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基于P2P視頻點播系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
畢業(yè)論文
目錄
前言 1
1. P2P概述 2
1.1 P2P概念 2
1.2 P2P網(wǎng)絡模型 2
1.2.1 純分布式P2P網(wǎng)絡模型 2
1.2.2 混合式P2P網(wǎng)絡模型 3
1.3 P2P技術(shù)的主要應用 3
1.4 P2P關(guān)鍵技術(shù) 5
1.5 P2P的優(yōu)勢 6
1.6 P2P組織與標準 7
1.7 P2P潛在的問題 7
1.8 P2P模式與傳統(tǒng)C/S模式的比較 7
1.9 P2P發(fā)展前景 8
2. 視頻點播系統(tǒng)簡介 10
2.1 什么是視頻點播系統(tǒng) 10
2.2 視頻點播系統(tǒng)的應用 10
2.3 視頻點播系統(tǒng)的發(fā)展歷史 11
2.4 視頻點播系統(tǒng)的構(gòu)成 12
2.5 視頻點播系統(tǒng)的分類 13
3. 流媒體技術(shù) 14
3.1 流式傳輸?shù)幕A 14
3.2 流式傳輸?shù)膶崿F(xiàn)途徑與過程 15
3.3 支持流媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡協(xié)議 16
3.4 流媒體播放方式 17
4. “PPVOD”視頻點播系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 18
4.1 系統(tǒng)需求 18
4.1.1 開發(fā)目的 18
4.1.2 運行環(huán)境 18
4.2 可行性分析 18
4.3 系統(tǒng)設計 19
4.3.1 “PPVOD”系統(tǒng)組成 19
4.3.2 “PPVOD”系統(tǒng)功能 20
4.3.3 “PPVOD”服務器設計 20
4.3.4 “PPVOD”客戶端設計 21
4.4 系統(tǒng)實現(xiàn) 22
4.4.1 “PPVOD”服務器實現(xiàn) 22
4.4.2 “PPVOD”客戶端實現(xiàn) 23
4.5 系統(tǒng)技術(shù)剖析 28
4.5.1 Windows Sockets 編程技術(shù) 29
4.5.2 多線程技術(shù) 32
4.5.3 播放技術(shù) 34
4.5.4 通信協(xié)議 38
4.5.5 P2P模式的流媒體服務技術(shù) 39
4.6 系統(tǒng)進1步研究的工作 42
結(jié)論 44
參考文獻 45
致謝辭 46
基于P2P的視頻點播系統(tǒng)
摘要:隨著流媒體應用在Internet上的流行，傳統(tǒng)C/S模式的流媒體服務系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足流媒體對服務器性能和高帶寬的要求，嚴重阻礙了流媒體業(yè)務質(zhì)量的提高和容量的擴大。隨著個人PC機性能的增強，Peer-to-peer模型得到了廣泛的應用。Peer-to-peer模型通過有效利用網(wǎng)絡的帶寬、存儲能力和計算資源，提供了1個持久性的存儲基礎結(jié)構(gòu)。本文介紹了1種基于P2P網(wǎng)絡平臺上新的流媒體播放技術(shù)，它將P2P網(wǎng)絡技術(shù)和流媒體技術(shù)結(jié)合起來，充分利用客戶計算機的資源，減輕流媒體服務器和網(wǎng)絡負載，突破了傳統(tǒng)的流媒體播放系統(tǒng)帶寬瓶頸，能夠保持節(jié)目流完整而流暢地播放.本人采用VC 6.0以面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)了”PPVOD”視頻點播系統(tǒng)。系統(tǒng)提供了1套在局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)內(nèi)并發(fā)地隨時隨地點播視頻文件的解決方案。系統(tǒng)運用了客戶端的拉技術(shù)、MPEG的軟件解碼技術(shù)、基于DirectShow COM組件的流媒體回放技術(shù)、TCP實時傳輸協(xié)議，創(chuàng)造性地實現(xiàn)了視頻點播系統(tǒng),是1種性價比良好的流媒體服務技術(shù)。
關(guān)鍵詞:P2P；流媒體；C/S模式；數(shù)據(jù)傳輸樹
A VOD System Based on P2P Technology
Abstract: With the popularity of the streaming media, the traditional C/S service system is unable to satisfy the requirement of server and bandwidth. And this weakness terribly hinders the improvement of streaming media’s quality and the enlargement of the capacity. With PC ability enhancing, Peer-to-peer model has been used widely. Peer-to-peer systems are positioned to take advantage of gains in network bandwidth, storage capacity, and computational resources to provide long-term durable storage infrastructures. A new streaming media technology based on P2P networks is introduced in this paper. The technology is combined P2P networks technology with streaming media technology, which make good use of the recourses of client computer and reduce the load of streaming media and network. At the same time, the new technology overcomes hand width limitation of traditional stream media player system. So the video streams might be played fully and smoothly. The PPVOD System is developed by VC6.0 using object-oriented method, which provides a solution for being video on demand file any time any where in LAN、MAN and WAN. It applys data-pulled technology, the MPEG decode technology, the media-playback technology Based on DirectShow COM, and puts to use TCP protocol. Therefore, it’s an excellent streaming media service technology.
Key words: P2P; streaming media; C/S mode; data transfers tree
前言
計算機及通信技術(shù)的空前發(fā)展為流媒體技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎，創(chuàng)造了良好的應用環(huán)境，而流媒體技術(shù)的進步又推動和促進了計算機及通信技術(shù)向更高的水平躍進。流媒體技術(shù)從問世起即引起人們的廣泛關(guān)注，并迅速由科學研究走向應用，其應用領(lǐng)域遍及人類社會的各個方面。
視頻點播系統(tǒng)是分布式流媒體的1種重要的應用系統(tǒng)。視頻點播系統(tǒng)也被稱為VOD系統(tǒng)，其全稱是Video On Demand，意即按需要的視頻流播放。視頻點播技術(shù)是當前流媒體通信應用的1項前沿技術(shù)，是面向未來的信息、通信等相關(guān)技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù)。同時視頻點播又是1項業(yè)務，它泛指利用交互式網(wǎng)絡將聲音圖像進行實時傳輸，以實現(xiàn)影視點播、信息查詢、電視購物、遠程教育等服務的1項交互式多媒體應用業(yè)務。
然而，隨著寬帶技術(shù)的普及使人們不再滿足于傳統(tǒng)的網(wǎng)頁瀏覽、文件下載、聊天等因特網(wǎng)表現(xiàn)方式，流媒體以其特有的娛樂性和交互性成為因特網(wǎng)應用的主流，也成為推動未來寬帶應用的主動力。寬帶應用的主體也變成了以VOD、視頻會議、遠程教學和遠程醫(yī)療等流媒體應用為主。
因特網(wǎng)上的傳統(tǒng)流媒體系統(tǒng)是基于C/S模式的，1般包括1臺或多臺服務器，若干客戶機。我們將系統(tǒng)能同時服務的客戶總數(shù)稱為系統(tǒng)容量，C/S模式的流媒體系統(tǒng)容量主要是由服務器端的網(wǎng)絡輸出帶寬決定的，有時服務器的處理能力，內(nèi)存大小，I/O速率也影響到系統(tǒng)的容量。在C/S模式下，由于傳輸流媒體占用的帶寬大，持續(xù)時間長，而服務器端可利用的網(wǎng)絡帶寬有限，所以即使是使用高檔服務器，其系統(tǒng)容量也不過幾百個客戶，根本就不具有經(jīng)濟規(guī)模性。另外，由于因特網(wǎng)不能保證，如果客戶機距服務器較遠，則流媒體傳輸過程中的延遲、抖動、帶寬、丟包率等指標也將更加不確定，服務器為每1個客戶都要單獨發(fā)送1次流媒體內(nèi)容，從而網(wǎng)絡資源的消耗也10分巨大。所以在當前資源有限的條件下，如何滿足不斷增長的用戶需求，并在確保服務質(zhì)量的同時，降低流媒體的服務成本，就成為流媒體技術(shù)研究中的重要課題。近幾年興起的P2P技術(shù)，能利用Internet中的各個節(jié)點進行對等計算，充分利用Internet上的空閑資源，允許兩個客戶機之間直接交換信息而受到廣泛關(guān)注，將P2P技術(shù)應用于流媒體業(yè)務，必能解決服務器端網(wǎng)絡帶寬和服務器能力限制的障礙。為此基于P2P技術(shù)的視頻點播系統(tǒng)在此背景下誕生了。
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