基于P2P的视频点播系统的应用研究

论文摘要

视频点播（Video-on-Demand,简称VoD）是以用户需求为主导的视频系统。如何提高视频点播系统的可扩展性和在动态环境中的可靠性,成为视频点播系统大规模应用的关键。传统的视频点播系统基于C/S（Client/Server）模式,它为每个请求分配一条数据流,当用户数量大规模增长,特别是点播流行节目时,系统将难以提供质量保证,因而无法满足大量的点播服务。为此,研究者提出了基于P2P的流媒体分发技术。P2P流媒体通过利用普通节点（Peer节点）的闲散资源（带宽、CPU以及存储资源等）为其他的节点提供服务,有效地减小了服务器的负载。因此,基于P2P网络模型的流媒体服务具有更好的扩展性、鲁棒性和实用性。本文主要研究P2P流媒体点播系统的相关理论与技术。分析了当前比较典型的P2PVoD系统的性能,并在此基础上提出了一种新的基于P2P的视频点播系统模型。它考虑了节点均衡负载对系统整体性能的影响,采用了服务器集中调度与节点分布协调管理相结合的资源定位方式,灵活的候选父节点策略使节点失效后能进行快速的失效恢复。采用了单源单路径与多路径相结合的内容分发策略,系统适用于从任意数据块开始请求。文中对该模型进行了详细的理论分析,对相关算法进行了详尽的描述。最后在局域网中实现了该系统的原型,并进行了测试与分析,测试结果表明原型系统基本达到了设计要求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 P2PVoD的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 2 流媒体点播技术的相关理论
• 2.1 P2P技术
• 2.1.1 P2P概述
• 2.1.2 P2P技术特点
• 2.1.3 P2P网络模型
• 2.2 流媒体相关技术
• 2.2.1 网络编码技术
• 2.2.2 流媒体传输相关协议
• 2.2.3 流媒体内容分发策略
• 2.3 网络编程技术
• 2.3.1 套接字（Socket）简介
• 2.3.2 套接字的分类
• 2.4 现有P2PVoD模型以及存在的问题
• 2.4.1 现有的P2PVoD系统模型
• 2.4.2 尚未解决的问题
• 2.5 本章小结
• 3 系统模型的设计与分析
• 3.1 系统模型
• 3.1.1 系统模型定义
• 3.1.2 系统参数描述
• 3.2 控制协议与节点管理
• 3.2.1 控制协议
• 3.2.2 节点管理
• 3.3 节点加入算法
• 3.4 节点失效恢复
• 3.4.1 节点失效恢复策略
• 3.4.2 节点失效恢复算法
• 3.5 本章小结
• 4 系统架构设计
• 4.1 系统模型架构的设计思想
• 4.2 系统框架
• 4.2.1 服务器端框架设计
• 4.2.2 客户端框架设计
• 4.3 系统性能考虑
• 4.4 系统模块实现
• 4.4.1 Peer管理模块
• 4.4.2 缓存管理模块
• 4.4.3 策略管理模块
• 4.4.4 连接管理模块
• 4.5 系统仿真分析
• 4.6 本章小结
• 5 系统原型的实现与测试
• 5.1 系统原型的实现
• 5.2 系统原型的测试及结果分析
• 5.2.1 测试目标
• 5.2.2 测试环境
• 5.2.3 测试结果与分析
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• B. 参加的科研项目