【正文】 與管理模塊對節(jié)點(diǎn)的加入和退出進(jìn)行處理，以構(gòu)建和動態(tài)維護(hù)多播樹；基于“心跳”的通信管理模塊主要用于管理網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的定時通信，以保證網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)地實(shí)時更新，并可檢測網(wǎng)絡(luò)的異常；音頻管理模塊則作用于客戶端，處理接收到的音頻數(shù)據(jù)包，供用戶播放，并向子節(jié)點(diǎn)復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)音頻數(shù)據(jù)包。第五章 仿真實(shí)驗本章在仿真平臺上對多人語音仿真系統(tǒng)進(jìn)行功能測試和性能測試，并對結(jié)果進(jìn)行分析，對系統(tǒng)作出相應(yīng)評價。 仿真參數(shù)說明仿真參數(shù)，：表 符號表示具體含義取值方法N網(wǎng)絡(luò)中總的節(jié)點(diǎn)數(shù)事先設(shè)定R請求帶寬事先設(shè)定B服務(wù)器（根節(jié)點(diǎn)）的上行帶寬事先設(shè)定Bi節(jié)點(diǎn)的上行帶寬隨機(jī)生成Ti節(jié)點(diǎn)的在線時長隨機(jī)生成Di節(jié)點(diǎn)到服務(wù)器（根節(jié)點(diǎn)）的延時計算得到Delayij節(jié)點(diǎn)之間的延時隨機(jī)生成Dmax保證基本服務(wù)質(zhì)量的最大延時事先設(shè)定Tin節(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng)的時間隨機(jī)生成Tout檢測到的節(jié)點(diǎn)離開系統(tǒng)的時間隨機(jī)生成網(wǎng)絡(luò)中總的節(jié)點(diǎn)數(shù)為N，表示請求加入系統(tǒng)的用戶數(shù)；請求帶寬R為節(jié)點(diǎn)接受音頻數(shù)據(jù)包所需要的帶寬；上行帶寬Bi表示節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中本地上傳的帶寬，決定了節(jié)點(diǎn)能夠服務(wù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)；在線時長Ti是指節(jié)點(diǎn)在該系統(tǒng)中的累積在線時間，為歷史遺留信息，用以推斷該節(jié)點(diǎn)在樹中的可靠性，在線時長越大，說明該節(jié)點(diǎn)立即離開的可能性越小，即越可靠；節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的延時Di等于節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)之間的各路徑段延時Delayij之和，Di決定了節(jié)點(diǎn)所接受服務(wù)的質(zhì)量，延時越低，說明服務(wù)質(zhì)量越高，若大于Dmax則不能保證基本服務(wù)質(zhì)量，多播樹中不應(yīng)該存在這樣的節(jié)點(diǎn)。在每一次的仿真實(shí)驗中，規(guī)定R=200Kbps，Bi取值在0Kbps~1Mbps之間隨機(jī)生成,Dmax=200ms，Delayij取值在5ms~50ms之間隨機(jī)生成，Ti取值在1s~1000s之間隨機(jī)生成，其它參數(shù)具體實(shí)驗具體說明。 功能仿真1) 仿真實(shí)驗的設(shè)計設(shè)定N=5，B=400Kbps，Bi取200Kbps~400Kbps之間的隨機(jī)值。設(shè)定節(jié)點(diǎn)加入/，啟動仿真系統(tǒng)。觀察系統(tǒng)是否能夠生成多播樹，并進(jìn)行動態(tài)維護(hù)。表 五個節(jié)點(diǎn)加入/離開的時刻表節(jié)點(diǎn)A節(jié)點(diǎn)B節(jié)點(diǎn)C節(jié)點(diǎn)D節(jié)點(diǎn)ETin（s）510152025Tout（s）35455565752) 實(shí)驗結(jié)果經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)有節(jié)點(diǎn)加入或離開時，多播樹的結(jié)構(gòu)隨之變化。：服務(wù)器ED服務(wù)器BCED30s時刻A服務(wù)器BCED40s時刻60s時刻 30s,40s,60s時刻的多播樹3) 結(jié)果分析實(shí)驗結(jié)果達(dá)到預(yù)期估計，說明基于P2P的多人語音仿真系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了基本功能。 性能仿真1) 仿真實(shí)驗的設(shè)計節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的時延是影響服務(wù)質(zhì)量的主要因素，因此可以通過計算多播樹中所有節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的平均時延來判斷系統(tǒng)整體服務(wù)質(zhì)量的好壞。設(shè)定B=1Mbps，Tin取0s~1000s之間的隨機(jī)值，Tout取Tin~1000s之間的隨機(jī)值， N取值分別為50、60、70、80、90、100，對每一個N值做20次試驗，記錄不同N值下所有節(jié)點(diǎn)接受服務(wù)時延的平均值。2) 實(shí)驗結(jié)果：表 不同N值下節(jié)點(diǎn)接受服務(wù)時延的平均值N102030405060708090100時延均值（ms）45678193100104110113114121 在N =80時，平均有3個節(jié)點(diǎn)無法連接進(jìn)入多播樹；在N =100時，平均有6個節(jié)點(diǎn)無法連接進(jìn)入多播樹。3) 結(jié)果分析A. 從節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的平均延時來看，大多數(shù)節(jié)點(diǎn)都獲得了較好的服務(wù)質(zhì)量。這說明一般情況下系統(tǒng)具有良好的性能表現(xiàn)。B. 剛開始時隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加平均時延逐步變大，而后隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的繼續(xù)增多，平均時延增大的速度變慢。這說明系統(tǒng)的可擴(kuò)展性良好，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增漲，P2P技術(shù)的優(yōu)勢逐漸發(fā)揮出來。C. 當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)到達(dá)80左右時，時而會出現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)無法連入多播樹的情況。這說明系統(tǒng)均衡負(fù)載的能力不強(qiáng)，性能不夠穩(wěn)定。分析可知系統(tǒng)的算法與不同能力節(jié)點(diǎn)的加入次序有關(guān)：若比較多的服務(wù)能力差的節(jié)點(diǎn)先請求加入，然后占據(jù)了多播樹的上游，那么整棵多播樹的效率和性能將會很低；若比較多的服務(wù)能力強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)先請求加入，占據(jù)多播樹的上游，那么整棵多播樹的效率和性能將會顯著提高。 本章小結(jié)本章設(shè)計了兩個仿真實(shí)驗，分別對多人語音仿真系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行了仿真，然后對仿真結(jié)果進(jìn)行客觀的分析。實(shí)驗結(jié)果表明，從功能上看，系統(tǒng)基本達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)；從性能上看，系統(tǒng)在一般情況下具有較好的服務(wù)質(zhì)量，但由于均衡負(fù)載的能力不夠，性能的穩(wěn)定性有待提高。第六章 總結(jié)和展望 總結(jié)Internet的迅猛發(fā)展和寬帶網(wǎng)絡(luò)的逐漸普及為流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強(qiáng)大的市場動力，音視頻直播服務(wù)作為流媒體業(yè)務(wù)的重要組成部分，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展前景。隨著客戶數(shù)目的快速增長，在傳統(tǒng)的C/S(Client/Server)模式下，服務(wù)器端的資源很快被耗盡，成為系統(tǒng)服務(wù)能力的瓶頸所在，同時用戶的服務(wù)質(zhì)量也難以得到保證。而引入P2P技術(shù)和應(yīng)用層多播技術(shù)，作為流媒體的新研究平臺，無疑給流媒體的發(fā)展和應(yīng)用開創(chuàng)了新的道路。在解決了流媒體的關(guān)鍵技術(shù)問題后，流媒體技術(shù)的應(yīng)用必然會在未來的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮更重要的作用，并在一定程度上改變?nèi)藗兪褂镁W(wǎng)絡(luò)的方式。因此，本課題有很大的現(xiàn)實(shí)意義。雖然P2P技術(shù)和應(yīng)用層多播在流媒體傳播方面的應(yīng)用已有了一定程度的成果，但要想把它們應(yīng)用于流媒體傳播，性能和效果還不成熟、不理想，值得進(jìn)一步研究和改善。本文的主要研究目標(biāo)是設(shè)計并實(shí)現(xiàn)一個能盡量滿足用戶需求的基于P2P技術(shù)的多人語音系統(tǒng)，論文主要有以下兩方面的成果：1) 應(yīng)用層多播樹的建立和維護(hù)方案是P2P網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立的關(guān)鍵。本文在深入分析了P2P技術(shù)和應(yīng)用層多播技術(shù)后，設(shè)計了適用于流媒體直播系統(tǒng)的應(yīng)用層多播樹的構(gòu)建和動態(tài)維護(hù)方案。2) 在研究了基于P2P的應(yīng)用層多播樹的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于P2P的多人語音系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了其體系結(jié)構(gòu)和各模塊功能。 展望本文雖然取得了一定的成果，但是由于本人水平和時間的限制，有以下不足之處有待完善，總結(jié)如下：1) 沒有深入研究流媒體技術(shù)本身，以設(shè)計出更適用的流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度和傳輸?shù)姆桨福瓜到y(tǒng)能夠?qū)Χ喾N音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行智能地分片發(fā)送和傳輸。2) 在多播樹的動態(tài)維護(hù)算法中沒能設(shè)計出重排策略。帶寬、時延、在線時長等各不相同的節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地加入多播樹中，若讓一些服務(wù)能力很差的節(jié)點(diǎn)占據(jù)了多播樹的上游，它們無法承擔(dān)起服務(wù)其它節(jié)點(diǎn)的責(zé)任，這時整棵樹的效率和性能將大幅降低。因此在多播樹的效率和性能下降至一定程度時，可采取一定的策略將樹中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重排，服務(wù)能力強(qiáng)者居上，這樣能大幅提高多播樹的效率和性能，提高系統(tǒng)的健壯性和穩(wěn)定性。3) 沒能建立一個合理的激勵機(jī)制。P2P流媒體系統(tǒng)的負(fù)載分布到系統(tǒng)中的各個節(jié)點(diǎn)中，減輕了服務(wù)器的壓力。但前提條件是P2P流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)之間需要充分的相互協(xié)作，共享彼此擁有的資源，如磁盤空間、上傳帶寬等。然而大多數(shù)的用戶不愿共享自己的資源，只有少數(shù)無私的用戶愿意貢獻(xiàn)自己的資源，為其他用戶提供服務(wù)。這需要對節(jié)點(diǎn)在P2P系統(tǒng)中的行為和興趣進(jìn)行統(tǒng)計建模，理解激勵機(jī)制和節(jié)點(diǎn)行為之間的關(guān)系，以建立適當(dāng)?shù)募顧C(jī)制。4) 沒有相關(guān)的安全機(jī)制。由于參與服務(wù)的各個客戶之間毫無關(guān)系，要在互不信任的客戶之間互相提供服務(wù)無疑需要一個有效的認(rèn)證或或其它安全機(jī)制。5) 嘗試使用多樹結(jié)構(gòu)的ALM方案來設(shè)計系統(tǒng)，利用多樹結(jié)構(gòu)來平衡節(jié)點(diǎn)負(fù)載，提升系統(tǒng)的效率和性能。單多播樹結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)發(fā)能力較小的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)可能需承擔(dān)很大轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載，而葉節(jié)點(diǎn)卻無需承擔(dān)。在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我將繼續(xù)深入了解和研究基于P2P的流媒體直播技術(shù)，以按照上述不足來完善多人語音系統(tǒng)，希望自己能夠走得更遠(yuǎn)。致 謝在論文完成之際，我要首先感謝廖小飛老師對我畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)，還要感謝實(shí)驗室學(xué)長學(xué)姐的幫助，他們?yōu)槲抑笇?dǎo)了課題的研究方法、解決辦法，并為我提供了許多參考資料，幫助我克服了畢設(shè)中遇到的許多困難。他們都為我順利的完成論文作出不可替代的貢獻(xiàn)。三個多月來畢業(yè)設(shè)計過程，讓我深深體會到做好一件事要以系統(tǒng)謹(jǐn)慎的思維去對待，并且要善于自我學(xué)習(xí)，不能怕去求助他人，保持一個樂觀自信的心態(tài)是非常重要的。耐心、恒心、堅持、感恩都是我在論文編寫過程中學(xué)習(xí)到的，這些都會成為我未來走入社會一筆寶貴的財富。大學(xué)四年的生活即將過去，回想起來充滿了苦與樂。大學(xué)的結(jié)束只是人生的一個階段，后續(xù)的生活還需要繼續(xù)去奮斗。在這要感謝我的學(xué)校華中科技大學(xué)，正是因為她提供了美麗的校園才能讓我茁壯的吸取著知識的養(yǎng)分，其人文氛圍也深深的影響我的品質(zhì)。感謝我的父母，父母在論文期間給予的鼓舞也是我努力的動力。最后也要感謝陪我走過四年的大學(xué)生活的同學(xué)和老師們，你們給予我的幫助和歡樂我永遠(yuǎn)也不會忘記的。也對在論文中有所引用的文章的作者致以崇高的敬意，沒有你們前人的技術(shù)前行和為后人拋磚引玉，我的論文也不會順利完成。由于本人學(xué)識有限，加之時間倉促，文中不免有錯誤和待改進(jìn)之處，真誠歡迎各位師長、同行能提出寶貴意見。參考文獻(xiàn)[1] . Chu, S. G. Rao and H. Zhang, A Case for end system multicast, In Proceedings of ACM SIGMETRICS，2000.[2] 趙恒．P2P技術(shù)的應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀．電信快報，2008，9：39~40．[3] Sylvia Ratnasamy,Mark Handley, and Richard Karp et al, ApplicationLevel Multicast Using ContentAddressable Networks, In Proceedings of ACM SIGCOMM, 2001.[4]S. Banerjee, B. Bhattacharjee, and C. Kommareddy,Scalable Application Layer Multicast, In Proceedings of ACM SIGCOMM, 2002.[5] 韓俊偉．基于P2P的流媒體直播系統(tǒng)研究與設(shè)計．計算機(jī)應(yīng)用研究，2005.[6] 連英姿．淺談網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的集群技術(shù)．計算機(jī)與信息技術(shù)，2007，25：361．[7] Yunchuan on the Content Distribution Technology of Streaming Media Compromising P2P and CDN. In Proceedings of DCABES 2007.[8] 梁娟．IP組播技術(shù)及其應(yīng)用．科技信息，2008，8：56~59．[9] 黎昆．IP組播網(wǎng)絡(luò)的脆弱性分析．網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)．2008：l7~19．[10] John . Computing Systems．Performance Evaluation,2006，63：147～148．[11] 張文．P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理與C．H開發(fā)案列．人民郵電出版社，2008：4~67．[12] Napster． 2005．[13] YU Jianqiao．Resource Search in Unstructured PeertoPeer System Based on MultipleTree Overlay Structure．Wuhan University Journal of Nature Science,2007，12(5)：887~892．[14] 于忠濤．Pastry網(wǎng)絡(luò)模型的路由機(jī)制及改進(jìn)．成都：西華大學(xué)，2007．[15] 邵鷹．結(jié)構(gòu)化P2P路由協(xié)議Chord的分析和實(shí)現(xiàn)．計算機(jī)工程，2007，19(33)：122～124．[16] 馬騰．Skype實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究．科技風(fēng)．2007，16：60~61．[17] 譚冠蘭．一種基于P2P流媒體直播系統(tǒng)的研究與設(shè)計．長沙：中南大學(xué)，2008.[18] 張國旺．基于應(yīng)用層組播和IP組播的P2P流媒體傳輸?shù)母倪M(jìn)方法．科學(xué)技術(shù)與工程， 2008，7(8)：2780~2781．[19] 李倩．基于P2P流媒體直播系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究．長沙：中南大學(xué)，2007．[20] 楊國燕．基于P2P網(wǎng)絡(luò)流媒體直播系統(tǒng)研究與設(shè)計．信息技術(shù)，2008，5：152~155．[21] 楊海濱．基于P2P流媒體直播系統(tǒng)的研究與設(shè)計．南京理工大學(xué)，2008[22] 趙志升．P2P技術(shù)與流媒體發(fā)展新趨勢．河北北方大學(xué)學(xué)報，2007，23(1)：60~67．[23] 賈學(xué)鋒．基于TCP協(xié)議的NAT穿越技術(shù)在P2P中的研究與實(shí)現(xiàn)．計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2008，25(6)：1 86~187．[24] 楊雪．基于Peercast的P2P流媒體技術(shù)研究與設(shè)計．西南交通大學(xué)，200