基于混合P2P网络的应用层组播系统研究与实现

【摘要】：随着计算机技术与网络技术的快速发展,越来越多的实时多媒体应用出现在互联网中,如可视电话、远程教育、视频会议、视频点播等。而这些实时多媒体通讯应用,往往对网络的带宽和延迟有很大的要求,传统的IP组播已不能满足其需求,应用层组播传输则成为关键技术之一。应用层组播优势在于拥有端系统,便于实现和推广,便于针对特定应用进行优化。 本文以基于混合P2P网络的应用层组播为研究对象,设计了一种ALM算法与一个实时视频应用层组播系统。本系统按功能可以分为以下四大模块：视频采集模块、编码压缩解压缩模块、传输控制模块,视频服务器模块。视频采集模块的相关技术已经相当成熟,本文采用Video for Windows (VFW)平台实现。服务器模块负责会议成员信息的管理,为组播树的建立与维护提供支持,而并不直接负责视频的传输。组播树的构造使用基于度约束的构造算法,不仅考虑了节点的带宽,也考虑了其计算能力。为了提高系统的组播效率,采用了多线程模型与完成端口模型。由于混合型P2P网络的不稳定性,本文采用H.263协议作为视频编码标准。整个系统由服务器端、视频发布端和客户端三个部分构成。服务器及其相关程序即组成服务器端；视频发布端可以通过USB口的摄像头采集视频数据,然后用H.263协议压缩数据,再把压缩后的数据用Socket进行传送；客户端通过网络接收视频发布端传出的实时帧数据,然后从帧中取出图像数据,解压缩播放。 实验结果表明,这种基于混合P2P网络的算法与实时视频应用层组播系统能够以较小的控制开销与较低的网络时延实视频流的传输,同时具备一定的容错能力和可靠性,是计算机网络技术和计算机多媒体技术的有机结合,有较强的实用性。