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基于P2SP的流媒体点播系统设计与实现

基于P2SP的流媒体点播系统设计与实现

摘要：近年来，随着科学技术的开展与人们生活水平的提高，流媒体

点播业务得到广泛应用，开展迅速。但是由于技术开展并不十分成熟，还存在着比方带宽占

用大、扩展性差、用户管理难等问题。因此研究基于P2SP的流媒体点播系统的设计具有重

要的意义。

关键词：P2SP流媒体点播CDN

1、问题的提出

近年来，随着计算机网络的快速开展，视频点播业务开展迅速。传统的VOD系统采用C/S

结构，采用的是典型的P2S体系，因此很容易受到效劳器性能、带宽等因素的制约，扩展性

得不到保证。将p2p技术引入VOD系统中就有效的解决了传统VOD系统受效劳器性能、带

宽等因素制约的问题，通过利用普通用户节点的带宽、存储等资源可以实现原本由效劳器完

成的工作为其他用户节点提供效劳。在VOD开展过程中，P2P技术一直是研究与应用的热

点。P2P的组织结构是非中心化的，这就决定了p2p网络在内容分发应用中得以发挥它的长

处，开展迅速。因此目前，网络流量中有很大一局部流量由P2P流量占据。基于2P的VOD

系统将效劳分散，极大的减轻了效劳的压力，同时实现的系统的可扩展性。传统的流媒体传

输播放方式是基于CDN的集中式网络模式，传统的CDN系统采用的是分层组网技术，节点

分为中心节点和边缘节点，客户端请求边缘节点，如果没有命中需要内容，然后请求中心节

点，这种技术面临网络带宽受限问题、效劳器的处理能力有限、可扩展性差、网络资源利用

率低，因而不能满足客户需求；同时如果采用纯粹的P2P网络传输结构，面临着用户不易管

理、流媒体版权问题，及用户作为效劳节点时离线率高问题。为了解决以上问题，本文提出

了一种流媒体点播系统设计方法，将P2SP技术应用于流媒体点播系统。P2SP融合了效劳器

模式和P2P技术的优势，使本来集中的效劳分散，平衡了效劳器的负载，使得整个系统的效

劳质量更加稳定、可靠。P2SP技术将流媒体数据存储在数据库中，通过检索存储的流媒体

数据来实现对孤立的效劳器资源和P2P资源的整合。

2、系统功能

系统采用C/S结构进行开发，基于P2SP的流媒体点播系统拟实现的功能有：流媒体节目浏

览、流媒体节目搜索、流媒体节目多线程下载、流媒体节目P2SP下载等。

流媒体节目浏览。通过访问中心效劳器上的节目列表信息可以实现对客户端节点提供节目

浏览效劳。

流媒体节目搜索。通过访问中心效劳器上的节目列表信息可以实现对客户端节点提供节目

搜索效劳。

流媒体节目多线程下载。系统提供多线程下载资源效劳，使得客户端节点可以开启多个线

程进行数据的下载，实现流媒体节目边下边播以及从多个效劳节点下载节目数据。

流媒体节目P2SP下载。系统可以通过P2SP技术实现流媒体P2SP下载，实现流媒体内容同

时由客户端节点和效劳器节点向客户端节点传输。

3、系统功能设计

基于P2SP的流媒体点播系统的效劳器包括中心效劳器和普通效劳器，中心效劳器是系统的

效劳核心，主要负责系统用户的认证、任务的调度、系统运行管理等职责；普通效劳器是

CDN区域的主要效劳器，主要负责存储流媒体内容、给用户节点传输流媒体内容，并且充当

索引效劳器，维护着缓存有指定内容的在线用户列表，为其他用户提供下载链接。对于系统

而言，中心效劳器一直作为中心效劳器为整个系统提供效劳，而效劳器可以是得到认证的用

户节点来担当。效劳器节点记录着客户端节点的IP、端口号、用户缓存信息、以及用户看过

的流媒体文件信息。效劳器节点会周期性的接到被该效劳器节点效劳的用户节点的当前节点

带宽、用户缓存信息、正在为几个节点提供效劳等信息。效劳器节点存储的这些信息为给请

求流媒体节目的用户节点寻求最正确效劳节点提供帮助。系统利用P2SP技术将一些处于空

闲状态和不忙碌状态的效劳器节点和客户端节点进行整合保证了系统节点的下载速度和下

载稳定性。

文件传输是整个基于P2SP的流媒体点播系统中重要的环节，保证了客户端得到所请求的流

媒体文件内容。为了确保客户端能到更好的享受基于P2SP的流媒体点播效劳，实现流媒体

节目的快速定位、快进等功能，系统将流媒体文件进行分割处理。在用户观看流媒体节目同

时，系统在客户端开辟存储空间存储已经下载的流媒体文件，以便该客户端节点可以随时为

其他节点提供资源传输效劳。在流媒体文件传输、存储过程中采用的文件分段、段分块传输

的方式实现。首先将文件分成“段〞，再将每“段〞分成“块〞，“块〞作为文件传输的最小单

位。将文件分段、