基于Win32的语音即时通讯系统的技术研究与实现

摘要

本文分别对VoIP、对等网络、穿越NAT以及Win32的编程技术进行研究，设计并完成了基于Win32的语音即时通讯系统。 VoIP技术方面，在分析VoIP历史和基本处理流程的基础上，抓住影响语音质量的关键，依照Win32平台的特点，研发自适应消抖缓冲-冗余包平滑策略，达到较差网络环境下比当前流行的Skype更佳的通话效果。 对等网络方面，研究对等网络技术中四种资源定位模型的特点，根据当前系统需求，设计了集中目录式与hash环群结构相结合的混合式对等网络资源定位模型。经过估算，通常网络状况下，该模型在普通配置的计算机上能很好运行。 穿越NAT技术方面，分析四种不同NAT处理数据包的方案，设计有效判定NAT类型的算法；进而依据通讯双方所处网络的不同类型，设计并实现了穿越NAT的方案。实验成功说明该方案能让不同类型的节点有效通讯。 为使程序的效率更高，本文介绍了Win32线程池、Win32网络接口、Win32声音接口三项平常较少使用的Win32特有技术。依据这些技术的特点，研究更加快速有效的处理算法，在网络数据包处理、录音回放处理等方面比传统的处理方式有了较大的改善。 完成以上研究后，本文设计了PPTalk系统的总体框架，并介绍了本系统的开发方案，按照计划目前该系统已投入试运营阶段。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1发展概况

1.2研究动机

1.3研究内容

1.4主要创新点

1.5相关技术简介

1.6论文组织

第二章VoIP技术原理

2.1 VoIP概要

2.2技术实现

2.3研究问题

2.3.1丢包

2.3.2抖动

2.3.3时延

2.4小结

第三章对等网络模型

3.1对等网络概述

3.2资源定位模型

3.2.1集中目录式模型

3.2.2分布式非结构化模型

3.2.3分布式结构化模型

3.2.4混合式模型

3.3系统需求分析

3.4 PPTalk的对等模型框架

3.5节点功能

3.5.1服务器节点

3.5.2客户端节点

3.6基本操作

3.6.1节点入网

3.6.2普通节点退网

3.6.3超级节点退网

3.6.4备份节点退网

3.6.5簇的分裂

3.6.6簇的合并

3.6.7节点崩溃处理

3.7节点查询

3.7.1定位信息维护

3.7.2节点定位

3.7.3查询缓冲机制

3.8性能估算

3.8.1内存使用分析

3.8.2网络流量分析

3.8.3查询效率分析

3.8.4对比其它模型

3.9小结

第四章穿越NAT

4.1概述

4.2实现简介

4.3 NAT的分类

4.3.1全双工锥形

4.3.2受限制锥形

4.3.3端口受限制锥形

4.3.4对称锥形

4.4穿越NAT的方法

4.4.1识别NAT的类型方法

4.4.2通讯方式

4.5小结

第五章Win32编程关键技术

5.1概述

5.2 Win32线程池

5.2.1线程进程

5.2.2线程间同步

5.2.3线程池概念

5.2.4异步调用模型

5.2.5定时器模型

5.2.6 I/O完成端口模型

5.3 Win32网络编程接口

5.3.1简介

5.3.2套接字模式

5.3.3套接字I/O模型

5.3.4加速策略

5.4 Win32声音录制和回放

5.4.1声音格式和混合

5.4.2录音和回放

5.4.3声音播放技术分析

5.4.4自适应消抖缓冲-冗余包平滑策略

5.4.5算法描述

5.4.6动态参数确定

5.4.7试验结果

5.5小结

第六章系统的设计与实现

6.1系统总体架构

6.2数据库的设计

6.3节点框架

6.3.1认证节点

6.3.2管理节点

6.3.3客户端节点

6.4编程阶段

6.5演示结果和小结

第七章总结与展望

参考文献

附录

致谢

研究生阶段发表的论文

研究生阶段参加的项目