P2P技術在網絡媒體播放中的應用

何 鹍,李 巍

(長春師范學院 計算機科學與技術學院,吉林 長春 130032)

P2P技術在網絡媒體播放中的應用

何 鹍,李 巍

(長春師范學院 計算機科學與技術學院,吉林 長春 130032)

互聯網的一個重要應用就是傳輸媒體文件,為人們提供休閑和娛樂。本文提出一種新型的“增強混合式P2P網絡模型”以及私有的 PSTP協議和運行機制,并將這項技術應用到網絡媒體播放中,從而提高媒體播放緩沖的速度和播放質量。

P2P,增強混合式 P2P網絡模型,PSTP協議

0 引 言

21世紀,計算機科技高速發展,網絡技術的發展尤其顯著,網絡已經成為人類生產和生活不可缺少的一部分,而且還在不斷的改變著人類的生活方式和意識形態。隨著計算機網絡技術的迅猛發展以及個人電腦的普及,人們對網絡媒體技術的要求越來越高,現有的網絡媒體系統一般是基于客戶/服務器模式和 IP組播技術,這限制了用戶數量且 IP組播需先得到 ISP支持,而且需要功能強大的服務器系統,故其發展受到很大的限制。而在 P2P網絡中,每個接收數據的用戶同時向外轉發數據,這就充分利用了以往被忽視的客戶機資源。經過在網絡媒體播放系統中的實驗分析,證明 P2P技術在網絡媒體播放中具有理想的應用效果和廣泛的應用前景。

1 增強混合式 P2P網絡模型

1.1 C/S網絡模型與 P2P網絡模型

C/S網絡模型就是傳統的客戶/服務器(Client/Server)網絡模型。在 C/S網絡模型中,服務器幾乎擁有所有的資源,而客戶端只有很少資源,甚至沒有資源。客戶端想獲取資源的唯一方式就是向服務器申請資源,獲得服務器允許之后,在服務器上下載資源。目前大部分的網絡媒體播放系統都是采用 C/S網絡模型。

P2P(peer to peer)網絡模型淡化了服務器的概念,增強了客戶端功能,將一部分服務器功能轉移到客戶端中進行。各個客戶端節點除了與服務器交換數據以外,他們之間還在交換數據。

圖1 純分散式 P2P網絡模型

1.2 傳統 P2P網絡模型與增強混合式 P2P網絡模型

傳統的 P2P網絡模型分為“純分散式 P2P網絡模型”和“混合式 P2P網絡模型”。

純分散式 P2P網絡模型如圖 1所示。網絡中沒有服務器,鏈狀的節點之間構成一個分散式網絡。

混合式 P2P網絡模型如圖 2所示。各節點之間可以直接建立連接,但網絡的構建需要服務器,通過集中認證,建立索引機制。然而這里的服務器僅用于輔助對等節點之間建立連接,一旦連接成功,服務器不再起作用,對等節點之間直接進行通信。

增強混合式 P2P網絡模型是本文提出的一中新型的網絡模型,它是對混合式 P2P網絡模型的擴展。如圖 3所示,增強混合式 P2P網絡模型的拓撲結構與混合式 P2P網絡模型的拓撲結構相同,不同的是服務器不僅僅用于輔助對等節點之間建立連接,同時服務器也負責數據資源的發布和數據的傳輸。

圖2 混合式P2P網絡模型

2 PSTP協議

圖3 增強混合式 P2P網絡模型

PSTP協議是 Peer Stream Transfers Protocol的縮寫,譯為對等流傳輸協議,是一套建立在 UDP協議之上的私有網絡協議。本文定義了 PSTP協議的格式和運行過程。PSTP為網絡媒體文件的發現和傳輸提供支持。PSTP協議的協議格式如圖 4所示

圖4 PSTP協議格式

控制信息字段在與服務器建立連接時可用于請求與服務器連接、請求文件名稱和文件分段信息。而在對等節點之間的傳輸中,控制信息字段用于記錄請求的文件段號。

與 R IP協議類似,PSTP協議封裝在UDP協議中,其封裝方法如圖 5所示：

圖5 PSTP封裝

3 實驗測試

為了保證增強混合式 P2P網絡模型和 PSTP協議運行的健壯性,本文使用實驗數據進行了嚴格的功能測試。具體的測試過程如下：

測試環境：

在實驗中,媒體文件選用1GB大小的 avi視頻格式文件,下載客戶端數分別為1個客戶端、3個客戶端同時下載、5個客戶端同時下載。在兩種環境下經過了測試,一種是服務器和所有的節點都運行在W indowsXP Sp2環境下,建好 Java JDK5.0環境和 JMF環境。另一種是服務器和所有節點都運行在W indows 2003 Server Enterprise環境下,建好 Java JDK5.0環境和 JMF環境。

以上為一臺服務器,兩臺客戶端節點組成的小對等網絡中運行這個系統,客戶端留下的連接過程說明,這臺客戶端的 IP地址為：192.168.0.5,服務器的 IP地址為：192.168.0.3,另一臺客戶端的 IP地址為：192.168.0.6。

在傳輸 1GB大小的 avi格式文件時,分別采用傳統的 C/S模式和增強混合型 P2P模式,1個客戶端下載、3個客戶端同時下載、5個客戶端同時下載所使用的時間擬合曲線如圖6所示。

圖 6 不同模式下不同數目的客戶端下載時間擬合曲線

4 結 語

本文在增強混合式 P2P網絡模型中使用 PSTP協議傳輸網絡媒體文件。經過實驗結果分析,P2P技術能夠提高網絡媒體文件傳輸的速度,隨著客戶的增多,下載網絡媒體文件的速度會提高,而服務器的負載不會有明顯增大。所以 P2P技術在網絡媒體播放中有理想的應用效果和廣泛的應用前景。

[1] Robert FlennerMichaelAbbott,Toufic Boubez Frank Cohen,Navaneeth KrishnanAlanMoffet,Rajam RamamurtiBilal Siddiqui,Frank SommersJava P2P技術內幕[M].北京：中國郵電出版社,2003.

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責任編輯：吳旭云

Application of P2P Technology in network media play ing

HE Kun,L IWei
(College of Computer Science and Technology,Changchun NormalUniversity,Changchun 130032,China)

An important function of Internet ismedia file transfer,which providespeoplewith leisure and entertainment.In thispaper, a new type of“the enhanced hybrid P2P network model”and private PSTP protocol and the operationalmechanism are presented,and this technology is applied to network media players to enhance the speed of the media playing buffer and video quality.

P2P;enhanced hybrid P2P ne twork model;PSTP Protocol

TP37

A

1009-3907(2010)06-0064-03

2010-04-07

何鹍(1983-),男,吉林長春人,助教,博士研究生,主要從事計算機教學與研究。