基于对等网络的音视频通信系统的研究

论文摘要

音视频通信系统在当前的应用极为广泛,也日益重要。目前大部分采用C/S模式,在这种模式中,服务器要承担所有的重担,这给服务器造成了极大的压力,服务器无疑是系统最大的瓶颈,对等(P2P)技术的出现给这个问题带来了可行的解决途径。根据P2P的技术特征,主要的研究与应用问题集中在所形成的覆盖网络层。从而本文最终的问题就是如何设计一个优秀的P2P覆盖网络模型,这也是P2P技术研究与应用的关键。因此,本文设计了一个层次化的拓扑感知网络模型――PPAVCS网络模型,并设计了相应的算法。模型是在Kademlia网络模型基础上的改进,主要针对逻辑网络与物理网络不匹配和节点异构性这两个结构化网络普遍存在的问题做了尝试性的解决。在模型中引入了超级节点和域的概念,超级节点是由综合性能强的节点担当,一个域是由一个超级节点和与它物理距离相近的普通节点组成,从而达到与物理网络匹配和节点异构性的目的。普通节点只能在域内查询资源,当它查询失败时,由超级节点帮助在域间进行查询。最后在模拟环境中通过P2PSim模拟器对模型性能进行了模拟分析,仿真结果表明改进的模型性能优于Kademlia网络模型,同时设计实现了一个具备基本功能的音视频通信系统,以验证模型的现实可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外对等网络技术的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题研究目的和意义
• 1.4 主要研究工作
• 第二章 P2P 网络结构及通信机制
• 2.1 P2P 网络定义及其技术特点
• 2.1.1 P2P 网络定义
• 2.1.2 P2P 网络技术特点
• 2.2 P2P 网络拓扑结构
• 2.2.1 P2P 网络拓扑结构简介
• 2.2.2 各种网络拓扑结构介绍
• 2.2.3 各种网络拓扑结构性能比较
• 2.3 P2P 通信技术
• 2.3.1 NAT 工作原理
• 2.3.2 穿越NAT 的P2P 技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 层次化的拓扑感知网络模型设计
• 3.1 Kad 网络协议原理与分析
• 3.1.1 Kad 网络的覆盖空间
• 3.1.2 Kad 网络的路由表——K 桶
• 3.1.3 Kad 网络的路由查询机制
• 3.1.4 Kad 网络节点的加入离开
• 3.2 改进的 Kad 网络——PPAVCS 网络
• 3.2.1 PPAVCS 网络模型的概述
• 3.2.2 PPAVCS 网络的基本协议操作
• 3.2.3 PPAVCS 网络资源的发布
• 3.2.4 PPAVCS 网络资源的定位
• 3.2.5 PPAVCS 网络节点的行为分析
• 3.3 模型性能仿真结果分析
• 3.3.1 实验环境
• 3.3.2 路径长度
• 3.3.3 访问时延
• 3.3.4 仿真结论分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 P2P 音视频通信系统的设计
• 4.1 系统工作原理
• 4.2 系统的总体结构设计
• 4.3 系统主要模块的设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 P2P 音视频通信系统的实现
• 5.1 音频控制模块的实现
• 5.1.1 初始化控制端
• 5.1.2 音频数据采集
• 5.1.3 音频数据处理
• 5.1.4 音频数据播放
• 5.2 视频控制模块的实现
• 5.2.1 初始化控制端
• 5.2.2 视频数据采集
• 5.2.3 视频数据处理
• 5.2.4 视频数据播放
• 5.3 音视频数据传输策略
• 5.3.1 发送策略
• 5.3.2 接收策略
• 5.4 系统功能测试
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文