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基于P2P流媒体直播系统的关键技术的研究与实现

乔志伟  
【摘要】: 流媒体已经成为推动未来宽带应用的主要动力。但流媒体对宽带资源要求高且服务时间长,在传统C/S模式下,服务器很容易成为系统瓶颈。对于这个问题,现有的解决办法主要是采用IP组播和CDN技术,但它们都存在固有的缺陷。P2P流媒体利用普通节点的资源为其它节点提供服务,在不改变现有网络配置的前提下具有良好的性价比。它是一种具有广泛应用前景的流媒体分发方法。 目前,对P2P流媒体直播系统的研究面临众多问题,主要包括节点的选择机制、数据调度机制、数据缓存机制和激励机制。本文工作围绕上述几个问题展开了深入研究,并且提出了有效的解决办法。 本文设计了基于Gossip协议的P2P流媒体直播系统P2PMedSim。系统针对Gossip协议数据传播随机性与不确定性问题,提出了一种混合结构方式。该方式将非结构化P2P网络和结构化P2P网络相结合,通过增加数据片预取调度算法,弥补了Gossip协议数据传输的随意性。在数据缓存方面,针对传统缓存算法的缺陷,提出了根据数据块的流行度值进行缓存的新机制。使用激励和自动检测子节点相结合的方式进行检测监督,对不合作的节点进行淘汰惩罚,并重新选择子节点。最后,本文对现有的P2P模拟器进行分析,发现缺乏合适的P2P流媒体模拟器,随之设计与开发了基于JAVA语言的流媒体模拟器P2PMedSim。此模拟器具有良好的可视化界面,支持多种网络拓扑模型,操作简单。本文重点详细描述了模拟器的设计思想和主要模块。在此基础上对系统进行模拟测试,测试表明,系统具有良好的可行性和扩展性。


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