基于ssamp网络p2p视频直播系统设计

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1、基于SSAMP网络P2P视频直播系统设计　　摘要：将P2P网络和流媒体技术进行结合，在研究现行模型和技术的基础上，构架了一个基于P2P的视频直播系统，并对相关问题进行了深入研究，其中包括P2P覆盖网络设计、根据底层网络状况进行均衡负载的优化算法、Buffer管理机制和差错控制和恢复等。关键词：对等网络；非结构化P2P；分布式；应用层组播；视频直播中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）010-0103-03作者简介：陈敏慎（1984-），男，上海交通大学硕士研究生，研究方向为计算机技术。0引

2、言10流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。在采用流式传输方式的媒体系统中，用户不必像非流式播放那样必须等到整个媒体文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、音视频等流式多媒体文件进行解压，随后即可进行播放和观看，而媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式具有启动延时大幅度地缩

3、短、对系统缓存容量的需求大大降低等优点。由于SSAMP系统的设计目标是实现基于P2P的视频直播，为了在具有高度动态性和异构性的P2P覆盖网络上实现高质量的媒体服务，需要采用专门的网络控制协议和数据传输机制。将P2P网络和流媒体技术进行结合，在研究现行模型和技术的基础上，构架了一个基于P2P的视频直播系统，并对相关问题进行了深入研究。1视频直播架构SSAMP系统的整体结构可描述如图1，其中主要由3类实体组成，现在分别简单介绍如下：（1）媒体服务器（MediaServer）。它是视频流媒体节目的提供者，同时也是覆盖网络的广播源，主

4、要实现视频数据的预处理，其中又包括编码器（Encoder）和拆分器（Splitter）两个部件。（2）节目列表服务器（Broker）。覆盖网络通过节目列表服务器以Web的形式向用户节点提供当前网络中正在播放的节目列表。10（3）节点（Peer）。是覆盖网络中的端系统。节点主要实现视频流数据的接收，并在本地进行缓存和播放；同时节点也充当数据转发者，将接收到的视频流数据及时转发给下层子节点，充分体现了对等网络数据共享的精神。SSAMP系统的工作流程：首先，媒体服务器（MediaServer）对原始媒体文件进行编码，形成流格式，随后

5、对其进行分块切割，把媒体数据分割成时间长度相同的多个连续的片断（Segment）；与此同时，在媒体服务器（MediaServer）建立节目的时候向节目列表服务器进行注册，将自己的节目信息和本机地址传送给节目列表服务器；在随后节点加入系统的过程中，首先与节目列表服务器进行信息交互，获得实时的节目列表和相应的媒体服务器地址，待节点用户选择节目后，根据前一章介绍的SSAMP系统加入算法加入覆盖多播网络，开始接收视频数据，并将缓存的数据实时转发给跟自己直接连接的孩子节点。2视频直播软件结构在SSAMP系统中，实现了一棵单源组播树，我们

6、采取两种数据传输驱动方式Push和Pull相结合的办法传输视频流数据，并且对应于两种数据驱动方法分别提出了基本流和补丁流的概念。同时，需要在数据接收方通过缓冲区对接收到的视频数据进行缓存和转发，并最终在端系统实现视频流的回放。10媒体服务器把经过预处理解析的视频流数据传输给其直接子节点，然后这些节点再将视频流数据转发给它们的子节点。依次类推，直到视频流数据传输到系统的所有节点。其中，视频直播服务的软件结构分成两个部分：媒体服务器软件和节点软件。媒体服务器是视频流媒体节目的提供者，也是覆盖网络的广播源，主要功能是实现从媒体文件中

7、读取原始数据，经过解析和预处理后将视频流数据按时间长度进行分块并对其进行编号，将实现分块后的数据在缓冲区中进行缓存，并根据一定的调度策略向子节点发送。媒体服务器软件实现包括图2所示的几个功能模块。在以上的功能模块中，数据源预处理是媒体服务器软件的核心，它实现了原始媒体文件的流式化并将流媒体数据分割成时间长度相同的多个连续的片断，有利于多个节点间交换数据，这是对等网络技术相对于传统流媒体技术最大的优势。节点软件是P2P覆盖网络中运行在各个作为系统普通节点的端系统上的软件，它主要负责从父节点接收媒体数据，在本地重组并回放，同时把媒

8、体数据实时向它的直接子节点进行转发。节点软件包括图3所示的功能模块。10节点软件是实现视频流回放和转发的主要部件，其中Buffer管理是节点软件的核心。为实现高效的数据缓存和转发，在将数据块在缓冲区Buffer中进行缓存的同时，系统维护了一张缓存映射表来实时反映Buffer中