來源于測量和離線數據庫，測量的輕量級的方法比較高效一些，本課題傾向于開發(fā)基于網絡工具的測量方法來感知節(jié)點之間的距離，另外因為需要結合CDN+P2P混合結構來做節(jié)點選擇，傳統(tǒng)的拓撲感知節(jié)點選擇方法還需進一步改進以適應本課題要求。節(jié)點選擇和片段選擇是內容分發(fā)網絡中的關鍵性問題，因此，本課題的研究對于正在飛速發(fā)展的大規(guī)模海量媒體內容分發(fā)技術具有較大的指導意義和實際推廣應用價值。
3. 主要參考文獻及出處
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三、研究方案及工作基礎
1、研究目標、研究內容及擬解決的關鍵問題
2、擬采取的研究方法及技術路線
3、研究工作基礎
1. 研究目標、研究內容及擬解決的關鍵問題
CDN和P2P是目前兩種實現(xiàn)大規(guī)模內容分發(fā)的方法，他們各有優(yōu)缺點，CDN主要用于流媒體分發(fā)(直播、點播)和web cache, P2P主要用于P2P流媒體(直播)和文件交換，在計算模型上CDN屬于分布式C/S模型，P2P則是分布式對等計算，因此他們在計算模型上有很強的互補性。
CDN融合P2P有兩種模式，第一種是CDN over P2P，這種模式使用P2P作為CDN內容承載網絡中特定網絡區(qū)域的分發(fā)方式，第二種是P2P over CDN，其使用P2P作為CDN骨干網中內容分發(fā)的方法，消除中央管理服務器群。我們認為前者很好的解決了可管理性和擴展性的問題，后者存在增加運營商核心網負載的問題，因此本課題著眼于CDN融合P2P網絡的“最后一跳”，主要關注如何選擇源節(jié)點和選擇下載片段的問題。近年來P2P領域吸引了大批的研究者關注，設計了大量高效實用的P2P系統(tǒng)，代表性的系統(tǒng)有基于目錄式查找服務的Napster和基于無結構拓撲泛洪查找服務的Gnutella以及基于分布式哈希表定位的CAN、Chord、Pastry和Tapestry系統(tǒng)。在本課題中為了可管理和監(jiān)控的要求，我們采用類似于Napster目錄式的服務為下載peer提供網絡的全局信息和共享目錄等。我們假設存在目錄服務器和CDN邊緣分發(fā)服務器的情況下，在一個網絡服務區(qū)域內，P2SP2P(Peer-to-Server-Peer-to-Peer)方式下載大文件時所要考慮的源節(jié)點選擇和片段選擇問題，旨在開發(fā)高效的算法降低下載時延和服務器的負載，并能適應網絡動態(tài)變化?？杉毞譃橐韵聠栴}或方面。
1. 多源下載時并行下載的問題，包括選擇源節(jié)點避免在物理網絡關鍵路徑上發(fā)生擁塞。
2. 動態(tài)性的問題，選擇算法要適應網絡動態(tài)地改變，這其中存在一個有效地收集網絡信息的問題，目前大多是建立目錄服務以記錄本地網絡的全局信息。
3. 節(jié)點感知拓撲的`問題，通過感知可以獲得peer物理上分布的信息進一步提高節(jié)點選擇的有效性，避免邏輯上相鄰，物理上相去甚遠的情況。
4. 選片算法是兩個問題的根本，從一定意義上決定了節(jié)點選擇算法，因為分發(fā)的內容分片是最終下載的目標，根據分片和節(jié)點的矩陣信息(哪些節(jié)點擁有哪些片段)以及估計的節(jié)點物理分布選擇節(jié)點下載相應的片段。
5. 多源協(xié)同提供服務的問題，傳統(tǒng)的節(jié)點下載算法中節(jié)點之間往往各自為政，獨立選擇最優(yōu)的策略，這往往對于網絡整體或者單個節(jié)點長遠的下載是不利的，因此我們考慮使多個服務源協(xié)同配合提供服務。
6. 為了進一步加速內容分發(fā)，我們考慮多個client peer協(xié)同從server peer下載的問題，也就是多個peer協(xié)同下載特定的片段，然后與周圍peer分享，避免了peer多次去服務器下載同一片段的情況，這樣可以加速內容轉移至P2P社區(qū)，減輕server不必要的服務，更有效地使用client端的資源包括計算資源和帶寬資源。
7. 節(jié)點在下載過程中如有時間限制，可邀請鄰居節(jié)點幫助下載的問題。
8. 各個peer節(jié)點是需要怎樣的cache策略以提高可靠性和服務質量。
以上小問題是相互關聯(lián)，有內在聯(lián)系的，因此在最終設計選片算法的過程中要權衡各個性能參數，設計出有效的節(jié)點選擇和選片算法。
2. 擬采取的研究方法及技術路線
主要技術路線在于改造CDN網絡邊緣原有的結構，引入P2P社區(qū)，提供高效的節(jié)點選擇和片段選擇算法，加速在用戶區(qū)的媒體內容分發(fā)，提高邊緣服務的同時減輕了對邊緣服務器的壓力而且減少不同域之間通過核心網的網絡流量。主要包括一下幾個方面：
1. 建立兩級的結構，第一級保持CDN的中央管理體系不變，內容路由算法可能會做修改。
2. 在CDN內容承載網絡的邊緣融入P2P社區(qū)，好處是避免了在傳統(tǒng)P2P文件共享系統(tǒng)中存在的Peer之間物理網絡距離過大，跨不同ISP，跨不同地域等降低效率的問題，另一方面，在CDN體系下減輕了邊緣服務器的壓力使之把更多的服務時間分配給非熱門節(jié)目和內容，以加速內容分發(fā)，提高可靠性和應對突發(fā)流量的能力并保證服務質量。
3. 在傳統(tǒng)的拓撲感知算法基礎上研制更高效輕量級的感知算法。
4. 利用博弈論的研究成果設計協(xié)同機制，加速文件轉移至P2P用戶區(qū)。
5. 研究和設計高效的數據結構用于記錄動態(tài)網絡狀況和節(jié)點文件片段信息，減少對網絡資源使用。
6. 比較分布式決策和集中式決策的優(yōu)缺點，合理選用適合本課題的算法決策方案。
3. 研究工作基礎
本課題依托本人所在公司/學校“數字音像內容集成分發(fā)平臺”，實現(xiàn)一整套實際系統(tǒng)和測試仿真環(huán)境，在此基礎上，深入對網絡模型的仿真和實際的測試。
算法評價一方面通過仿真模型驗證，另一方面在已開發(fā)的網絡系統(tǒng)的基礎上，不斷測試和迭代改進，提高性能及服務質量。
四、論文工作計劃及預期成果
論文工作進度安排
博士開題報告起止時間 工作內容 備注
xx-12至xx-1 深入調研現(xiàn)有的算法
2xx-2至2xx-7 建立模型研究節(jié)點選擇算法和片段選擇算法
2xx-8至2xx-10
實現(xiàn)系統(tǒng)
xx-11至xx-12 評價算法
2xx-12至2xx-2 撰寫論文
預期成果
預期成果將表現(xiàn)為相關算法的論文和實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件。
五、開題報告作者承諾及導師意見
我保證上述填報內容的真實性，并將在導師指導下，嚴格遵守學校的有關規(guī)定，按計劃認真開展碩士學位論文研究工作。
研究生(簽名)：
年 月 日
我已審閱過開題報告的全部內容，同意舉行開題報告會。
指導教師(簽名)：
年 月 日
博士開題報告
1. 研究背景及目的
產品質量法制發(fā)展，相較于民事法學其他領域起步較晚，其自二十世紀初發(fā)端后，隨著中產階級興起，產品交易頻繁，致這一新興法律領域迅速發(fā)展。而產品質量法演進，實反映近代社會運動史及經濟史變化，若謂十九世紀系‘勞工運動’蓬勃發(fā)展時代，則二十世紀即堪稱為‘消費者保護運動’高峰。產品質量法制發(fā)展及演進，始終遭受來自大企業(yè)及資本家積極阻撓或消極抗拒，致使產品質量法制發(fā)展，始終帶有對抗及沖突色彩。
本研究即試圖就產品質量歸責原則法律移植的演進歷程作為中心，根據回顧產品質量歷經契約責任及侵權行為責任、過失責任主義及無過失責任主義等法學思潮變遷，據此重現(xiàn)產品質量法制百年來發(fā)展過程，試圖對這一特殊而充滿爭議、沖突法律領域，對其演進作一個粗淺研究。
目錄
1. 研究背景及目的
2.中國古代法是否有類似條文或是制度
3. 近現(xiàn)代的引入背景、主要修正部分
4. 進入后本土存活現(xiàn)狀及情況
5.擬研究提綱
正文：法律為人類試圖以理性建構秩序產物，是社會文化現(xiàn)象一部分，隨著人類生活發(fā)展，法律內容也須相應改變以適應新形態(tài)紛爭。而重大的社會改變是源自于法律體是外，也就是源自于社會制度里面的法律體是外，法律體是不是一個完全獨立自主的制度，法律體是不是遺世獨立的制度，法律體是無法自外于外在的影響。法律于社會變遷過程也扮演重要角色，觀諸民事法律發(fā)展，由早期私法自治、契約自由等根植于自由放任資本主義經濟體制，致使西歐各國于十九世紀陸續(xù)制定民法典時，就侵權行為法制歸責原則，均嚴格奉行‘過失責任主義’，自十八世紀末葉工業(yè)革命發(fā)端，經過百年發(fā)展，生產技術革新造成產業(yè)結構重大改變，尤其是機械設備漸次取代手工制造，商品得以大量生產，使民眾可很容易由市場上取得所需商品，此種生產消費模式演進，雖促進工商社會繁榮，制造商為降低成本獲取利潤，往往僅著重于降低成本，對產品安全性及品質則有意無意加以忽略，造成大量劣質商品充斥市面，復因一般消費者對產品來源信賴及產品內容高度技術性，已無能力分辨其優(yōu)劣，致使劣質產品造成嚴重生命、財產損失，此于十九世紀末葉層出不窮。是以，產品質量(或稱商品責任、商品制造人責任)概念，于十九世紀后半業(yè)即已散見于英、美法院判決中，斯時仍未形成具體法概念體是，且責任類型仍未脫傳統(tǒng)契約關系相對性或侵權行為法過失責任主義范疇。迄至二次世界大戰(zhàn)前，英國及美法院判決已漸次就產品缺陷案例跳脫傳統(tǒng)侵權行違法或契約法思考模式，尋求新的解決道;而德國法院也試圖根據減輕原告舉證責任方式，以平衡一般個人在舉證上困難。
4. 進入后本土存活現(xiàn)狀及情況
產品責任法制發(fā)展，相較于民事法學其他領域，起步雖然較晚，惟其自二十世紀初發(fā)端后，隨著中產階級興起而發(fā)展迅速，產品責任法制對于近代經濟史及社會運動史可謂影響深遠。若十九世紀系‘勞工運動’蓬勃發(fā)展時代，則二十世紀即堪稱為‘消費者保護運動’高峰，而產品責任法制發(fā)展及演進，始終遭受來自大企業(yè)積極阻撓或消極抗拒，視產品責任法為洪水猛獸，正因阻礙來自于企業(yè)，使產品責任法制發(fā)展甚為波折。
消費者保護風潮是大勢所趨，因此《產品責任法》于1993年正式施行后，各企業(yè)也相繼成立接受消費者投訴和處理消費紛爭客服窗口，政府和地方自治團體也次第建立和擴充處理消費糾紛機構，及能夠針對涉及專業(yè)技術產品與以檢驗研究機構。足見該法雖對企業(yè)界短期間形成沖擊，廠商也均體認有使消費者與企業(yè)均能互蒙其利，使能創(chuàng)造雙贏局面。而自《產品責任法》通過施行后，2000年中華人民共和國第九屆全國人民代表大會常務委員會第十六次會議又通過了《全國人民代表大會常務委員會關于修改<中華人民共和國產品質量法>的決定》。當前學術界正急迫尋求就未來消費者保護方向，在《產品責任法》法制定后，并非消費者保護終點，而是另一階段運動起點。諸如‘消費信息公開’、‘國外產品安全保障’、‘公害及環(huán)境問題’、‘消費者運動國際合作’等，每一個課題均是未來消費者運動即將面對挑戰(zhàn)、也標志著消費者運動未來走向及將達成目標。為使消費者能夠享受到真正高品質生活，如何克服前開課題將成為二十一世紀消費運動新課題。