自二十世纪九十年代互联网向公众开放以来,计算机网络发展日新月异,各种新的系统层出不穷。因特网(Internet)的结构随着上层应用程序对网络需求的变化,经历了从对等网络模式(Peer-to-Peer or P2P)向客户端/服务器模式(Client/Server),再返回到P2P模式的发展历程。随着计算机终端设备和网络设备的快速发展,伴随网络处理和传输数据能力的提升,P2P系统的应用范围愈发广泛,这其中就包括了文件共享系统,视频点播系统,以及实时语音和视频电话系统等。然而,最近几年P2P应用程序的发展远远超过了网络传输能力和网络协议的发展速度,造成网络的严重拥塞。由于IPv4没有提供数据的分级传输机制,而能提供分级传输机制的IPv6协议又迟迟无法推广,造成P2P数据流占用了绝大多数网络带宽,严重影响到其它网络应用程序的性能。网络服务提供商花费重金扩展网络容量也无法满足庞大的用户需求,因此只好使用多种手段限制、甚至阻断P2P应用程序的数据传输。同时,随着各种无线网络技术的发展,越来越多的P2P系统开始尝试部署于无线网络上。而无线网络所能提供的数据传输速率和稳定性又远远不及有线网络,这更加重了大规模P2P系统的部署难度。本文提出一系列平衡网络流量,缓解矛盾的方法,以应对P2P应用系统与网络发展不平衡所带来的矛盾。在当前P2P系统的无线化大背景下,本文着重研究WiMAX、Wi-Fi、3G等无线网络的特点,在AnyServer平台的支持下,提出了在这些网络上高效部署P2P文件共享系统和视频电话系统的方法。本文的主要内容与创新点如下:首先,本文提出了一种在包含有线结点和无线结点的混合P2P文件共享系统下,保护无线结点能量,以延长其服务时间的方法。通过实验我们发现,在拥有较大数量无线结点的P2P文件共享系统中,如果不考虑无线结点的能量和通信能力,会导致无线结点过早能量耗尽,令系统中结点数量显著减少,从而反过来严重影响系统的覆盖率和文件共享功能的效率。实验证明,在80%的结点是无线结点的系统中,我们的资源结点选择算法可以使无线结点的失效率降低50%以上,并令资源文件传输总时间降低超过50%,从而有效改善混合P2P网络中无线结点的生存环境。第二,本文提出了一个基于WiMAX和Wi-Fi网络的P2P文件共享系统的应用层网络拓扑结构优化模型。考虑到无线城域网WiMAX即将产品化,如果能充分利用成熟的无线局域网技术Wi-Fi的特性,城际无线网络上数据共享系统拥有广阔的应用前景。在这样的混合无线网络中,如果不考虑无线网络空中接口资源紧张的特点,随意搭建应用层拓扑结构,会导致大量宝贵带宽被浪费。因此本文提出层次化P2P共享系统,根据WiMAX Mesh网络的特点,在WiMAX基站骨干网络层和客户站所组成的Mesh网络层中建立层次化分布式查找结构。模拟实验证明,对于拥有率超过2.5%的资源,本文提出的查找算法在本地Mesh网络发现该资源的概率超过90%,从而有效节省了网络空中接口资源,提高了资源查找效率。第三,本文提出了一个基于会话初始化协议(Session Initiation Protocol orSIP)的自适应视频IP电话(Voice and Video over IP or VVoIP)系统。由于IPv4网络中地址不足,且网络安全问题比较突出,目前网络中大量部署了防火墙和网络地址转换器(Network Address Translator or NAT)。由于SIP/SDP协议族对NAT穿越方面没有作具体规定,使得两个VVoIP客户端实现点到点传输会遇到问题。ICE(Interactive Connectivity Establishment)协议的出现填补了NAT穿透的空白,但就VVoIP应用来说,ICE显得比较复杂,所消耗的资源也较大。而本文提出的基于AnyServer平台的自适应SIP VVoIP系统能够保证VVoIP客户端之间的P2P实时通信。实验证明,本系统能够减轻流媒体服务器的压力,降低实时会话的网络时延。第四,本文提出了一组基于SIP的VVoIP系统中音频/视频数据的协作传输算法。音频电话VoIP向视频电话VVolP的转变,大大缩短了人与人之间的空间距离。然而,VVoIp中视频流数据的规模远大于音频流数据,无序的视频/音频流传输会使得VVoIP客户端的话音效果受到较大影响,尤其是在无线网络接入设备上运行的VVoIP客户端上,话音质量的下降现象尤为明显。本文提出了一组协作传输算法(Voice and Video Transmission Strategies of VVTS),能够有效减小数据传输速率的波动,在尽量不降低视频质量的前提下,提高话音质量。最后,本文介绍了支持本文实验的AnyServer平台的总体架构,以及各个子系统的框架和实现细节,并对VVoIP系统今后的发展方向进行了讨论。