基于p2pvod系统的研究和实现

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1、摘要随着计算机技术的飞速发展，计算机网络及其相关应用也得到了迅猛发展和普及．Intemet作为人们交流信息的方式早己深入到日常生活中。人们对信息的需求不再仅仅局限于文字和图片。视频点播作为一种可以获得音视频等更丰富信息的方法，伴随着媒体压缩技术的进步和计算机存储子系统的发展得到了广泛的研究，并且在远程教育、远程医疗、交互电影与电视领域得到了广泛应用。如何能使视频点播系统支持更多的用户、节省成本：如何能让用户真正找到自己想要的媒体；如何保证播放的质量，这些问题一直是视频点播研究的热点问题。本论文针对视频点播系统的现状，从构建一个完整系统的角度出发，综合

2、考虑媒体发布、搜索、定位与播放的可用性以及性能等多方面因素，建立了一个基于对等网的视频点播原型系统PPVod。论文体现了该系统的研究与实现工作。论文首先介绍了视频点播的基本概念和几种传统的实现方式及其关键技术与不足．这其中包括单播模式(典型代表有集中式、代理式和内容分发网式)和多播模式(包括网络层多播模式和应用层多播模式)；其次介绍了对等网的基本概念、体系结构和路由方式，特别介绍了Chord算法的基本思想及其与CAN算法的性能比较，指出以Chord构建P2P应用的优势；随后介绍了P2P流媒体技术的研究现状，包括各研究组织和人员在基于应用层多播的P2P

3、流媒体和基于单播的P2P流媒体两方面所做的研究工作。在此基础上本文设计了一个基于对等网的视频点播系统，包括系统体系结构设计和功能模块设计．随后，论文详细介绍了系统各模块的实现方法，包括底层路由模块、分片置换模块、资源搜索模块和媒体传输与播放模块。其中底层路由模块，是以Chord算法为基础，实现了P2P路由算法，并提出了两点路由算法改进，分别是针对原路由表中冗余信息较多，可用信息较少而提出的“双向路由”改进和针对原路由算法未考虑系统节点异质性和底层网络拓扑结构而提出的“利用节点异质性和底层网络拓扑感知的路由”改进，并分别对这两种改进算法做了仿真实验．实

4、验数据表明了这两种算法的有效性。在分片置换模块的实现中，首先分析了现有两种置换算法(FirstInFirstOut，简称FIFO和LeastRecentlyUsed，简称LRU)的特点和不足，并在此基础上根据视频点播应用的特点提出了两种新算法：根据分片供求关系(Supply-Demand，简称SD)的置换和根据系统中媒体副本数(Replica，简称PEP)的置换，并通过仿真实验与FIFO和LRU两种置换算法比较，数据表明新算法在不同节点加入间隔下都有较优的性能表现，其中SD算法更适合点播应用，并给出了其实现方法。在资源搜索模块的实现中，首先分析了基于

5、Ontology技术的语义搜索的特点，随后提出并实现了一种适用于影片资源的信息发布和语义搜索的策略，包含“编辑距离”和“向量相似度”两个用于自然语言理解的规则。在媒体传输与播放模块的实现中，根据媒体数据的特点提出了用于实时传输音视频数据的方法并基于微软DirectShow技术实现了媒体回放。最后，论文在总结已做工作的基础上，就应用分层媒体、采用激励机制和进一步完善语义搜索三个方面对未来的进一步工作提出了相关展望。关键字：视频点播，对等网，分片缓存置换，本体，语义搜索，DirectShow东南大学硕士学位论文W汕thedevelopmentofthec

6、omputertechnology,computernetworkanditsapplicationsalsogaindevelopmentgreatly．Peoplemayr—eveinformationnotonlyintheformoftextsandpicture，butalsoinaudioandviden．People’sdemandsinthiskindof“live”informationbecomemoreandmorepopular．Asameanbywhichpeoplecangetthis⋯livereedhVideo-on-

7、Demandsystemhasbeengreatlyresearchedwiththedevelopmentofthetechnologyofmediacompressionandthedevelopmentofthestoragesub-systenl．ItisIargelyappliedindistantlearning,distantmedicalcaringandinteractiveMovie，IVItisafocusissuethathowtodevelopaVODsystemwithhighscalabilityandIowcostan

8、dalsoWi山e伍cientmedmsearchmechanismandhighplaybackperfo