关于p2p实时流媒体时移技术的研究

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1、1绪论1绪论1.1研究背景和意义近年来，随着网络技术的迅速发展，人们已经不再满足于通过文字与图片来获取信息，流媒体作为互联网重要的信息传送方式应运而生。网络的迅猛发展和普及为流媒体发展提供了强大的市场动力，流媒体服务正在变得日益流行。流媒体技术被广泛应用于多媒体的新闻发布、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电视等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的运用将会为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的生活和工作将产生深远的影响。流媒体又称流式媒体，它是指在计算机网络中使用流式传输技术传输连续的时基媒体，流媒体的出现，尤其是实时流媒体的发展，使人们的网络交流方式发生了质的变化。然

2、而由于流媒体对网络资源的需求量巨大，所以解决服务器瓶颈、网络扩展等问题成了流媒体应用发展的首要问题。传统的基于C/S模式的流媒体系统，每个客户端（Client，C）均与服务器（Server，S）建立一条单播通道，当视频的流行度上升时，同一时间与服务器连接的客户端将会增多，而服务器的带宽是有限的，最终导致服务器端的拥塞或者瘫痪。为了降低服务器[1][2]的负载，代理服务器和内容发布网络CDN（ContentDistributionNetwork）应运而生。在代理服务器和内容发布网络中，视频内容从服务器转移到靠近用户的代理服务器或者CDN服务器上，通过策略性铺设大量服务器在网络中，客户可以选择能够

3、致使最小拥塞的服务器。尽管这种方法可以缓解扩展性问题，但不能从根本上解决瓶颈问题。举例来说，假设一个代理服务器被指定服务于一个地区的客户群，当请求客户的数量非常大时，代理将会超负荷。为了增加网络的扩展性，P2P技术随之产生。[3]P2P（peertopeer）技术又称为对等网络技术，是一种网络结构的思想。它与目前网络中占主导地位的客户端/服务器（Client/Server）结构的一个本质区别是，网络结构中没有中心节点。在P2P网络中每一个节点既是客户端，又是服务器。P2P技术1基于P2P实时流媒体时移技术研究通过节点间的互相服务可极大地减少服务器网络带宽资源的消耗和局部网络的拥塞，具有很高的系

4、统扩展性和良好的性价比。P2P流媒体从时间特性上可以划分为P2P实时流媒体与P2P非实时流媒体，由于社会节奏的加快，人们对实时信息的需要，实时流媒体成为近年来流媒体传输技术应用的一个热点，实时流媒体是指将声音、影像或动画等多媒体信息由流媒体服务器向用户端连续、实时地进行传送。实时流媒体技术如今被广泛应用于在线直播。实时视频会议等实时信息服务中，但是由于实时流媒体服务器需要存储短期的实时采样数据，并将其分成若干传输单元以后再进行传输，所以基于P2P的实时流媒体播放与现场直播相比有一定的延迟。目前很多P2P实时流媒体系统，只能提供有限的功能给用户。当使用者加入系统时，他们只能从加入时的系统时间开始

5、观看节目，并且直到节目结束，用户不能够进行时移操作——在流媒体时间内的任意位置进行选择播放。最近提出的一些支持实时流媒体时移功能的系统也会由于结构与缓存等方面的问题，不能很好的完成时移功能。所以如何有效地将实时流媒体数据发送给网络的大量接收者并且完成用户的时移请求具有重要的研究意义与实用价值。1.2国内外实时流媒体发展现状1.2.1不支持时移功能的P2P实时流媒体介绍[4]2003年提出的SplitStream系统是微软公司的高带宽流研究工程，使用了建立在Pastry覆盖网之上的P2P内容分配方式。关键思想是分割视频内容，并且使用不相交内部节点的独立多播树去分发这些分割的内容。[5][5]20

6、05年提出的数据驱动系统DoNet与CoolStreaming相似，利用数据驱动模型实现网状拓扑资源传输。DoNet的核心是视频数据为中心的覆盖网设计和基于Gossip协议的视频调度分配算法。在DoNet系统中，节点之间不存在固定的父子关系，视频的可用性信息决定了视频流的流动方向，并不是通过某种固定的网络结构限制流媒体的传输。DoNet系统适用于高动态性的网络。[6]2007年提出的PPlive建立在网状结构上，提出了Crawler爬虫服务器来保持网络的实时更新，节点之间通过交流buffersmap来相互获取所需视频块，节点本身使用双缓存提高播放的平滑度，但却增加了播放的延迟时间。21绪论[7

7、]2008年提出的Tribler系统建立在BT扩展协议上，使用Give-To-Get处理节点之间的数据交换。使用此算法有效地解决了搭便车(free-rider)问题，其中的缓存算法采用了优先级的缓存策略，以此达到减少播放延迟与平衡系统视频块副本的目的。1.2.2支持时移功能的P2P实时流媒体介绍时移是指允许实时观看者在已经播放的流媒体时间内的任意位置进行选择，并且允许观看者暂停视频播放的流媒体技术