P2P流媒体软件研发

论文摘要

当前,P2P流媒体直播软件已经大规模商业应用,而P2P点播软件在技术上也逐步走上成熟。虽然不同网络运营商对于P2P软件的蓬勃发展采取了截然不同的态度,但P2P软件所代表的个体资源(处理,存储,网络带宽)的整合和共享(网络的资源不在是孤立的信息点,也不在是依赖于少数几个大型的门户网站)的发展趋势不可逆转。其所带来的安全,版权等问题也成为当下探讨的热门话题。本文在介绍了进行P2P流媒体开发的基本技术后,分别介绍了作者在过去两年内所参与的两个P2P软件,总结了成功和失败的经验。P2P流媒体软件的研发已经经历了10多年的发展,主要包括了覆盖网的构建和数据调度算法的实现这两个方面:覆盖网的构建从最初的Napster,Gnutella的结构化结构到最近流行的基于流言的无结构的P2P网络,数据调度也从最初的多播树走到了数据驱动的或者说pull模型。从笔者的角度看待问题,我们可以得到两点:一切以应用为中心,把握真正的需求,并且在多个需求间正确的取舍和平衡,需求决定实现,例如P2P直播的流畅播放是以高时延为代价的。善于把握规律,利用用户操作习惯的统计学规律进行拓扑结构的构建也是一个好的想法。P2P的核心思想是以客户为中心,充分发挥客户的资源。本文共分三章,第一章概述P2P流媒体软件研发的技术基础。第二章介绍了P2P直播软件的研发和设计,并提供了核心的数据调度算法的源码示意。第三章介绍在机顶盒上的P2P分发模式,采用的是集中式管理,技术上虽然算不上创新,但在算法实现上,却需要解决许多难以解决的问题,而boost::multi_index等的应用,希望对于其他软件开发人员具有借鉴意义。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 内容发布技术
• 1.3.1 传统的Client-Server架构
• 1.3.2 多媒体代理服务器
• 1.3.3 CDN概述
• 1.3.4 P2P网络
• 1.4 P2P STREAMING面临的挑战
• 1.4.1 网络协议的复杂性
• 1.4.2 网络和终端系统的异构性
• 1.4.3 基于树状拓扑的协议及扩展
• 1.4.4 基于Gossip的协议
• 1.5 内网穿越技术
• 1.5.1 NAT原理简介
• 1.5.2 NAT技术类型及STUN协议
• 1.5.3 软件开启UPnP
• 1.6 视频编解码技术
• 1.6.1 ASF格式简介
• 1.7 流媒体传输协议
• 1.8 跨平台网络编程技术
• 1.9 P2P拓扑网络技术
• 1.9.1 一些术语的解释
• 2 P2P流媒体直播软件的分析和设计
• 2.1 需求分析
• 2.2 概要设计
• 2.2.1 软件架构的设计
• 2.2.2 覆盖网的构造
• 2.2.3 数据调度
• 3 STB上的P2P点播软件的分析和设计
• 3.1 自定义术语解释
• 3.2 需求分析
• 3.2.1 设计约束及设计目的
• 3.2.2 基本算法的分析与设计
• 3.3 概要设计
• 3.3.1 总论
• 3.4 主要外部流程
• 3.4.1 内容部署的步骤
• 3.4.2 缓存变更
• 3.4.3 用户请求播放
• 3.4.4 节点登陆/退出
• 3.4.5 Tracker启动/重启的处理
• 3.4.6 Control启动/重启的处理
• 3.4.7 文件的管理
• 3.4.8 模块的划分和各模块维护的信息
• 3.5 NP的设计
• 3.5.1 总论
• 3.5.2 主动对象
• 3.5.3 多源下载器的实现
• 3.5.4 主要流程
• 3.6 CP的设计
• 3.6.1 总论
• 3.6.2 网络处理模块
• 3.6.3 主要流程
• 3.7 TS的设计
• 3.7.1 总论
• 3.7.2 主要流程
• 3.8 CS控制
• 3.9 CP控制
• 3.10 详细设计
• 3.10.1 CP节点管理模块
• 3.10.2 内部实现
• 3.10.3 网络处理与并发设计
• 3.11 文件块管理模块
• 3.11.1 接口设计
• 3.11.2 内部实现
• 3.11.3 文件块的切分及在CP中如何分布的性能分析
• 3.12 主要的算法
• 3.12.1 客户端负载的评估
• 3.12.2 TS与CP数据一致性的维护
• 3.12.3 TS中分配CP列表的策略
• 3.12.4 NP数据调度的策略
• 4 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 5 附件
• INDEX的使用'>5.1 BOOST::MULTI_INDEX的使用
• 5.1.1 用户定义的类型
• 5.1.2 确定需要的索引类型
• 5.1.3 开始定义容器
• 5.1.4 使用索引
• 5.2 作者攻读硕士学位期间发表的论文