基于PeerCast模型的嵌入式P2P流媒体直播系统的设计与实现

摘要

随着互联网技术的高速发展，P2P流媒体网络技术应用越来越广泛。由于传统的流媒体主要采用C/S模式，即客户端和服务器端的模式，客户端以单播方式和服务器端建立连接，服务器主要面向的是流媒体数据，对网络带宽要求比较高，而且连接持续时间比较长。如果用户数量不断的增加，服务器端的带宽及系统资源很快被耗尽，服务器性能和带宽成为整个网络的瓶颈，因此对P2P流媒体技术的研究，对缓解流媒体服务器端并发压力问题具有非常重要的意义。
　　本文着重分析了基于P2P流媒体技术的PeerCast模型，对PeerCast模型架构源码及相关的算法进行了深入的研究，PeerCast系统节点选择机制采用高度优先的算法，主要依据覆盖网节点深度值来进行。节点深度值的具体含义是表示组播树中当前节点和源节点之间的距离，该值仅仅代表了多播树中节点之间的逻辑距离，不能完全反应底层网络拓扑之间的距离，可能导致组播树下游节点延时过大，当系统节点越多时组播树下游节点延时体现越明显。
　　针对上面提出的问题，本文提出了一种组播树平衡算法，该算法采用了内网高度优先外网路由优先的节点选择策略，并对节点选择算法进行了改进。通过组播平衡算法使覆盖网的网络节点间的逻辑距离与实际底层网络拓扑距离尽量匹配。并通过实验，验证了改进算法的可行性，降低了组播树下游节点的时延，提高了PeerCast直播系统实时性，缓解了流媒体服务器的并发压力。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 相关技术的应用

1．4 本文的主要工作

1．5 本文的结构安排

第二章 P2P相关技术介绍

2．1 P2P流媒体简介

2．1．1 P2P的基本概念

2．1．2 流媒体相关概念

2．2 P2P网络结构

2．3 P2P流媒体相关技术

2．3．1 应用层组播技术

2．3．2 网络透传技术

2．4 P2P流媒体模型

2．5 本章小结

第三章 PeerCast流媒体模型研究

3．1 PeerCast系统简介

3．2 PeerCast业务流程

3．2．1 频道中继

3．2．2 频道播放

3．2．3 频道广播

3．3 PeerCast网络协议

3．4 PeerCast模型核心模块及算法分析

3．4．1 节点查找流程

3．4．2 节点管理模块分析

3．4．3 节点加入机制

3．5 PeerCast系统存在的问题

3．5．1 PeerCast组播树失衡

3．5．2 PeerCast缓存效率的问题

3．5．3 PeerCast节点选择机制问题

3．6 本章小结

第四章 基于PeerCast嵌入式直播系统的实现

4．1 系统的设计目标

4．2 系统平台的构建

4．2．1 Bootloader的烧写

4．2．2 内核的定制和裁剪

4．2．3 根文件系统的配置

4．3 PeerCast组播树平衡算法及实现

4．3．1 PeerCast系统算法存在的问题

4．3．2 PeerCast节点选择策略的改进

4．3．3 PeerCast高度优先算法的改进

4．4 Mplayer流媒体播放器移植

4．5 本章小结

第五章 实验结果与分析

5．1 实验环境

5．2 系统性能实验

5．3 实验结果分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的论文