基于P2P技术的多媒体网络教学系统的设计和实现

论文摘要

随着互联网的普及和宽带技术的发展,教育已经进入了数字化、智能化、个性化的发展阶段。网络教育技术正强烈地影响着教育和学习的方式,针对多媒体网络教学的研究已经成为热点。但是,目前大部分多媒体网络教学系统采用的都是C/S或B/S结构,存在着服务器瓶颈及在线交互不足的问题。为此,本文主要研究如何将P2P技术应用到多媒体网络教学系统中,构架一个平台,使师生之间能够方便的交流协作。论文通过对P2P网络四种结构的分析,在基于超级节点的混合式网络模型的基础上,研究和设计了一个基于P2P技术的多媒体网络教学系统,系统包含登陆管理、交流协作和课程管理三大功能模块。结合对等网络技术的特点,提出了系统服务器端和客户端的改进策略,重点介绍了客户端的登陆和退出、缓冲区冲射策略以及数据调度算法的优化方法。在系统运行中,为了避免处于不同私有网络中的计算机相互通信困难的问题,采用反向连接技术和UDP打洞技术进行NAT穿越,使得主机可以在中间服务器的协助下穿越NAT,并在此后直接进行P2P通信。为了解决流媒体传输过程中出现的延迟和抖动等问题,在分析流媒体传输基本原理的基础上,对流媒体传输进行了改进设计。论文设计实现了多媒体网络教学系统中的主要功能模块如用户登陆、文本资料传输、远程控制模块,对流媒体传输的接口进行了设计。基于P2P技术的网络教学系统对网络带宽和服务器处理能力要求明显降低,且容易部署,扩展性高,并发支持的用户数量大大增加。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 多媒体网络教学现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 将P2P技术应用于多媒体网络教学系统
• 1.4 论文的工作与组织结构
• 第二章 基础理论和相关技术
• 2.1 P2P介绍
• 2.1.1 P2P概念
• 2.1.2 P2P网络结构模型
• 2.2 P2P技术与NAT技术
• 2.3 流媒体技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于P2P技术的多媒体网络教学系统设计
• 3.1 系统设计原则
• 3.2 系统中P2P网络结构模型的选择
• 3.3 系统模块设计
• 3.3.1 系统模块分析
• 3.3.2 多媒体网络教学范例
• 3.4 服务器端和客户端的优化
• 3.4.1 服务器端
• 3.4.2 客户端
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统中组建P2P网络的关键技术
• 4.1 通信模型
• 4.2 P2P之路由问题
• 4.2.1 对等网络路由机制
• 4.2.2 解决P2P网络路由问题的策略
• 4.3 基于NAT穿越技术的P2P通信
• 4.3.1 基于UDP协议的NAT穿越研究
• 4.3.2 其他问题
• 4.3.3 实现P2P即时通信
• 4.4 流媒体在P2P中传输的技术改进
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统设计与实现
• 5.1 对等点间通信的实现
• 5.1.1 服务器端运行
• 5.1.2 客户端运行
• 5.2 系统模块设计
• 5.2.1 用户登录模块
• 5.2.2 用户信息模块
• 5.2.3 文本资料通信
• 5.2.4 流媒体通信
• 5.2.5 系统远程控制模块
• 5.3 其它相关功能
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果