基于P2P的流媒体直播系统的研究与实现

论文摘要

本文首先介绍了P2P流媒体的相关技术,主要包括P2P技术、流媒体技术、流媒体传输协议和P2P流媒体技术,并且分析了几个典型的P2P流媒体模型;然后对几种常用的NAT穿越方法做了比较详细的分析,并设计出自己的NAT穿越解决方案。在以上理论研究的基础上,利用Visual C++设计和开发了一个基于P2P的流媒体直播原型系统P2PSLTV,系统采用树状拓扑模型,目录服务器结构,该系统能够实现小规模内的P2P网络流媒体直播。系统设计按照系统的总体设计、服务器端的详细设计和节点软件的详细设计的顺序展开。本文针对节点索引服务器的实现、负载均衡的实现、覆盖网的构建、流媒体数据调度算法、NAT穿越在服务器与客户端的实现等关键部分进行了深入研究。最后,本文对设计出的系统的进行了测试,并且将系统与CoolStreaming系统作对比,结果表明了系统的有效性和可用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究的内容与创新
• 1.4 各章内容简介
• 第二章 P2P 技术与流媒体技术
• 2.1 P2P 技术
• 2.1.1 P2P 网络结构
• 2.1.2 P2P 网络拓扑特性比较
• 2.2 流媒体技术
• 2.2.1 流式传输的关键因素
• 2.2.2 网络协议对流媒体的支持
• 2.3 P2P 技术与流媒体技术的结合
• 2.3.1 P2P 流媒体内容发布网络技术
• 2.3.2 P2P 流媒体系统架构
• 2.3.3 已有的P2P 流媒体系统
• 第三章 NAT 穿越机制研究与实现
• 3.1 NAT 穿越简介
• 3.2 STUN 协议与NAT 穿越
• 3.3 UDP 打洞
• 3.4 TCP 打洞技术
• 3.5 NAT 穿越模型的设计
• 3.5.1 模型设计
• 3.5.2 穿越消息的设计
• 3.5.3 具体的实现过程
• 第四章 节点软件总体设计与服务器端的实现
• 4.1 流媒体直播系统简介
• 4.2 P2P 流媒体直播系统的总体设计
• 4.2.1 P2P 流媒体直播系统P2PSLTV 的框架图
• 4.2.2 流媒体直播系统工作流程
• 4.2.3 P2P 流媒体直播系统节点软件设计
• 4.3 PIS 服务器体系结构设计
• 4.3.1 PIS 服务器总体设计
• 4.3.2 节点的组织与管理
• 4.3.3 节点的选择机制
• 4.3.4 NAT 穿越模块服务器端的实现
• 第五章 节点软件系统的详细设计与功能测试
• 5.1 网络接口层
• 5.1.1 网络接口层的实现
• 5.1.2 系统线程的处理流程
• 5.2 覆盖网络层
• 5.2.1 通信报文模块设计
• 5.2.2 数据管理模块
• 5.2.3 覆盖网的构建
• 5.3 数据交换缓冲层
• 5.3.1 缓存策略与缓存管理
• 5.3.2 邻居节点管理
• 5.3.3 NAT 模块客户端部分
• 5.4 管理调度层
• 5.4.1 数据调度技术
• 5.4.2 节点的负载均衡机制
• 5.4.3 管理功能简介
• 5.5 即时消息与文件传输的实现
• 5.6 系统测试与结果分析
• 5.6.1 测试环境
• 5.6.2 测试目标与性能指标
• 5.6.3 测试过程及结果分析
• 5.6.4 与Coolstreaming 系统比较
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文