基于IPv6的多路并发流传输和分发技术的研究与应用

论文摘要

随着信息产业的发展和三网融合进程的加快,IPTV（交互式网络电视）逐渐成为将互联网、多媒体、通信融为一体的热门技术。同时,随着网络规模的不断扩大,现有的IPv4网络所固有的地址空间匮乏、网络安全、服务质量以及组播支持等问题变得越来越突出,IPv6作为下一代互联网协议,将不可避免地取代IPv4。因而,研究IPTV在下一代互联网环境中的应用具有比较重要的意义。本文旨在研究基于IPv6的IPTV直播系统多路并发流传输和分发技术的解决方案。首先对流媒体传输协议和多媒体编码压缩标准等IPTV关键应用技术进行研究,基于IPv6网络环境,结合IPv6组播技术和RTP/RTCP协议提出IPTV直播系统模型,该系统采用MPEG-2编码压缩标准,可以同时直播多路标清/高清节目。由于传统的IPTV多路并发流传输方法低效单一的缺点,本文通过研究IPv6的特点,基于其流标签技术提出并实现了一种多路并发流的复合传输方案,并通过算法的改进进一步提高其性能。同时,为了解决多路并发流在网络中传输时带宽不足、网络拥塞等问题,本文提出了一种改进的联播方案和基于客户端需求的自适应内容分发控制策略,并采用多线程技术实现了其中网络状况监测和实时码流切换控制两个核心模块。实验和结果分析表明,本文提出的复合传输方案可以明显提高多媒体流的传输效率,自适应内容分发控制策略可以简单有效地适应网络状况的变化。本文的研究为终端系统实现快速频道切换和低资源占用的多画面模式提供了必要的支撑条件,对于促进IPTV直播系统在下一代互联网中的应用和发展具有积极意义。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 课题的意义
• 1.5 论文结构
• 第二章IPv6 及IPTV 关键应用技术
• 2.1 IPv6 协议
• 2.1.1 IPv6 地址
• 2.1.2 IPv6 组播技术
• 2.2 IPTV 关键应用技术
• 2.2.1 网络多媒体数据传输
• 2.2.2 流媒体传输协议
• 2.2.3 流媒体编码压缩技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于IPv6 的IPTV 直播系统模型
• 3.1 IPTV 直播系统体系结构
• 3.2 协议栈的设计
• 3.3 直播系统模型结构形式
• 3.4 服务器端
• 3.4.1 MPEG-2 编码压缩
• 3.4.2 RTP 组播发送
• 3.5 播放终端
• 3.6 本章小结
• 第四章 多路并发流复合传输
• 4.1 IPv6 下的socket 技术
• 4.1.1 socket 无连接通信
• 4.1.2 socket 编程技术
• 4.1.3 socket 编程的组播传输
• 4.2 数据捕获技术简介
• 4.2.1 Linux 下的传统捕获技术
• 4.2.2 Linux 下的高速网络数据捕获
• 4.3 多路并发流传输方式
• 4.4 方案设计
• 4.4.1 系统结构
• 4.4.2 流标签设计
• 4.4.3 复合传输
• 4.5 系统实现
• 4.6 性能优化
• 4.6.1 改进求和算法
• 4.6.2 使用零拷贝技术
• 4.7 性能测试
• 4.8 小结
• 第五章 系统自适应分发控制
• 5.1 流媒体分发控制
• 5.1.1 最小传输
• 5.1.2 自适应编码
• 5.1.3 代码转换
• 5.1.4 码流切换
• 5.2 改进的联播方案
• 5.2.1 基于用户需求的自适应分发算法
• 5.2.2 网络状况监测
• 5.3 多线程模型
• 5.3.1 主线程
• 5.3.2 网络状况测量
• 5.3.3 自适应调节
• 5.4 测试结果
• 5.5 小结
• 第六章 实验与测试
• 6.1 实现平台及工具
• 6.1.1 硬件平台
• 6.1.2 开源平台VLC
• 6.2 系统构建
• 6.2.1 IPv6 局域网搭建
• 6.2.2 服务器端
• 6.2.3 客户端
• 6.3 测试
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间本人公开发表的论文
• 致谢