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流媒体以其特有的娱乐性和交互性成为推动未来宽带互联网应用的主要动力,但流媒体对带宽资源的占用率高、服务时间要求长和服务质量要求高,使得其在Internet上大规模应用面临着诸多困难。常见的流媒体系统都是基于传统的服务器/客户端模型构建,这种流媒体应用架构存在“单点失效”、无法满足大规模流媒体应用部署要求、服务器成本高等缺点;而其它替代方法多少都存在一些弊病,例如集群方法只能在一定程度提高系统的服务能力,仍然没有摆脱传统模型的束缚;IP组播方法部署复杂,需要修改Internet的路由机制;代理缓存或CDN方法昂贵的费用使得一般ICP内容提供商难以承担等等。P2P流媒体很好地解决服务器瓶颈问题,在不修改现有网络配置前提下,利用普通结点资源为其它结点提供服务,是一种具有广泛应用前景的流媒体模式。
本文针对P2P流媒体系统中结点的异构性、结点行为的随机性和媒体数据播放的时序要求等特点,主要对P2P流媒体传输和接收结点缓冲数据播放进行研究,包括:(1)以数据包为调度粒度,使用接收结点驱动的协调机制,在多对单的数据传输模式下,研究如何从多个可用结点中选择合适的发送结点为请求结点服务;(2)提出一种尽早完成的媒体数据分配算法,把多个数据块分发到各个发送结点获取,减少播放启动的延迟;(3)结合媒体播放特点,设计一种双环式接收缓冲区,并实现流媒体的VCR操作。在上述工作之上设计一种P2P流媒体原型系统,最后通过网络模拟和原型系统实现相结合的实验方式对本文设计的传输调度算法、双环式缓冲区进行测试,结果表明本文的传输调度算法能及时处理结点失效情况、降低播放缓冲延迟,双环式缓冲区能满足媒体文件流畅播放的要求,而原型系统包含的结构化的流媒体、自定义播放共享策略等设计也具有一定新颖性。