基于P2P視頻點播系統的設計與實現
畢業
目錄
前言 1
1. P2P概述 2
1.1 P2P概念 2
1.2 P2P網絡模型 2
1.2.1 純分布式P2P網絡模型 2
1.2.2 混合式P2P網絡模型 3
1.3 P2P技術的主要應用 3
1.4 P2P關鍵技術 5
1.5 P2P的優勢 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C/S模式的比較 7
1.9 P2P發展前景 8
2. 視頻點播系統簡介 10
2.1 什么是視頻點播系統 10
2.2 視頻點播系統的應用 10
2.3 視頻點播系統的發展歷史 11
2.4 視頻點播系統的構成 12
2.5 視頻點播系統的分類 13
3. 流媒體技術 14
3.1 流式傳輸的基礎 14
3.2 流式傳輸的實現途徑與過程 15
3.3 支持流媒體傳輸的網絡協議 16
3.4 流媒體播放方式 17
4. “PPVOD”視頻點播系統設計與實現 18
4.1 系統需求 18
4.1.1 開發目的 18
4.1.2 運行環境 18
4.2 可行性分析 18
4.3 系統設計 19
4.3.1 “PPVOD”系統組成 19
4.3.2 “PPVOD”系統功能 20
4.3.3 “PPVOD”服務器設計 20
4.3.4 “PPVOD”客戶端設計 21
4.4 系統實現 22
4.4.1 “PPVOD”服務器實現 22
4.4.2 “PPVOD”客戶端實現 23
4.5 系統技術剖析 28
4.5.1 Windows Sockets 編程技術 29
4.5.2 多線程技術 32
4.5.3 播放技術 34
4.5.4 通信協議 38
4.5.5 P2P模式的流媒體服務技術 39
4.6 系統進1步研究的工作 42
結論 44
參考文獻 45
致謝辭 46
基于P2P的視頻點播系統
摘要:隨著流媒體應用在Internet上的流行，傳統C/S模式的流媒體服務系統已經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務質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構。本文介紹了1種基于P2P網絡平臺上新的流媒體播放技術，它將P2P網絡技術和流媒體技術結合起來，充分利用客戶計算機的資源，減輕流媒體服務器和網絡負載，突破了傳統的流媒體播放系統帶寬瓶頸，能夠保持節目流完整而流暢地播放.本人采用VC 6.0以面向對象方法開發了”PPVOD”視頻點播系統。系統提供了1套在局域網、城域網和廣域網內并發地隨時隨地點播視頻文件的解決方案。系統運用了客戶端的拉技術、MPEG的軟件解碼技術、基于DirectShow COM組件的流媒體回放技術、TCP實時傳輸協議，創造性地實現了視頻點播系統,是1種性價比良好的流媒體服務技術。
關鍵詞:P2P；流媒體；C/S模式；數據傳輸樹
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
計算機及通信技術的空前發展為流媒體技術的發展奠定了堅實的基礎，創造了良好的應用環境，而流媒體技術的進步又推動和促進了計算機及通信技術向更高的水平躍進。流媒體技術從問世起即引起人們的廣泛關注，并迅速由科學研究走向應用，其應用領域遍及人類社會的各個方面。
視頻點播系統是分布式流媒體的1種重要的應用系統。視頻點播系統也被稱為VOD系統，其全稱是Video On Demand，意即按需要的視頻流播放。視頻點播技術是當前流媒體通信應用的1項前沿技術，是面向未來的信息、通信等相關技術相結合的新技術。同時視頻點播又是1項業務，它泛指利用交互式網絡將聲音圖像進行實時傳輸，以實現影視點播、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務。
然而，隨著寬帶技術的普及使人們不再滿足于傳統的網頁瀏覽、文件下載、聊天等因特網表現方式，流媒體以其特有的娛樂性和交互性成為因特網應用的主流，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、遠程教學和遠程醫療等流媒體應用為主。
因特網上的傳統流媒體系統是基于C/S模式的，1般包括1臺或多臺服務器，若干客戶機。我們將系統能同時服務的客戶總數稱為系統容量，C/S模式的流媒體系統容量主要是由服務器端的網絡輸出帶寬決定的，有時服務器的處理能力，內存大小，I/O速率也影響到系統的容量。在C/S模式下，由于傳輸流媒體占用的帶寬大，持續時間長，而服務器端可利用的網絡帶寬有限，所以即使是使用高檔服務器，其系統容量也不過幾百個客戶，根本就不具有經濟規模性。另外，由于因特網不能保證，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個客戶都要單獨發送1次流媒體內容，從而網絡資源的消耗也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，并在確保服務質量的同時，降低流媒體的服務成本，就成為流媒體技術研究中的重要課題。近幾年興起的P2P技術，能利用Internet中的各個節點進行對等計算，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注，將P2P技術應用于流媒體業務，必能解決服務器端網絡帶寬和服務器能力限制的障礙。為此基于P2P技術的視頻點播系統在此背景下誕生了。
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