基于gossip协议的p2p视频点播系统.研究与设计

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1、苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。研究生签名：j耻日期：望幽学位论文使用授权声明苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学

2、位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权苏州大学学位办办理。研究生签名：导师签名：Ft期：塑墨：￡乡日期：色塑!笠竺·基于Gossip协议的P2P视频点播系统研究与设计第一章绪论1．1论文研究背景及意义第一章绪论随着Intemet的发展，用户对网络的期望和要求也越来越高，感兴趣的不仅仅是传统的文本图像之类的简单信息，对于多媒体内容的需求日益

3、增加。传统的多媒体应用需要将内容从服务器完全下载以后才能观看，由于多媒体内容比较大，完全下载下来需要时间比较长，延迟大，实时性差，于是流媒体技术应运而生。流媒体技术将连续的视频和音频流压缩编码，数据打包后按照一定的时序要求发送给用户，可以使用户边下载边观看，无需播放前下载整个文件，具有连续性、实时性、时序性等特点。目前典型的流媒体应用有网络会议系统、远程教育系统、直播系统和视频点播系统(VoD)。传统的流媒体服务都是基于C／S模式的，由于流媒体应用具有持续时间长、占用带宽大、及时性要求高等特点，提供服务的计算机需具有巨大的

4、存储空间以及带宽资源。然而，随着如今用户数量及所需媒体文件数量的不断增加，传统的C／S模式难以支持大量用户的同时在线，易形成系统瓶颈。针对这一问题，现有的解决方案有：(1)IP组播技术：由路由器将一个数据包复制到多个通道上采用组播方式发送。这种方法虽然减少了服务器的压力，但是需要路由器的支持，网络上难以广泛部署；(2)CDN(ContentDistributeNetwork)分发网络：通过Intemet将要传送的内容传送到距离用户最近的网络节点，由该网络节点对用户提供服务。这种方法代价比较昂贵，需事先建立庞大的CDN网络：

5、(3)集群服务方式：通过增加服务器数量来扩充服务容量，显然无法解决问题。最近兴起的P2P(Peer-to．Peer)技术，改变了传统的网络服务模式，节点在接收服务的同时也向其它节点提供服务，使系统的服务能力随着需求的增长也自然增长，具有与生俱来的可扩展性，能够充分利用网络上的空闲资源。另一方面，P2P系统采用节点自组织的方式工作，强调无中心的结构，并且很好地适应了节点随机加入和退出的动态性，因而在容错性、数据高可用性方面具有不可替代的优势。因此将P2P技术引入到流媒体服务中，可以使服务分散化从而减轻服务器的负载，提高系统的

6、扩展性。然而，目前基于P2P的流媒体服务系统研究基本上是以直播系统为主，只能是服箜二雯笙堡董主鱼竺墅旦塑丛盟里鲨塑塑盛塑墨堕塑塑．篁堡生务器播放什么用户看什么，播放到哪里用户看哪里，不能满足用户任何时间任何地点任何方式的点播服务需求，因此基于P2P网络的视频点播系统的研究成为当今研究的热点问题。然而，P2P网络、流媒体以及视频点播三者本身都具有非常独特的性质，如何结合三者的特性设计一个良好的系统存在一定的技术门槛，所以在P2P下进行点播系统的研究具有一定的理论价值。同时，由中国互联网络信息中心(CNNIC)在京发布的《第2

7、1次中国互联网络发展状况统计报告》调查显示，数字娱乐已成为我国互联网最重要的网络应用，其中网络影视以76．9％的使用率名列网络应用第三位，而我国网民总人数截止2007年12月31日已达到2．1亿人，仅以500万人之差次于美国，居世界第二，预计在2008年初中国将成为全球网民规模最大的国家。可见，在P2P下进行视频点播系统的研究可以带来巨大的经济效益，具有一定的实际价值。1．2国内外研究现状近年来，基于P2P网络的流媒体服务体系已经引起了许多大学、研究机构以及商业机构的重视。在国外，美国斯坦福大学、马萨诸塞大学以及微软研究院

8、对单源的P2P流媒体传输展开了研究并取得了一定的成果，而伯克利大学和普度大学则致力于对多源的P2P流媒体传输的研究。此外，也有一些研究机构将传统的流媒体技术运用于P2P系统，如IBM中国研究院将层次式的流合并技术集成到P2P视频点播系统中，而美国奥幂IJ根大学提出的PALS，则利用了媒体流的分层编码技术