基于P2P技術的網絡流媒體播放系統

論文字數:13005,頁數:42

摘要

傳統的流媒體系統幾乎都是基于客戶端/服務器模式，但由于服務器性能及服務端帶寬資源有限，嚴重阻礙了流媒體服務質量的提高。P2P模式則是解決服務器瓶頸問題的理想模式。將P2P網絡引入流媒體服務中，可直接減輕服務器端負載并支持更大范圍的流媒體發布，因而具有廣闊的應用前景。
根據對各種流媒體網絡中典型模型的分析總結，本論文設計并實現了一個基于P2P技術的網絡流媒體播放系統。在該系統中，每個節點周期性的和其他節點交換數據，采用了FSBS(自我優先，盡量服務)算法，在網絡帶寬效率、延遲和可靠性之間做出了很好的平衡。它的主要特點有：
1、自動性強，終端用戶間自動優化節點間的鄰近度；
2、易于實現，根據數據的編號來請求流媒體數據；
3、適應性強，能很好的適應復雜變化的網絡環境；
4、擴展性好，用戶頻繁的加入與退出對系統影響小；
5、帶寬利用率高，實時監視帶寬變化及有效緩存，充分利用帶寬；

關鍵詞： P2P，FSBS算法，流媒體，數據驅動
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
目錄

摘要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
1.1 背景 1
1.2 研究內容 2
第2章 P2P流媒體技術框架 3
2.1 總體技術框架 3
2.2 流媒體技術 3
2.2.1 流媒體的概念 3
2.2.2 流媒體的格式 4
2.2.3 流媒體的傳輸 5
2.2.4 流媒體發展方向 5
2.3 P2P 技術 5
2.3.1 P2P的概念 5
2.3.2 P2P模式與 C/S 模式的比較 6
2.3.3 P2P的應用與研究現狀 7
2.4 應用層 QoS 控制技術 7
2.5 本章小結 8
第3章 系統總體設計 9
3.1 P2P 模型分析 9
3.1.1 單個多播樹模型 9
3.1.2 多個多播樹模型 10
3.1.3 網狀結構模型 11
3.2 FSBS算法 12
3.2.1 模型假設 12
3.2.2 模型特點 13
3.3 系統總體設計架構 14
3.3.1 系統物理拓撲結構 14
3.3.2 系統運行機制設計 15
3.3.3 服務端層次結構 16
3.3.4 客戶端層次結構 17
3.4 本章小結 17
第4章 系統詳細設計 19
4.1 接口(com)設計 19
4.1.1 內存使用接口 20
4.1.2 緩存管理接口 20
4.1.3 其他接口 20
4.2 內存管理設計 20
4.2.1 內存頻繁使用的情況 20
4.2.2 解決方法 21
4.2.3 內存重用實現 21
4.3 網絡通信設計 22
4.3.1 P2P網絡通信要求 22
4.3.2 網絡通信設計 23
4.3.3 網絡通信實現 23
4.4 數據發布設計 25
4.4.1 數據發布要求 25
4.4.2 數據發布設計 25
4.4.3 數據發布實現 26
4.5 數據播放設計 29
4.5.1 數據播放策略 29
4.5.2 避免再次壓縮編碼 29
4.5.3 創建網絡接收器 29
4.6 節點服務能力衡量設計 30
4.6.1 計算要求 30
4.6.2 數學基礎 30
4.6.3 實際計算方法 31
4.7客戶端設計 31
4.7.1 客戶端總體設計 31
4.7.2 P2P準備 32
4.7.3 P2P數據請求方案——可變長度數據請求 33
4.8 服務端設計 36
4.8.1 服務端總體設計 36
4.8.2 服務端邏輯設計 37
4.9 類設計 39
4.9.1 類圖 39
4.9.2 各類屬性和功能簡介 39
4.10 本章小結 40
第5章 系統測試與分析 41
5.1 測試環境 41
5.1.1 硬件配置 41
5.1.2 軟件配置 41
5.1.3 媒體材料 41
5.2 測試項目 41
5.2.1 一個客戶端測試 41
5.2.2 多個客戶端測試 43
5.3 測試分析 46
5.4 本章小結 46
第6章 結論 47
6.1 總結 47
6.2 對未來的展望 47
致謝 49
參考文獻 50
附錄1 客戶端數據流設計詳細資料 51
附錄2 媒體文件類型配置信息（ProFile文件） 54