基于移动结点与基于父结点的信息预报马尔可夫模型比较分析

刘少林

摘要；约束P2P系统性能的重要原因是节点扰动，当用户（移动结点）进入P2P网络中进行点播或直播观看节目时，它接收来自其他节点的数据块，具有不确定性。本文通过对两个模型的比较分析，得出：对服务端传信息给用户的概率进行评估，保证用户视频观看是稳定及流畅的有一定的参考意义。

关键词：移动结点；父结点；预报；马尔可夫模型

中图分类号：TP311 文献标识码；A 文章编号：1009-3044（2017）07-0231-03

1简介

与传统客户端，服务器模式相比，P2P（点对点）技术使得众多Peer节点（个人计算机）既是信息提供者（服务端），也是信息接收者（客户端），能非常有效分散服务，迅速提升网络处理能力。

点播与直播占了P2P流量较大份额。当用户观看点播或直播时，用户被不稳定的流量，过慢的下载速度，不流畅的视频而苦恼。P2P系统性能受到上行、下行速率，带宽等诸多因素的影响，约束P2P系统性能的重要原因是节点扰动，当用户（移动结点）进入P2P网络中进行点播或直播观看节目时，它接收来自其他节点的数据块，具有不确定性。

为了解决上述问题，本文在综述对移动结点（用户）建立马尔可夫模型，父结点（信息提供者）建立马尔可夫模型的基础上，通过比较分析两个模型，对父结点传信息给移动结点进行概率评估，为移动结点提供一个参考，保证移动结点在一定程度上观看视频是稳定及流畅的。

1.1基于移动结点的信息预报马尔可夫模型

1.2基于父结点的信息预报马尔可夫模型

（1）当α=β=γ=δ=0，图2状态转换图可简化为图3：

由图可知，状态0（NN），状态I（SN）经过2步状态迁移最终停留在状态3（SS）；状态2（NS）经过1步状态迁移最终停留在状态3（SS）；状态3（SS）一直停留在状态3（SS）；即起始状态不管是什么，经过有限步，最终将一直停留在状态3（SS），即父结点1一直在发送信息。

（2）当α=β=γ=δ=1，图2状态转换图可简化为图4：

由图可知，状态2（NS），状态3（SS）经过2步状态迁移最终停留在状态O（NN）；状态1（SN）经过1步状态迁移最终停留在状态O（NN）；状态O（NN）一直停留在状态0（NN）；即起始状态不管是什么，经过有限步，最终将一直停留在状态O（NN），即父结点1一直不在发送信息。

（3）当α=β=γ=δ=1/2，图2状态转换图可简化为图5；

1.3基于移动结点与基于父结点的信息预报马尔可夫模型比较分析

比较1.1基于移动结点的信息预报马尔可夫模型与1.2基于父结点的信息预报马尔可夫模型可知：

（1）1.1是基于主体（移动结点）建模的；1，2是基于客体（父结点）建模的，通过对主体及客体两个方面建模，然后比较分析，更具说服力。

（2）1.1基于移动结点的信息预报马尔可夫模型是以移动结点（用户）拥有父结点的个数作为状态（分为状态0，状态1，状态2，…，状态M，共M+1个状态）而建模的，1-2基于父结点的信息预报马尔可夫模型是以父结点1前一时刻，后一时刻传与不传信息看作一个整体作为状态（分为状态0（NN），状态1（SN），狀态2（N5），状态3（55）共4个状态）而建模的。

由表3可看出，当σ一定时，初始状态不同，但所对应的k的最小值均相等，而且不受时刻n（n≥4）的限制。究其原因，是由于

由表4可看出，当σ一定时，初始状态不同，但所对应的是的最小值均相等，并且与时刻n的取值有关，即n变化时，k值会变化。究其原因，是由于：

不妨设α=β=γ=δ=A，1-α=1-β=1-γ=1-δ=B，则

随着m在变化，矩阵里的数值在变化，但每行是一模一样的。当σ增大时，k值逐步减少，偶尔停留，与前一情况相同，可能是σ的跨度过大（现在的跨度是0.1）。

从表5可以看出σ一定时，初始状态不同，所对应的l的最小值均相等，且与时刻n有关（当n变化，k值也会变化）。从理论上当σ一定，初始状态不同，其所对应忌的最小值应该不等，推究原因：计算精度不够，时刻n越大，每行数据非常接近，四舍五入后几乎一样。