基于P2P的实时流媒体分发系统的研究与实现

摘要

近年来，网络中的流媒体应用得到了飞速的发展。由于传统的基于C/S构架的流媒体服务模式过分的依赖于媒体服务器的性能和带宽，因此难于胜任大规模的并发应用。而IP组播和CDN等技术皆因其昂贵的部署和扩展成本难以普及应用。
　　 为了更好的解决互联网中的流媒体数据分发问题，基于P2P的流媒体分发技术被提出来了，即将组播的功能从网络层移到应用层之上。
　　 本文首先分析和比较了P2P网络的四种覆盖结构以及现有的基于P2P的实时流媒体分发模型，给出了现有的解决方案中存在的问题和不足。然后，提出了基于P2P的实时流媒体分发模型GTStream。该模型由媒体源服务器、超级节点和普通节点三层结构组成，具有以下特性：(1)通过超级节点对普通节点的管理，缓解了媒体源服务器的压力；(2)通过对节点的区域划分，有效降低了节点间的延迟时间；(3)采用了最优伙伴节点集生成算法，使节点能够获取到有效的伙伴进行数据交换；(4)采用了一种自适应的数据调度算法，提高了节点间的数据交换效率。最后，通过实验对GTStream模型进行了分析，并给出了其在视频监控系统中的应用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究动向

1.3 P2P流媒体技术的提出

1.4 本文的研究目标及主要工作

1.5 本文的章节安排

第二章 P2P流媒体分发模型分析

2.1 P2P网络概述

2.1.1 中心化拓扑

2.1.2 全分布式非结构化拓扑

2.1.3 半分布式拓扑

2.1.4 全分布式结构化拓扑

2.1.5 四种拓扑的比较

2.2 应用层组播技术

2.2.1 单组播树模型(PeerCast)

2.2.2 多组播树模型(SplitStream)

2.2.3 网状模型(DoNet)

2.2.4 几种模型的比较

2.3 本章小结

第三章 GTStream模型的设计

3.1 概述

3.2 总体设计框架

3.2.1 媒体源服务器的设计

3.2.2 Super-Peer节点的设计

3.2.3 普通节点的设计

3.3 节点的组织

3.3.1 普通节点的组织

3.3.2 Super-Peer的组织

3.3.3 节点的组织及实现过程

3.4 媒体数据的表示与交换

3.5 缓冲区的管理

3.6 消息机制

3.7 数据调度机制

3.8 本章小结

第四章 GTStream模型的主要模块与算法研究

4.1 媒体源服务器端

4.1.1 Super-Peer管理模块

4.1.2 Super-Peer的分配及区域划分算法

4.2 Super-Peer端

4.2.1 普通节点管理模块

4.2.2 最优伙伴节点集生成算法

4.2.3 资源搜索算法

4.3 普通用户节点端

4.3.1 伙伴节点管理模块

4.3.2 数据调度算法

4.4 本章小结

第五章 GTStream模型的性能评价及应用

5.1 与DoNet模型的比较

5.2 对GTStream模型的性能分析

5.2.1 仿真试验环境配置

5.2.2 媒体源服务器的负载开销

5.2.3 伙伴节点间的延迟时间

5.2.4 数据到达延迟时间

5.3 GTStream模型的应用

5.3.1 视频监控系统与GTStream模型的融合

5.3.2 GTStream模型在视频监控系统的实现

5.4 本章小结

第六章 结论

6.1 本文小结

6.2 问题与展望

致谢

参考文献

在读期间研究成果