基于P2P的点播系统客户端的设计与实现

摘要

近年来，伴着互联网技术飞速的发展，人们对视频点播的要求不断提高。传统的C/S模式中单点服务器容易成为系统瓶颈，IP组播由于协议复杂、缺少拥塞控制和可靠性而应用困难，内容分发网络(CDN)的可扩展性较差。研究表明，P2P网络架构能利用一般节点的资源为其它节点提供服务，计算和存储是由网络中所有节点共同完成的，这样就解决单点瓶颈的问题，提高了系统扩展性而且能不改变已有的网络配置而具有良好的性价比。
　　本文首先对流媒体、CDN、P2P技术进行了调研，阐述了相关系统的优缺点，然后介绍了经典的P2P网络模型和基于P2P和CDN的点播系统PPCDN。本文主要贡献包括：
　　1．本文提出了域的概念，通过将地理位置的节点相近的节点构成一个集合即域，并优先分配节点附近的域的伙伴节点，使系统在P2P网络服务会话初始时，确定相对优质的服务的节点集合，以保证系统QoS。
　　2．本文基于CDN和P2P提出了一种混合数据调度策略，保证节点即使在异构的P2P网络中能从其他节点获取到稳定完整的视频流。节点可以从伙伴节点获取数据，也可以从固定的服务器获取。
　　3．在缓存视频文件时将通过将不连续块的视频数据连续存储，并通过索引文件来保存数据块的位置信息以避免产生文件空洞。由于用户点播服务中播放位置的随机性，若采用连续缓存视频文件机制会导致大量文件空洞。
　　随后本文描述了P2P点播客户端的总体框架设计，给出了客户端的总体框架图，对核心模块的设计实现进行了介绍，并对客户端主要流程进行了详细说明。
　　最后对完成的客户端在局域网内进行了测试，统计并分析了起播延迟和跳播延迟等指标。测试结果表明客户端工作正常，能给用户提供良好的、低延迟的播放服务。

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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 主要研究内容

1.4 论文组织

第二章 相关理论与技术基础

2.1 P2P网络技术

2.2 流媒体点播技术

2.3 PPCDN系统

2.4 本章小结

第三章 客户端总体概要设计

3.1 概要说明

3.2 需求分析

3.3 P2P点播客户端总体框架

3.4 HTTPServer层设计

3.5 P2P点播引擎设计

3.6 关键技术

3.7 典型操作流程

3.8 本章小结

第四章 P2P点播引擎的详细设计与实现

4.1 详细框架设计

4.2 通信协议设计

4.3 网络通信基础模块的实现

4.4 任务管理与线程池模块的实现

4.5 磁盘文件管理模块的实现

4.6 P2P点播引擎流程时序图

4.7 本章小结

第五章 系统测试

5.1 测试环境

5.2 功能测试

5.3 性能测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

硕士期间学术成果