基于p2p技术的流媒体直播系统研究与实现

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文基于P2P技术的流媒体直播系统研究与实现姓名：周红敏申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：孙名松20080301哈尔滨理工大学工学硕上学位论文基于P2P技术的流媒体直播系统研究与实现摘要近年来，由于互联网的广泛普及和宽带网的高速发展，对网络带宽要求较高的网络多媒体技术也发展迅猛，其中基于P2P网络的流媒体技术成为当前研究的热点。P2P技术采用完全分布式结构，网络中的节点既可以获取其他节点的资源或服务，同时又是资源或服务的提供者。使用P2P技术进行流媒体直播不仅能有效降低服务器资源

2、和网络带宽占用，而且能适应网络的异构性，部署的成本和复杂度较低。虽然目前基于P2P技术的流媒体直播系统已经有多种实现，然而现有系统仍然有一些必须解决的问题，包括：网络延时、网络不可控、上下行带宽不对称、NAT穿越、安全性和可管理性等问题。本文针对大规模P2P流媒体直播中的若干问题进行了深入的研究，从覆盖网结构、节点管理与维护、数据调度策略以及异常处理等方面分析比较了几种典型的P2P流媒体系统模型。并且对于当前系统中已存在的组播结构不稳定、异构节点适应性差、数据调度效率低、控制开销大等问题，设计了一套完整的面向大规模网

3、络的P2P流媒体直播系统。论文主要研究内容和创新点如下：首先，提出了应用层组播的构造方案。该方案以流媒体应用为核心，通过Gossip协议维护异构节点的拓扑结构，以动态节点选择提高了拓扑的稳定性。并针对P2P网络中NAT的存在带来的问题，提出了一种新的NAT穿越方法，该方法可以穿越对称型NAT，有效提高了P2P网络中节点资源的利用率。其次，提出一种自适应的数据调度算法一LFSA。该算法基于资源的分布情况选择出“活动数据发送节点集合"，在集合的基础上以易于实现的方式综合考虑了节点负载、网络延迟等因素来动态调度数据的发送节

4、点，实验表明该算法具有较低的开销。最后，设计并实现了PolyTVP2P流媒体直播系统，并对其进行了测试，大量实验数据表明该系统具有控制开销小、低延迟、可靠性高和成本低等特点，可以在互联网上进行大规模的视频直播。关键词P2P流媒体；应用层组播；覆盖网；数据调度哈尔滨理工大学工学硕}?学位论文ResearchandImplementationonLiveStreamingSystemBasedonP2PTechnoloAbstractInrecentyears，withthewidelyusedofnetworkandr

5、apiddevelopmentonbroadband，networkmultimediatechnologyisdevelopinggreatlywhichishiglllystrictedwithnetworkbandwidth．Amongthem，themultimediatechnologybasedonP2Pnetworkisbecomingthehotspot．UsingthecompletedistributionalconstructiononP2Ptechnology,thenodesinintern

6、etcannotonlygetbutalsoprovideresourcesorservicesfromothers．ThelivestreamingsystemwithP2Ptechnologycanreducenotonlytheserverresourcesandbandwidtheffectivelybutalsothedeploymentcost．Buttheexistingsystemsstillhavesomeproblemstosolve，including：networkrelay,uncontro

7、llablenetwork，asymmetricaltransmission，NATtraversal，securityandmanagement．’DeeplyresearchonseveralbasicissuesonP2Plivestreamingsystemwerepresentedinthisthesis，includingthedesignofoverlaynetwork，managingandmaintainingnodes，schedulingdynamicdatasetbetweendatasend

8、ingnodestoobtainminimumdelay,andetc．Withintheaboveissues，asystemcalledPolyTVwasdesignedtodemonstrateawellorganizedP2Pmediastreamingsystem．Themainissuesandcontributionsofthis