对等网中流媒体直播网络覆盖技术的研究与实现

论文摘要

随着软件工程和体系结构的发展,集中化的服务器思想逐渐向分布式发展。对等网（Peer-to-Peer,P2P）技术正是在这种背景下应运而生,从中心服务器拓扑,混合式拓扑,再到分布式拓扑结构,体现了P2P充分利用网络资源来完成计算、共享任务的发展主线。P2P技术缓解了传统客户端-服务器技术的性能与带宽瓶颈,具有良好的可扩展性和较高的性能,但同时也存在网络带宽消耗较大、信誉、法律争端等问题。P2P网络中对等端（Peer）节点的动态、异构、自私等特性,对P2P网络覆盖技术的研究提出了新的挑战。目前已有的P2P覆盖网络主要包含结构化和非结构化两类。结构化网络中的搜索准确,数据传递延迟较低,但是可扩展性不强；非结构化网络具有良好的扩展性和鲁棒性,但数据传递有延迟效应。本文主要研究如何结合两种结构的优点,来构建高效、高可扩展、健壮的P2P覆盖网络。本文的主要贡献在于：（1）梳理了P2P的发展历史,分析了隐含在发展历程中简单到复杂,集中化到弱服务器化的一般规律,并对典型的P2P系统进行了探讨和分析。（2）结合结构化以及非结构化P2P网络两者的优势,提出了一种基于强节点（Strong-Node）的P2P网络构建技术。网络整体上是一棵结构化的组播树,每一个强节点内部是无结构化的。（3）对P2P中的Peer节点、覆盖网络、数据调度给出了形式化的模型,实现了一套基于Gossip协议的流媒体直播系统,包含流媒体服务器、服务端、对等端,具有良好的参考意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 流媒体以及相关技术
• 1.3 基于中心服务器思想的流媒体传输技术
• 1.3.1 基于TCP/IP的传输方式
• 1.3.2 客户端/服务器模式
• 1.4 基于对等网络覆盖技术的流媒体传播技术
• 1.4.1 对等网的概念
• 1.4.2 对等网的发展以及应用
• 1.4.3 P2P网络的主要问题
• 1.5 研究内容以及篇章结构
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 论文组织结构
• 第2章 研究背景及相关工作
• 2.1 对等网定义（P2P）
• 2.2 结构化的P2P系统
• 2.2.1 分布式哈希表
• 2.2.2 层级结构
• 2.3 非结构化的P2P系统
• 2.3.1 泛洪及改进协议
• 2.3.2 流言方式
• 2.4 小结
• 第3章 P2P覆盖网构建算法
• 3.1 P2P网络的形式化建模
• 3.2 基于组播树的构建算法
• 3.3 基于节点族的组播树覆盖网络构建算法
• 3.4 强节点覆盖网络构建
• 3.4.1 强节点模型
• 3.4.2 强节点树构建技术
• 3.4.3 节点加入算法
• 3.4.4 节点退出算法
• 3.5 数据调度算法
• 3.6 小结
• 第4章 基于流言协议的流媒体直播系统设计
• 4.1 相关技术与工具
• 4.2 总体设计
• 4.2.1 流言消息
• 4.3 服务端设计
• 4.3.1 架构视图
• 4.4 关键数据结构
• 4.4.1 ASF流媒体数据格式
• 4.4.2 数据缓冲区
• 4.4.3 关键函数流图
• 4.5 对等端设计
• 4.5.1 架构视图
• 4.5.2 关键数据结构
• 4.5.3 数据调度
• 4.5.4 节点管理
• 4.5.5 内嵌播放器
• 4.5.6 关键函数执行流程
• 4.6 P2P流媒体直播系统的执行流程
• 4.7 小结
• 结论
• 一、论文工作回顾
• 二、未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录