基于P2P技术的网络流媒体播放系统

论文字数:13005,页数:42

摘要

传统的流媒体系统几乎都是基于客户端/服务器模式，但由于服务器性能及服务端带宽资源有限，严重阻碍了流媒体服务质量的提高。P2P模式则是解决服务器瓶颈问题的理想模式。将P2P网络引入流媒体服务中，可直接减轻服务器端负载并支持更大范围的流媒体发布，因而具有广阔的应用前景。
根据对各种流媒体网络中典型模型的分析总结，本论文设计并实现了一个基于P2P技术的网络流媒体播放系统。在该系统中，每个节点周期性的和其他节点交换数据，采用了FSBS(自我优先，尽量服务)算法，在网络带宽效率、延迟和可靠性之间做出了很好的平衡。它的主要特点有：
1、自动性强，终端用户间自动优化节点间的邻近度；
2、易于实现，根据数据的编号来请求流媒体数据；
3、适应性强，能很好的适应复杂变化的网络环境；
4、扩展性好，用户频繁的加入与退出对系统影响小；
5、带宽利用率高，实时监视带宽变化及有效缓存，充分利用带宽；

关键词： P2P，FSBS算法，流媒体，数据驱动
ABSTRACT

 Traditional streaming media system is almost based on the client / server model. But the streaming media services’ quality is seriously hampered in this model as server performance and server bandwidth resources limited. P2P model is the best way to solve server bottleneck. P2P network introduced into streaming media services will directly reduce the server load and support the larger scope of streaming media release. So it has a broad widely-used prospect.
 According to analysis typical model in the various streaming media network, this paper presents a streaming media broadcast system based on P2P technology. In the system, each node cyclical exchanges information to other nodes, using the FSBS (First Self, Best Server) algorithm. In the system, the network bandwidth efficiency, the delay and reliability reaches very good balance. Its main features are :
 1. Strong automation, automatic optimize nodes neighboring degree between the end-users;
 2. Easy implementation, request for streaming media data according to the number of data;
 3. Strong adaptability, goodly adapt the complex changes in the network environment;
 4. Good expansion, the impact of users frequently entering and quitting from the system is small;
 5. High bandwidth utilization, real-time monitor bandwidth changes and effective Cache, Fully utilize the bandwidth;

Keywords: P2P, FSBS algorithm, Streaming Media, Data Driven
目录

摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 背景 1
1.2 研究内容 2
第2章 P2P流媒体技术框架 3
2.1 总体技术框架 3
2.2 流媒体技术 3
2.2.1 流媒体的概念 3
2.2.2 流媒体的格式 4
2.2.3 流媒体的传输 5
2.2.4 流媒体发展方向 5
2.3 P2P 技术 5
2.3.1 P2P的概念 5
2.3.2 P2P模式与 C/S 模式的比较 6
2.3.3 P2P的应用与研究现状 7
2.4 应用层 QoS 控制技术 7
2.5 本章小结 8
第3章 系统总体设计 9
3.1 P2P 模型分析 9
3.1.1 单个多播树模型 9
3.1.2 多个多播树模型 10
3.1.3 网状结构模型 11
3.2 FSBS算法 12
3.2.1 模型假设 12
3.2.2 模型特点 13
3.3 系统总体设计架构 14
3.3.1 系统物理拓扑结构 14
3.3.2 系统运行机制设计 15
3.3.3 服务端层次结构 16
3.3.4 客户端层次结构 17
3.4 本章小结 17
第4章 系统详细设计 19
4.1 接口(com)设计 19
4.1.1 内存使用接口 20
4.1.2 缓存管理接口 20
4.1.3 其他接口 20
4.2 内存管理设计 20
4.2.1 内存频繁使用的情况 20
4.2.2 解决方法 21
4.2.3 内存重用实现 21
4.3 网络通信设计 22
4.3.1 P2P网络通信要求 22
4.3.2 网络通信设计 23
4.3.3 网络通信实现 23
4.4 数据发布设计 25
4.4.1 数据发布要求 25
4.4.2 数据发布设计 25
4.4.3 数据发布实现 26
4.5 数据播放设计 29
4.5.1 数据播放策略 29
4.5.2 避免再次压缩编码 29
4.5.3 创建网络接收器 29
4.6 节点服务能力衡量设计 30
4.6.1 计算要求 30
4.6.2 数学基础 30
4.6.3 实际计算方法 31
4.7客户端设计 31
4.7.1 客户端总体设计 31
4.7.2 P2P准备 32
4.7.3 P2P数据请求方案——可变长度数据请求 33
4.8 服务端设计 36
4.8.1 服务端总体设计 36
4.8.2 服务端逻辑设计 37
4.9 类设计 39
4.9.1 类图 39
4.9.2 各类属性和功能简介 39
4.10 本章小结 40
第5章 系统测试与分析 41
5.1 测试环境 41
5.1.1 硬件配置 41
5.1.2 软件配置 41
5.1.3 媒体材料 41
5.2 测试项目 41
5.2.1 一个客户端测试 41
5.2.2 多个客户端测试 43
5.3 测试分析 46
5.4 本章小结 46
第6章 结论 47
6.1 总结 47
6.2 对未来的展望 47
致谢 49
参考文献 50
附录1 客户端数据流设计详细资料 51
附录2 媒体文件类型配置信息（ProFile文件） 54