基于Kad网的P2P流媒体点播系统路由算法的设计与实现

论文摘要

媒体服务是在IP网上基于流式传输技术,向用户提供实时音视频媒体播放的业务。由于无需等待文件下载完成就可实现在线观看,因此流媒体应用自推出以来就受到用户的普遍欢迎,近年来更是随着宽带网络的普及而呈爆炸式增长。目前,IP网上的流媒体服务主要基于C/S(客户端/服务器)架构实现。在用户少、业务量不大的情况下,基于C/S架构实现的流媒体服务系统还是比较简单、方便和行之有效的.但随着流媒体用户的快速增长,这种实现模式也日益显现出以下缺点:由于流媒体服务信息传递量大,持续时间长,提供流媒体服务的服务器数量必须随着用户数的增加而增加,这对运营商而言是一笔巨大的投资;集中的流媒体服务器群给中心机房、网络出口和骨干网络均带来极大的压力,可能产生性能瓶颈,导致服务质量下降;采用内容推送技术虽然可以把内容推送到网络边缘,减轻了中心机房和网络的压力,但C/S结构的本质决定了其无法减少对流媒体服务器的需求,投资只会进一步增加;为了解决这些问题,本文设计了一种基于P2P Kademlia网络的流媒体点播系统。P2P流媒体的点播研究目前是个热点,本文工作在P2P Kademlia网架构分析的基础上,设计开发了一套基于KAD网络的P2P流媒体点播系统,重点研究了P2P流媒体点播系统的路由算法。本文首先描述了P2P Kademlia网络本身的路由与查找机制,之后提出了基于KAD网的P2P流媒体点播系统架构。然后重点描述了基于Kademlia网络的P2P流媒体的节点路由和查找改进算法,主要包括网络中P2P节点的加入机制,媒体资源发布机制,媒体资源的搜索和节点的离开机制等。通过对比实验,证明了本算法和方案支持P2P网络中的节点高效率的路由查找和维护,同时增强了P2P流媒体点播网络的健壮性和扩展性。本文最后展望了该领域的主要研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关研究现状
• 1.3 研究目标
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 P2P网络及流媒体点播现状和相关技术研究
• 2.1 P2P网络综述
• 2.2 基于P2P网络的流媒体技术
• 2.2.1 P2P流媒体直播
• 2.2.2 P2P流媒体点播
• 第三章 P2P网络路由技术研究
• 3.1 概述
• 3.2 基于Kademlia的路由技术分析
• 3.2.1 Kademlia网络介绍
• 3.2.2 Kademlia路由原理
• 第四章 新型的基于Kademlia的路由算法的设计
• 4.1 概述
• 4.2 新型路由算法的设计
• 4.2.1 节点加入网络算法
• 4.2.2 媒体文件发布算法
• 4.2.3 媒体文件查找算法
• 4.2.4 节点离开网络算法
• 第五章 原型系统的设计实现
• 5.1 原型系统的设计与实现
• 5.1.1 骨干节点模块
• 5.1.2 普通节点模块
• 5.1.3 Kad网络路由模块
• 5.2 系统测试环境
• 5.3 性能测试
• 5.3.1 系统响应速度测试
• 5.3.2 优选节点算法测试
• 5.3.3 服务器压力测试
• 第六章 结束语
• 6.1 论文总结
• 6.2 下一步研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文