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视频流媒体业务作为当今最流行的互联网应用之一，俨然已经成为除文件下载之外占据网络带宽的另一杀手级应用。自创立之日起，它经历了C/S、CDN、IP组播以及ALM等一系列发展模式。随着一种可与C/S相抗衡的网络架构—对等网络(P2P)的引入，P2P视频流媒体系统开始进入人们的视野并得到了很大地发展。它让用户节点在网络中既作为客户端又作为服务器而存在，有效利用了网络的带宽，提升了系统的可扩展性和鲁棒性。在P2P视频流媒体系统中，最热门的研究与应用方向是Mesh网络架构下的流媒体系统。然而，近年来的研究表明基于邻居关系的Mesh网络在流媒体数据的查找上具有一定地局限性。另一方面，利用分布式哈希表(DHT)的结构化P2P网络在数据查找上有着很好地表现。特别是单跳DHT，与多跳DHT相比，在查询效率与维护开销之间的权衡中选择了最大化查询效率。本文在充分研究了各种P2P流媒体系统和DHT算法的基础上，设计了一种基于单跳DHT的高效数据补偿机制以及采用该机制来实现的一个P2P实时流媒体系统ComStream，目标是为了提升以播放流畅度为代表的用户体验质量(QoE)。与现有的P2P实时流媒体系统相对，ComStream具有以下的特点：1）利用节点异构性，构成一种新的Mesh-DHT混合式网络架构。Mesh结构由所有节点组成，用于正常地数据获取。DHT结构仅由性能较优地超级节点组成，用于紧迫情况下的数据补偿。2）充分考虑实时流媒体系统的时延敏感等特性，优化并形成高效地单跳DHT搜索框架SDHT。3）实现了一种基于数据优先级地高效补偿机制，确保了空缺数据的及时获取。最后，本文对ComStream系统原型进行了仿真实现，大量的仿真结果表明新系统为用户在播放流畅度上的QoE提供了良好地保障。