一种基于CDN的视频点播传输系统的设计和实现

摘要

互联网技术飞速发展，互联网应用突飞猛进，当前更是有不少网站开始提供视频点播(VOD)服务。但在实际推广中发现，视频点播存在一个主要问题，就是服务质量。在目前的网络环境下，普遍存在网络带宽瓶颈和延迟过大，以及信息内容的分布存储和快速定位方面的问题，造成客户端实际体验差，用户满意度下降。本文首先阐述了流媒体播放系统的基本结构，然后引入了内容分布网络(CDN)和重叠网(Overlay Network)的概念，以试图解决这两个难题。
　　 CDN把信息内容从源服务器端推送到靠近客户端的互联网边缘，并且只会把选择相关信息内容的请求传递到客户端本地，从这可以反映出CDN能够消耗更少的带宽和缩短访问延迟，因此CDN是提高互联网服务质量的有效方式。但另一方面，CDN只是把信息内容推送到离用户“最近”的地方，没有一个有效机制来管理信息内容的存储和访问。而重叠网技术可以在这些边缘区域为整个的信息内容传输网络提供进一步的扩展，并使内容有更大的智能性和可管理性，不需要对网络基础层做任何改动。
　　 最典型的重叠网就是结构化P2P(Peer to Peer，对等网)系统。它采用分布式哈希表(DHT)技术来组织网络中的节点，并有效解决了信息内容在其节点中的分布存储和搜寻问题。反过来又能有效提高网络带宽利用率，减小访问延迟。
　　 本文就是基于项目CDN环境，采用了DHT技术的相关成熟算法，并为适应实际项目的应用环境和开发阶段做了简化修改，在后面部分给出了相关框架和一个简单实现。经实际环境测试证明，对解决信息内容的分布存储和快速定位和网络传输延时瓶颈有很好的效果；CDN和重叠网的结合是解诀视频点播应用问题的有效方法，值得更全面和深入的研究。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 现有技术和需求分析

1.2 本课题的研究发展现状和趋势

1.2.1 目前发展状况

1.2.2 新的研究方向

1.3 技术指标要求

1.4 本文内容安排和主要工作

第二章 多媒体流技术介绍

2.1 VOD传输系统的几种方式

2.1.1 通过浏览器从Web服务器传送给媒体播放器

2.1.2 直接从Web服务器传送给媒体播放器

2.1.3 直接从流媒体服务器传送给媒体播放器

2.2 流媒体技术的核心

2.3 相关协议介绍

2.3.1 实时传输协议(RTP)

2.3.2 实时传输控制协议(RTCP)

2.3.3 实时流协议(RTSP)

2.4 几种流媒体应用模式简介

2.4.1 Real System

2.4.2 Windows Media Technology

2.4.3 QuickTime

第三章 CDN和重叠网技术

3.1 CDN技术

3.1.1 CDN的总体框架

3.1.2 传送分配系统

3.1.3 复制内容的存放

3.1.4 请求路由系统

3.2 重叠网技术

3.2.1 概述和定义

3.2.2 P2P和重叠网的联系和区别

3.2.3 分布式哈希表DHT

3.2.4 重叠网的举例

3.3 重叠网和CDN的内在联系

第四章 VOD传输系统的设计

4.1 背景分析和改进

4.1.1 现有CDN传输系统分析

4.1.2 改进方案

4.2 总体传输模式

4.3 系统逻辑框图

4.4 特点及说明

第五章 VOD传输系统的实现

5.1 底层传输模块

5.2 核心功能模块

5.2.1 Chord算法模块

5.2.2 内容分布存储算法

5.2.3 请求路由和内容定位算法

5.3 外围功能模块

5.3.1 用户系统

5.3.2 帐户系统

5.3.3 计费系统

5.3.4 报表系统

第六章 测试和评估

6.1 测试环境

6.1.1 测试环境示意图

6.1.2 服务器和客户端配置

6.2 测试指标

6.3 测试方案

6.4 评估

第七章 结束语

致谢

参考文献

附录A