P2P流媒体点播系统播放器框架设计与实现

论文摘要

近年来,随着互联网技术的快速发展,个人或家庭接入互联网的带宽也越来越大,与之而来的各种各样的新型互联网服务方式。视频点播服务也是其中之一并且已经成为互联网的主流业务。传统流媒体系统性能的提高无法满足实际应用的需求,大量用户的加入经常会造成服务器带宽瓶颈。采用P2P方式实现的流媒体系统有助于分散服务器压力,减轻服务器负载,对大规模流媒体内容发布有重要意义。本文首先研究了各种P2P相关技术现状,阐述了课题的主要研究内容、关键技术、主要成果及创新点。其次,提出P2P流媒体点播系统的系统结构模型,并进而阐述了播放器的功能需求。再次,详细介绍了本文的几个关键技术,基于DirectShow的拉模式过滤器技术,针对不同节点的异构网络环境下而提出的文件分片策略,片段缓冲技术,加权速度分类节点方法和文件分片下载算法。在这些技术的基础上,实现了一个P2P流媒体点播系统播放器的原型,并对模拟环境测试的结果进行了比较和分析。最后,对研究的内容做了总结,提出了未来的研究方向。研究结果显示,基于DirectShow拉模式过滤器技术的P2P点播播放器有很好的通用性和可扩展性。相比于中心服务器架构的点播系统,基于文件分片下载算法的P2P架构点播系统能够有效的减轻服务器的负载,并能够保证媒体数据的高效分发和顺序性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1.课题背景及意义
• 1.2.相关技术介绍
• 1.2.1.传统视频点播系统
• 1.2.1.1.基于客户端/服务器架构的视频点播系统
• 1.2.1.2.IP组播技术
• 1.2.1.3.CDN内容分发网络
• 1.2.2.P2P文件交换系统
• 1.2.2.1.BitTorrent
• 1.2.2.2.eMule
• 1.2.3.P2P流媒体直播系统
• 1.3.主要研究内容及关键技术
• 1.4.论文主要成果及创新
• 1.5.论文组织结构
• 第2章 P2P流媒体点播系统结构及播放器功能需求
• 2.1.系统结构模型概述
• 2.2.系统网络拓扑结构
• 2.3.分布式哈希表网络层
• 2.3.1.Kad网络介绍
• 2.3.2.Kademlia搜索机制
• 2.4.播放器模块及功能需求
• 第3章 基于DirectShow的拉模式过滤器技术
• 3.1.Microsoft DirectShow拉模式解码器原理
• 3.1.1.两种数据传输模式
• 3.1.2.采用拉模式过滤器的优势
• 3.2.P2P点播播放器中的拉模式源过滤器
• 3.2.1.IGraphBuilder接口
• 3.2.2.IBaseFilter接口
• 3.2.3.IPin接口
• 3.2.4.IAsyncReader接口
• 3.2.5.IMediaControl接口
• 3.2.6.IMediaSeeking接口
• 3.2.7.IVideoWindow接口
• 3.2.8.其它接口
• 第4章 文件分片下载及缓冲技术
• 4.1.算法基本策略
• 4.2.文件分片策略
• 4.3.片段缓冲技术
• 4.4.加权速度分类节点方法
• 4.5.文件分片下载算法
• 第5章 播放器实现及性能模拟测试
• 5.1.系统用例图
• 5.2.主要类及其静态类图
• 5.2.1.拉模式源过滤器相关类CFilterGraph,CMemReader
• 5.2.2.节点管理器相关类CPeerManager,CPeer
• 5.2.3.缓冲管理器相关类CBufferManager,CBuffer,CBlockStatus
• 5.2.4.下载管理器相关类CDownloadManager
• 5.3.播放器工作流程实现及分片下载代码
• 5.4.播放器工作界面截图
• 5.5.性能模拟测试与分析
• 5.5.1.测试平台及流程
• 5.5.1.1.中心服务器架构点播系统
• 5.5.1.2.基于文件分片的P2P视频点播系统
• 5.5.1.3.测试方案
• 5.5.2.测试结果
• 5.5.3.性能比较与分析
• 第6章 总结与展望
• 6.1.工作总结
• 6.2.研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果