基于P2P技术的课件点播研究

论文摘要

随着计算机技术、信息技术,特别是网络技术的迅速发展,网络教育已成为构建信息社会开放终身教育体系的重要手段。由于网络教育可实现优秀教育资源不受时空限制地共享,人们在任何时间、任何地点都能通过互联网可方便地获取其所需的教育,并开展基于多媒体网络课件等资源的个性化自主学习。近年来,网络教育得到了跨越式发展,学员规模也随之快速增加。在传统集中式系统中,大量用户并发点播课件等资源将不可避免地导致服务器性能及网络通信的瓶颈。P2P技术将资源分散网络各节点上,在节点之间直接实现传输和服务等分布式计算,从而有效避免集中式服务造成的瓶颈问题。因此,研究和应用基于P2P流媒体技术的课件点播,能较好地解决现有网络教学课件点播存在的问题,以良好的扩展性和性能满足大规模网上教学的发展需求。论文首先介绍了流媒体技术,包括其基本原理、系统组成、相关协议以及流媒体分发技术;接着研究了P2P流媒体技术,包括P2P技术、P2P流媒体、P2P流媒体的分发模型及其关键技术;在此基础上,结合网络教育的特点,设计了基于P2P流媒体的课件点播系统,并对以下几个方面进行了重点研究:①分析了网络教学系统中课件点播导致的性能及通信瓶颈的根源,将P2P流媒体技术引入到课件点播中,以有效解决上述瓶颈问题;②深入研究了P2P流媒体的工作机制和工作流程,重点分析了影响P2P流媒体课件点播服务质量的原因,如延迟、抖动、播放不流畅等;③对最优分配策略OTSP2P算法进行了详细分析,并对其进行改进,提出了最小缓冲延迟流媒体数据分配策略MBDAS（Minimum Buffering Delay mediastreaming data Assignment Scheme）。MBDAS的核心思想是根据服务节点的服务能力和网络链路状态,对数据块传输任务和及其先后次序进行调度,保证流媒体数据块尽可能按播放要求的次序依次到达点播客户端。该策略有效解决了在众多的服务节点中选择合适的活动服务节点和给活动服务节点分配传输任务等问题,使流媒体课件的播放缓冲延迟降到最小,有效提高流媒体播放质量,并避免系统的性能和通信瓶颈,能满足大规模网络教育的运营需求。

论文目录

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 论文选题及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 P2P流媒体的研究现状

1.2.2 网络教育与课件点播的发展现状

1.3 研究目的和内容

1.4 本章小结

2 流媒体技术介绍

2.1 流媒体的概念

2.1.1 流媒体的基本原理

2.1.2 流媒体系统的组成

2.2 流媒体的相关协议

2.2.1 实时传输协议RTP

2.2.2 实时传输控制协议RTCP

2.2.3 实时流协议RTSP

2.2.4 MMS协议

2.2.5 资源预定协议RSVP

2.3 流媒体的分发技术

2.3.1 传统的客户端/服务器模式

2.3.2 多媒体代理服务器模式

2.3.3 内容发布网络

2.4 本章小结

3 P2P流媒体技术

3.1 P2P技术介绍

3.1.1 P2P的定义

3.1.2 P2P技术的特点

3.1.3 P2P网络拓扑

3.1.4 P2P技术的应用

3.2 P2P流媒体简介

3.2.1 P2P流媒体的特点

3.2.2 P2P流媒体的系统架构

3.3 P2P流媒体系统的数据分发模型

3.3.1 基于单树的PeerCast模型

3.3.2 基于多树的SplitStream模型

3.3.3 基于随机拓扑的CoolStreaming/DONet模型

3.3.4 基于多对单的CollectCast模型

3.4 P2P流媒体的关键技术

3.4.1 媒体定位

3.4.2 节点管理

3.4.3 容错机制

3.4.4 数据传输调度

3.5 本章小结

4 基于P2P流媒体课件点播系统的设计

4.1 系统总体设计

4.1.1 设计思想

4.1.2 体系结构

4.1.3 系统的网络拓扑

4.2 系统的工作流程

4.2.1 用户登录

4.2.2 用户点播

4.2.3 服务器响应点播

4.2.4 请求节点接收流媒体数据

4.2.5 服务节点传送流媒体数据

4.3 最小缓冲延迟流媒体数据分配策略

4.3.1 播放流媒体产生缓冲延迟的原因

P2P'>4.3.2 最优分配算法OTS_P2P

4.3.3 MBDAS的基本思想

4.3.4 MBDAS的数学模型

4.3.5 MBDAS的调度策略

P2P算法的比较'>4.3.6 MBDAS算法与OTS_P2P算法的比较

4.4 本章小结

5 总结和展望

5.1 论文的主要工作总结

5.2 进一步的研究方向

致谢

参考文献

附录

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