基于P2P和流媒体技术的网络教学系统研究

论文摘要

随着网络通信和多媒体技术的发展,人们对网上音、视频的多媒体教学内容需求日益增长,基于流媒体技术的远程学习将是未来人们受教育的新方式。基于流媒体技术的相关开发与应用也成为当前研究热点之一。传统的流媒体系统几乎都是基于客户端/服务器(C/S)模式,由于服务器性能及服务器端的带宽资源有限,严重阻碍了流媒体服务质量的提高。而在P2P网络中,每个接收数据的用户同时向外转发数据,这就充分利用了以往被忽视的客户机资源,减轻了服务器的压力,能够同时满足大量用户的访问,并能使用户得到高质量的服务。因此将P2P技术引入流媒体服务中,可直接减轻服务器端负载并支持更大范围的流媒体发布,因而具有广阔的应用前景。本文首先介绍了流媒体技术的概念、流式传输的工作原理、流媒体的特点和优越性,然后阐述了P2P的发展现状、应用以及P2P流媒体的关键技术,在此基础之上通过对相关教学理论的研究和对实际教学需求的分析,设计了一个P2P和流媒体技术相结合的网络教学系统,并对系统设计过程中一些重要算法和实现方法进行了深入探讨。该系统融合了P2P技术和C/S模式的优点,具有易于管理、控制和扩展性好的特点,对于其它行业的应用也有较大的借鉴意义。

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ABSTRACT

第一章引言

1.1 研究背景

1.2 当前研究现状及发展趋势

1.2.1 流媒体研究现状

1.2.2 P2P 研究现状

1.2.3 P2P 流媒体系统的研究现状

1.3 研究目的和主要研究内容

1.4 论文组织结构

第二章流媒体技术基本原理

2.1 流媒体概述

2.2 流媒体传输方式

2.2.1 顺序流式传输

2.2.2 实时流式传输

2.3 流式传输的基本原理

2.4 流媒体技术解决方案

2.4.1 Real System

2.4.2 Windows Media Technology

2.4.3 QuickTime

2.5 流媒体传输控制协议

2.5.1 传输层协议TCP/UDP

2.5.2 实时传输协议RTP

2.5.3 实时传输控制协议RTCP

2.5.4 实时流协议RTSP

2.5.5 资源预留协议RSVP

2.5.6 MMS 协议

2.6 流媒体的网络发布形式

2.6.1 网络点播

2.6.2 网络广播

2.7 流媒体系统的基本构成

2.8 本章小结

第三章 P2P 实时流媒体技术

3.1 P2P 技术概述

3.1.1 P2P 定义

3.1.2 P2P 特点

3.1.3 P2P 对等网络的工作模式

3.2 P2P 技术主要应用

3.2.1 对等计算

3.2.2 文件共享

3.2.3 协同工作

3.2.4 搜索引擎

3.2.5 即时通讯

3.2.6 P2P 流媒体应用

3.3 P2P 实时流媒体系统

3.4 P2P 流媒体系统典型模型介绍

3.4.1 PeerCast 模型

3.4.2 ZigZag 模型

3.4.3 SplitStream 模型和CoopNet 模型

3.4.4 CoolStreaming/DoNet 模型

3.5 模型比较

3.6 本章小结

第四章 P2P 流媒体网络教学系统的设计

4.1 网络教学概述

4.2 系统需求分析

4.3 系统设计

4.3.1 系统设计思想

4.3.2 系统设计原则

4.3.3 系统总体结构

4.3.4 系统的软硬件环境配置

4.3.5 系统基本功能模块

4.4 系统模块功能设计

4.4.1 系统管理模块

4.4.2 课件点播模块

4.4.3 课堂直播模块

4.4.4 课件下载模块

4.4.5 在线交流模块

4.4.6 测试、练习模块

4.5 课堂直播模块结构设计

4.5.1 P2P 流媒体直播的特点和原理介绍

4.5.2 直播系统服务器端设计

4.5.3 直播系统客户端设计

4.6 本章小结

第五章网络教学系统关键技术的研究与实现

5.1 流媒体教学资源的采集

5.2 流媒体课件的制作

5.2.1 流媒体直播或录制的一般流程

5.2.2 流媒体制作工具

5.2.3 音视频课件制作

5.2.4 屏幕课件制作

5.3 P2P 网络的组建

5.3.1 组播树构建

5.3.2 节点的加入与管理

5.3.3 节点的退出与管理

5.4 系统管理模块的实现

5.4.1 用户管理

5.4.2 资源管理

5.5 直播模块的实现

5.6 系统性能分析与测试

5.6.1 系统性能分析

5.6.2 系统运行测试

5.7 本章小结

结束语

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

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