何 鹍,李 巍

(長(zhǎng)春師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130032)

P2P技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)媒體播放中的應(yīng)用

何 鹍,李 巍

(長(zhǎng)春師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130032)

互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要應(yīng)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(qiáng)混合式P2P網(wǎng)絡(luò)模型”以及私有的 PSTP協(xié)議和運(yùn)行機(jī)制,并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)媒體播放中,從而提高媒體播放緩沖的速度和播放質(zhì)量。

P2P,增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型,PSTP協(xié)議

0 引 言

21世紀(jì),計(jì)算機(jī)科技高速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展尤其顯著,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人類生產(chǎn)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(shí)形態(tài)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及個(gè)人電腦的普及,人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)的要求越來越高,現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)媒體系統(tǒng)一般是基于客戶/服務(wù)器模式和 IP組播技術(shù),這限制了用戶數(shù)量且 IP組播需先得到 ISP支持,而且需要功能強(qiáng)大的服務(wù)器系統(tǒng),故其發(fā)展受到很大的限制。而在 P2P網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)接收數(shù)據(jù)的用戶同時(shí)向外轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),這就充分利用了以往被忽視的客戶機(jī)資源。經(jīng)過在網(wǎng)絡(luò)媒體播放系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)分析,證明 P2P技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)媒體播放中具有理想的應(yīng)用效果和廣泛的應(yīng)用前景。

1 增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型

1.1 C/S網(wǎng)絡(luò)模型與 P2P網(wǎng)絡(luò)模型

C/S網(wǎng)絡(luò)模型就是傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器(Client/Server)網(wǎng)絡(luò)模型。在 C/S網(wǎng)絡(luò)模型中,服務(wù)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?？蛻舳讼氆@取資源的唯一方式就是向服務(wù)器申請(qǐng)資源,獲得服務(wù)器允許之后,在服務(wù)器上下載資源。目前大部分的網(wǎng)絡(luò)媒體播放系統(tǒng)都是采用 C/S網(wǎng)絡(luò)模型。

P2P(peer to peer)網(wǎng)絡(luò)模型淡化了服務(wù)器的概念,增強(qiáng)了客戶端功能,將一部分服務(wù)器功能轉(zhuǎn)移到客戶端中進(jìn)行。各個(gè)客戶端節(jié)點(diǎn)除了與服務(wù)器交換數(shù)據(jù)以外,他們之間還在交換數(shù)據(jù)。

圖1 純分散式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型

1.2 傳統(tǒng) P2P網(wǎng)絡(luò)模型與增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型

傳統(tǒng)的 P2P網(wǎng)絡(luò)模型分為“純分散式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型”和“混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型”。

純分散式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型如圖 1所示。網(wǎng)絡(luò)中沒有服務(wù)器,鏈狀的節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成一個(gè)分散式網(wǎng)絡(luò)。

混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型如圖 2所示。各節(jié)點(diǎn)之間可以直接建立連接,但網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要服務(wù)器,通過集中認(rèn)證,建立索引機(jī)制。然而這里的服務(wù)器僅用于輔助對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間建立連接,一旦連接成功,服務(wù)器不再起作用,對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間直接進(jìn)行通信。

增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型是本文提出的一中新型的網(wǎng)絡(luò)模型,它是對(duì)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型的擴(kuò)展。如圖 3所示,增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同,不同的是服務(wù)器不僅僅用于輔助對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間建立連接,同時(shí)服務(wù)器也負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)資源的發(fā)布和數(shù)據(jù)的傳輸。

圖2 混合式P2P網(wǎng)絡(luò)模型

2 PSTP協(xié)議

圖3 增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型

PSTP協(xié)議是 Peer Stream Transfers Protocol的縮寫,譯為對(duì)等流傳輸協(xié)議,是一套建立在 UDP協(xié)議之上的私有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。本文定義了 PSTP協(xié)議的格式和運(yùn)行過程。PSTP為網(wǎng)絡(luò)媒體文件的發(fā)現(xiàn)和傳輸提供支持。PSTP協(xié)議的協(xié)議格式如圖 4所示

圖4 PSTP協(xié)議格式

控制信息字段在與服務(wù)器建立連接時(shí)可用于請(qǐng)求與服務(wù)器連接、請(qǐng)求文件名稱和文件分段信息。而在對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間的傳輸中,控制信息字段用于記錄請(qǐng)求的文件段號(hào)。

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

圖5 PSTP封裝

3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

為了保證增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型和 PSTP協(xié)議運(yùn)行的健壯性,本文使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了嚴(yán)格的功能測(cè)試。具體的測(cè)試過程如下：

測(cè)試環(huán)境：

在實(shí)驗(yàn)中,媒體文件選用1GB大小的 avi視頻格式文件,下載客戶端數(shù)分別為1個(gè)客戶端、3個(gè)客戶端同時(shí)下載、5個(gè)客戶端同時(shí)下載。在兩種環(huán)境下經(jīng)過了測(cè)試,一種是服務(wù)器和所有的節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行在W indowsXP Sp2環(huán)境下,建好 Java JDK5.0環(huán)境和 JMF環(huán)境。另一種是服務(wù)器和所有節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行在W indows 2003 Server Enterprise環(huán)境下,建好 Java JDK5.0環(huán)境和 JMF環(huán)境。

以上為一臺(tái)服務(wù)器,兩臺(tái)客戶端節(jié)點(diǎn)組成的小對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng),客戶端留下的連接過程說明,這臺(tái)客戶端的 IP地址為：192.168.0.5,服務(wù)器的 IP地址為：192.168.0.3,另一臺(tái)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(shí),分別采用傳統(tǒng)的 C/S模式和增強(qiáng)混合型 P2P模式,1個(gè)客戶端下載、3個(gè)客戶端同時(shí)下載、5個(gè)客戶端同時(shí)下載所使用的時(shí)間擬合曲線如圖6所示。

圖 6 不同模式下不同數(shù)目的客戶端下載時(shí)間擬合曲線

4 結(jié) 語

本文在增強(qiáng)混合式 P2P網(wǎng)絡(luò)模型中使用 PSTP協(xié)議傳輸網(wǎng)絡(luò)媒體文件。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,P2P技術(shù)能夠提高網(wǎng)絡(luò)媒體文件傳輸?shù)乃俣?隨著客戶的增多,下載網(wǎng)絡(luò)媒體文件的速度會(huì)提高,而服務(wù)器的負(fù)載不會(huì)有明顯增大。所以 P2P技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)媒體播放中有理想的應(yīng)用效果和廣泛的應(yīng)用前景。

[1] Robert FlennerMichaelAbbott,Toufic Boubez Frank Cohen,Navaneeth KrishnanAlanMoffet,Rajam RamamurtiBilal Siddiqui,Frank SommersJava P2P技術(shù)內(nèi)幕[M].北京：中國(guó)郵電出版社,2003.

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[3] DanielBrookshier Java P2P程序設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)電力出版社,2003.

[4] 吳同強(qiáng).淺談對(duì)等網(wǎng)絡(luò) P2P與 P4P技術(shù)[J].信息系統(tǒng)工程,2009(5)：100-103.

責(zé)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(zhǎng)春人,助教,博士研究生,主要從事計(jì)算機(jī)教學(xué)與研究。