基于P2P流媒体直播技术的研究和实现

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宽带网的飞速发展推动了流媒体直播系统的广泛应用,但传统的基于C/S模式的流媒体直播系统存在服务能力瓶颈,很难适应大规模的应用。为此,通过将P2P网络技术与流媒体技术相结合,充分利用各个节点的资源,减轻了流媒体服务器的压力,使得基于P2P网络的流媒体服务具有了更好的扩展性、鲁棒性和实用性。本文主要研究P2P流媒体直播系统的相关理论和技术,分析和比较了P2P网络的四种覆盖网结构;研究了现有基于P2P技术的流媒体应用模型,重点分析了基于单多播树、基于多个多播树和基于Gossip协议的模型,并对各模型的优劣进行比较;在对多种流媒体数据调度算法的分析的基础上,提出了一种基于数据分区的动态流媒体数据调度算法(DDSA)。该算法采用带宽动态调整策略实时地适应网络带宽的动态变化,同时对数据片断进行区间的划分,各区间按不同策略进行调度,这既能提高数据片断的及时到达率,又能使数据片断具有较好的扩散性。本文在DONet模型的基础上设计和实现了一个P2P流媒体直播原型系统PPTV。PPTV采用Tracker服务器管理节点,来建立和维护节点网状的拓扑结构,并采用提出的DDSA算法对数据进行请求调度。最后,论文对PPTV的总体架构进行介绍,详细描述了其中主要关键模块的设计和主要的算法,并对该系统在网络环境中进行了测试。测试结果表明系统基本达到了设计要求。
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