基于对等网络架构的流媒体在线直播系统的设计和实现

基于对等网络架构的流媒体在线直播系统的设计和实现

论文摘要

P2P技术的迅速发展使其成为构建中大型分布式系统的有力工具。P2P流媒体系统作为P2P技术的重要应用之一也成为当前分布式系统领域的一个研究热点。从传输方式的角度而言,P2P流媒体传输方式可以划分两种:基于应用层组播的P2P流媒体传输和基于单播的P2P流媒体传输。基于单播的P2P流媒体传输适用于上下行带宽不一致的网络环境,并且一般不能提供高比特率的流媒体传输。而基于应用层组播的P2P流媒体传输则适用于网络环境中上下行带宽都很充裕并且需要高质量的流媒体传输的情况,比如在大型的企业网和校园网中进行在线直播。 目前,适用于互联网环境的基于单播的P2P流媒体分发系统目前已经有产品被开发出来,比如pplive、coolstream等等。这类系统受限于当前的互联网环境,而不能提供高质量的流媒体服务,并且服务质量存在较大波动。而适用于大型Intranet的基于应用层组播的流媒体分发系统,目前基本上还是一片空白。Intranet在网络环境上要大大优于Internet,并且Intranet用户对服务质量的要求也大大高于Internet用户。流媒体在Intranet内部的应用主要是大型的在线直播,其瓶颈也在于服务器性能和服务器端的带宽资源,而且,因此,基于应用层组播的P2P流媒体分发技术非常适用。 当前,基于应用层组播的研究很多都停留在理论研究上,往往利用各种网络模拟器对相关算法进行模拟,很少有实际的可以运行的产品。本文立足实践,力图在不改变现有流媒体传输协议和现有流媒体服务器系统的基础上利用应用层组播技术建立一个P2P的流媒体在线直播系统,用最小的代价解决传统C/S模式下的流媒体服务系统由于服务器性能和服务器端的带宽资源有限,严重阻碍流媒体服务质量提高和容量扩大的问题。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 本文的主要内容和贡献
  • 1.3 本文的组织结构
  • 第二章 相关工作及其研究现状
  • 2.1 流媒体应用介绍
  • 2.2 内容发布技术现状
  • 2.2.1 传统的 Client-Server架构
  • 2.2.2 多媒体代理服务器
  • 2.2.3 CDN概述
  • 2.2.4 IP组播
  • 2.3 P2P概念及其发展
  • 2.3.1 集中目录模型
  • 2.3.2 泛洪请求模型
  • 2.3.3 Hash表模型
  • 2.4 应用层组播综述
  • 2.4.1 网状拓扑优先方法(Narada)
  • 2.4.2 树状拓扑优先方法(Yoid)
  • 2.4.3 隐式方法(NICE)
  • 第三章 P2P-Streaming体系架构
  • 3.1 系统设计思想
  • 3.2 系统体系架构设计
  • 第四章 P2P网络层的设计与实现
  • 4.1 P2P网络层的设计
  • 4.1.1 模型的逻辑拓扑
  • 4.1.2 节点的定位
  • 4.1.3 组播树的构建
  • 4.1.4 控制协议
  • 4.1.5 节点加入
  • 4.1.6 节点离开
  • 4.2 P2P网络层的实现
  • 4.2.1 报文定义
  • 4.2.2 控制结构
  • 4.2.3 系统构造
  • 4.2.4 P2P网络层的API
  • 第五章 流媒体控制层的设计与实现
  • 5.1 ASF文件格式研究
  • 5.1.1 ASF对象定义
  • 5.1.2 ASF高层文件结构
  • 5.1.3 ASF头对象
  • 5.1.4 ASF数据对象
  • 5.1.5 ASF流式传输
  • 5.1.6 GUID
  • 5.2 缓冲区管理模块
  • 5.2.1 缓冲方案选择
  • 5.2.2 缓冲区算法设计
  • 5.2.3 缓冲区管理模块的实现
  • 5.3 数据调度模块
  • 5.3.1 处理流程
  • 5.3.2 与流媒体服务器的交互
  • 5.4 内置流媒体服务器模块
  • 5.5 黄页模块
  • 第六章 P2P-Streaming系统的发布技术
  • 6.1 传统的客户端部署方法
  • 6.2 Java Web Start技术
  • 6.3 P2P-Streaming系统发布技术的实现
  • 第七章 总结和展望
  • 7.1 论文的主要工作
  • 7.2 进一步研究工作的展望
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录
  • 致谢
  • 相关论文文献

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