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基于混合P2P网络的应用层组播系统研究与实现

作　者: 肖玮
导　师: 黄东军
学　校: 中南大学
专　业: 计算机技术
关键词: 混合P2P网络模型应用层组播 VFW H.263 完成端口
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 应用层组播研究现状  9-11
  1.3 研究内容与工作目标  11-12
  1.4 论文结构  12-13
第二章应用层组播与构造算法  13-21
  2.1 引言  13-14
  2.2 基于P2P技术的ALM  14-16
    2.2.1 P2P技术  14
    2.2.2 P2P网络组织结构  14-15
    2.2.3 基于混合P2P树形结构的ALM  15-16
  2.3 影响组播树构造的因素  16-17
  2.4 本文的ALM构造算法  17-20
    2.4.1 度数的计算  18-19
    2.4.2 算法描述  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章实时视频应用层组播系统设计  21-28
  3.1 引言  21
  3.2 端系统结构  21-23
    3.2.1 硬件组成  21
    3.2.2 软件组成  21-23
  3.3 系统运行流程  23-27
    3.3.1 服务器端运行流程  23-24
    3.3.2 发布端运行流程  24-26
    3.3.3 客户端运行流程  26-27
    3.3.4 系统运行流程  27
  3.4 本章小结  27-28
第四章组播树构造与视频数据传输  28-50
  4.1 传输层协议的应用  28-30
    4.1.1 TCP协议与UDP协议  28-29
    4.1.2 协议选用策略  29-30
  4.2 组播树构造算法的实现  30-36
    4.2.1 网速的测量  30-33
    4.2.2 主机容量测量  33-36
  4.3 基于SOCKET的视频传输  36-39
    4.3.1 Windows Sockets API  36-39
    4.3.2 Socket的工作流程  39
  4.4 实时视频传输关键技术  39-47
    4.4.1 完成端口模型  39-42
    4.4.2 三线程模型  42-47
  4.5 系统应用与评价  47-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章结论  50-52
  5.1 工作总结  50
  5.2 未来展望  50-52
参考文献  52-57
致谢  57-58
攻读硕士期间主要的研究成果  58

基于混合P2P网络的应用层组播系统研究与实现

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