P2P网络实时流媒体分发技术的研究探讨

摘要

随着互联网的普及，以及网络带宽不断提高和个人计算机性能迅速提升，网络中流媒体的应用也越来越丰富。由于流媒体对带宽的高占有特性，传统的C/S方式很容易导致服务器的性能瓶颈，CDN由于成本高昂使服务商难以承受，而IP组播由于其自身的限制难以在Internet有效部署。把P2P思想引入到实时流媒体服务中，通过让普通计算机行使一部分服务器的功能，使服务分散化，能够有效减轻服务器的负载以及对局部网络带宽的高消耗。因此，P2P实时流媒体分发技术具有潜在广阔的应用前景。 本文主要介绍了P2P实时流媒体分发系统的设计和实现过程。在分析了流媒体相关技术和典型的P2P流媒体系统模型的基础上对影响P2P流媒体系统性能的关键技术和实现P2P实时流媒体分发系统面临的挑战做了分析。本文在考虑了网络效率、QoS、资源消耗、时延、系统的性能和易用性以及实现的复杂性等因素的基础上，对系统中媒体管理、节点管理、流媒体QoS控制、缓冲区管理、激励机制等关键算法和协议做了分析和设计，并试图在各因素之间取得权衡。最后开发了基于P2P的实时流媒体数据分发系统的MStreaming程序并进行了测试。测试结果表明，系统无需改变现有的网络配置，实现了资源的快速便捷的发布和定位，发挥了P2P技术的优势，能够有效的解决服务器链路瓶颈的问题，将服务和资源消耗分散化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景及其意义

1.2 P2P实时流媒体内容分发技术及国内外研究现状

1.2.1基于单棵树的数据分发

1.2.2基于多棵树的数据分发

1.2.3基于随机拓扑的数据分发

1.3论文的主要内容

1.4论文结构

第二章流媒体系统技术

2.1流媒体系统技术概述

2.2流媒体编解码方案

2.2.1传统的编码技术

2.2.2适合网络传输的编码

2.2.3两种编码方案的比较

2.3流媒体的传输与控制协议

2.3.1 TCP和UDP

2.3.2实时传输协议RTP/RTCP

2.3.3实时流协议RTSP

2.3.4资源预订协议RSVP

2.3.5 MMS协议

2.4流媒体的同步机制

2.5典型的传统实时流媒体分发系统

2.6小结

第三章基于P2P网络的实时流媒体技术

3.1 P2P技术简介

3.1.1 P2P定义

3.1.2 P2P的发展

3.1.3 P2P的特点

3.1.4 P2P典型网络结构模型

3.2 P2P实时流媒体技术

3.3 P2P流媒体系统典型模型介绍

3.3.1基于单树的PeerCast模型

3.3.2基于多棵树的SplitStream模型

3.3.3基于随机拓扑的CoolStreaming/DONet模型

3.3.4基于多对单的CollectCast模型

3.4 P2P流媒体关键技术

3.4.1媒体定位

3.4.2节点管理

3.4.3容错机制

3.4.4数据传输调度

3.5基于P2P网络的实时流媒体数据分发研究面临的挑战

3.5.1 P2P网络的动态性和多样性

3.5.2 P2P网络中“搭便车”现象

3.5.3流媒体QoS

3.5.4系统性能

3.6小结

第四章MSTREAMING实时流媒体分发系统的总体设计

4.1设计原则和目标

4.2系统架构与网络模型

4.2.1系统架构

4.2.2网络模型

4.3系统关键算法和协议设计

4.3.1传输控制数据结构

4.3.2流媒体资源管理

4.3.3节点管理

4.3.4 Qos控制机制

4.3.5节点资源检测机制

4.3.6缓冲区管理

4.4系统优化的设计探讨

4.4.1扩展性和稳定性

4.4.2媒体定位

4.4.3激励机制

4.5小结

第五章MSTREAMING实时流媒体数据分发系统的实现与测试

5.1开发平台的选择

5.2模块功能的实现

5.2.1资源管理

5.2.2服务管理

5.2.3接收管理

5.2.4目录服务

5.2.5用户界面

5.3系统的运行测试

5.3.1测试环境

5.3.2系统配置

5.3.3系统测试

5.4小结

第六章总结

6.1论文总结

6.2进一步的工作

致谢

参考文献

攻读学位期间研究成果