基于P2P技术的流媒服务平台的研究

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3.0 范春蓉 2024-09-25 12 4 15.94MB 75 页 15积分

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大连理工大学硕士毕业论文

专业学位硕士学位论文

基于

P2P

流煤体服务平台的设计与实现

Design and Implementation of Stream Media Service Platform

Based on P2P Technology

作者姓名：

学科、专业：

学号：

指导教师：

完成日期：

大连理工大学

Dalian University of Technology

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大连理工大学硕士毕业论文

独创性说明

作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工

作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，

论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理

工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志

对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：

基于

P2P

流煤体服务平台的设计与实现

- 2 -

大连理工大学硕士毕业论文

摘要

P2P(Peer To Peer，对等网络)是指分布式系统中的各个节点是逻辑

对等的。与传统

C/S

架构模型相比，P2P

架构模型不再区分服务器、客户端，

系统中的各节点之间可以进行直接的数据通讯，不再需要或很少需要服务

器节点中转。采用此种架构后，每个节点既可以是服务的使用者，也可以

是服务的提供者，这样就能充分利用各终端设备的处理能力，使低成本分

布式服务成为可能。同时

P2P

网络中各节点的自治性、跨平台、统一的服务

以及访问接口，使得

P2P

模式可以在较传统模式更为广阔的范围内得到应

用。目前此种技术已成为互联网应用研究的热点，并且正应用于互联网的

多个方面。

在视频流媒体系统中采用

P2P

技术，可以充分利用客户端计算机空闲

能力、客户端计算机的出口带宽资源，将原有集中于服务器的流媒体服务

分散到各个客户端，降低服务器出口带宽资源、服务器自身性能的限制，

使在原有资源基础上为更多的用户提供服务成为可能，使在原有资源基础

上提高应用服务质量成为可能，使在保证现有服务质量的同时降低系统成

本成为可能，这样就大大拓展了网络视频业务的应用范围。

本文对

P2P

模式流媒体系统中若干关键技术展开了研究，并通过课题

项目

P2P

多媒体平台开发，提出了若干技术理论方法，具体如下：

对流媒体和

P2P

流媒体进行概述，针对

P2P

流媒体的关键技术：媒体

数据压缩技术、应用层组播技术、应用层的

QoS

控制、流媒体传输协议、媒体

同步技术进行深入研究。

对

P2P

流媒体服务模型进行研究后，按照本课题的模型出发，选择了

P2P

服务原形，研究了

SSALMP

协议中创建组、加入组、离开组和节点失效处

理的过程。同时分析对比了

多播拥塞控制模型和应用层多播拥塞控制模

型，在面向流媒体应用的现实条件下，提出了一个基于速率的逐跳拥塞控

制方案。

研究了

P2P

流媒体软件的体系结构，按照分模块设计的思想，利用

JMF

开发工具进行详细深入软件实现。最后是对系统进行测试。主要从两个

方面，一是系统的功能性测试，二是对系统中实现的基于流媒体应用的拥

塞控制的测试入手。从系统测试环境的搭建到功能性能的测试，表明本文

所设计

P2P

流媒体服务平台能够满足系统运行性能的要求。

关键词：流媒体，P2P，组播，JMF

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大连理工大学硕士毕业论文

Design and Implementation of Stream Media Service Platform

Based on P2P Technology

Abstract

P2P(Peer To Peer) means each pitch point in the distributional system is

logically coordinated. Unlike C/S(client/Server) model, the P2P model no longer

distinguishes server from client, and each pitch point in the system can carry on

the data communication directly, instead of through the middle server, whose

essence lies in full uses of the terminal device’s handling ability. Each pitch

point in the system is not only the provider of the service but also the consumer

of the service. There are several factors which made P2P so popular: cheap

computing power, big storage capacities, and network load distribution.

Combination of the techniques will use benefits of patching techniques and

- 4 -

大连理工大学硕士毕业论文

p2p concepts. In such system, every arrived client not only consumes resources,

but makes his contribution, in sense of the staring stream received video. When

the arrive rate of the clients is high ,there are more clients that contribute to

resources, which in turn increases the overall capability of the system and

therefore the number of clients that can be served.

This dissertation studies the key technologies of P2P stream media and

develops the P2P stream media, puts forward some technologies means:

Summarizes the technologies of P2P and stream media, aims at the key

technologies of P2P stream media: media data compress

technology ，application layer multicast technology, application layer Qos

Control ，stream media transition protocol and media synchronization

technology in deeply.

Study the P2P stream media model and following this model, choose the P2P

original shape of P2P,study the creating group, join group, leave group and

invalidation process of node of SSALMP protocol.And comparing the IP

multicast congestion control and application layer multicast congestion control,

this paper puts forward hop-by-hop congestion control schema in oriental stream

media.

Study the P2P stream media software architecture, codes the software using

JMF develop tools based on model design minds. At last , it tests the whole

system including two aspects: function test and hop-by-hop congestion control

test. From the tests, it indicates that the application layer multicast system can

meet the requirements of multicast system.

Key Word: stream media, P2P，Multicast, JMF

- 5 -

大连理工大学硕士毕业论文

摘要 ......................................................................3

Abstract ..................................................................5

第一章绪论 ..............................................................9

1.1

课题研究背景 .......................................................9

1.2

国内外研究现状 ....................................................10

1.3

本文的研究内容 ....................................................11

第二章 P2P

模式流媒体技术概述 .............................................12

2.1

流媒体介绍 ........................................................12

2.2 P2P

流媒体 ........................................................14

2.3 P2P

流媒体技术 ....................................................15

2.4.1

媒体数据压缩技术 .............................................16

2.4.2

应用层组播技术 ...............................................17

2.4.3

应用层

QoS

控制 ...............................................17

2.4.4.1

拥塞控制 ...................................................17

2.4.4.2

差错控制 ...................................................19

2.4.5

流媒体传输协议 ..................................................19

2.4.5.1

实时传输协议与实时传输控制协议 .............................20

2.4.5.2

实时流协议 .................................................21

2.4.5.3

资源预留协议 ...............................................22

- 6 -

大连理工大学硕士毕业论文

2.4.5.4

激励机制 ...................................................22

2.5

本章小结 ..........................................................23

第三章 P2P

流媒体服务模型分析 .............................................24

3.1 P2P

流媒体服务模型概述 ............................................24

3.2

应用层组播协议的选择 ..............................................25

3.3

组播原型系统的实现 ................................................25

3.4

单源流媒体组播协议内容 ............................................26

3.4.1 创建组播组 ..................................................26

3.4.2 加入组播组 ..................................................26

3.4.3

离开组播组 ...................................................28

3.4.4

节点失效的处理 ...............................................29

3.5

网络拥塞控制 ......................................................29

3.5.1

应用层组播拥塞控制模型 .......................................29

3.5.2

面向流媒体的应用层组播逐跳拥塞控制 ...........................30

3.5.3

面向流媒体的逐跳拥塞控制方案 .................................30

3.5.4

基于速率的逐跳拥塞控制算法 ...................................31

3.6

本章小结 ..........................................................33

第四章 P2P

流媒体平台的设计 ...............................................34

4.1

系统结构设计 ......................................................34

4.2

客户端结构 ........................................................36

4.3

客户端主要技术 ....................................................38

4.3.1 Peer

分组及管理 ..............................................38

4.3.2

内存管理与调度 ...............................................39

4.4

后台服务系统介绍 ..................................................39

4.6.1

节目采编及管理 ...............................................41

4.6.2

用户认证和管理 ...............................................42

4.6.3

运营及计费管理 ...............................................42

4.6.4

统计及报表分析 ...............................................43

4.7

本章小结 ..........................................................43

第五章 P2P

流媒体平台的关键技术实现 .......................................44

5.1 系统开发工具 ......................................................44

5.2 多媒体服务平台结构 ................................................48

5.3 P2P

网络协议的实现 ................................................49

5.3.1

组播服务层的结构 .............................................49

5.3.2 Free pastry

模块 .............................................50

5.3.3

组播树管理模块 ...............................................50

5.3.4

报文处理模块 .................................................51

5.3.5

报文的接收与发送 .............................................53

5.4 流媒体数据处理模块 ................................................54

5.4.1

流媒体数据处理模块结构 .......................................54

5.4.2

媒体编码转换 .................................................55

5.3.3

流媒体发送与接收的实现 .......................................57

5.5

用户信息管理模块 ..................................................60

5.6

基于速率的逐跳拥塞控制机制实现 ....................................61

- 7 -

大连理工大学硕士毕业论文

5.7

媒体数据传输与控制报文传输 ........................................64

第六章系统测试与性能评价 ................................................65

6.1

运行环境的建立 ....................................................65

6.2

系统功能测试 ......................................................67

6.2.1

功能测试流程 .................................................67

6.2.2

建立组播组 ...................................................67

6.2.2

加入组播组 ...................................................68

6.2.3

退出组播组 ...................................................69

6.3

拥塞性能测试 ......................................................69

6.3.1

拥塞控制测试目标 .............................................69

6.3.2

测试环境配置 .................................................69

6.3.3

测试内容 .....................................................71

6.3.4

测试结论 .....................................................72

6.4

本章小结 ..........................................................72

第七章总结与展望 ........................................................73

7.1

全文总结 ..........................................................73

7.2

课题展望 ..........................................................73

参考文献 .................................................................75

攻读硕士学位期间发表学术论文情况 .........................................77

致谢 .................................................................78

大连理工大学学位论文版权使用授权书 .......................................79

第一章绪论

1.1 课题研究背景

随着互联网的普及，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等

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大连理工大学硕士毕业论文专业学位硕士学位论文基于P2P流煤体服务平台的设计与实现DesignandImplementationofStreamMediaServicePlatformBasedonP2PTechnology作者姓名：学科、专业：学号：指导教师：完成日期：大连理工大学DalianUniversityofTechnology-1-大连理工大学硕士毕业论文独创性说明作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使...

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