【正文】 與管理模塊對節(jié)點的加入和退出進行處理，以構建和動態(tài)維護多播樹；基于“心跳”的通信管理模塊主要用于管理網(wǎng)絡中節(jié)點之間的定時通信，以保證網(wǎng)絡狀態(tài)地實時更新，并可檢測網(wǎng)絡的異常；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)點復制轉發(fā)音頻數(shù)據(jù)包。第五章 仿真實驗本章在仿真平臺上對多人語音仿真系統(tǒng)進行功能測試和性能測試，并對結果進行分析，對系統(tǒng)作出相應評價。 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)絡中總的節(jié)點數(shù)事先設定R請求帶寬事先設定B服務器（根節(jié)點）的上行帶寬事先設定Bi節(jié)點的上行帶寬隨機生成Ti節(jié)點的在線時長隨機生成Di節(jié)點到服務器（根節(jié)點）的延時計算得到Delayij節(jié)點之間的延時隨機生成Dmax保證基本服務質(zhì)量的最大延時事先設定Tin節(jié)點加入系統(tǒng)的時間隨機生成Tout檢測到的節(jié)點離開系統(tǒng)的時間隨機生成網(wǎng)絡中總的節(jié)點數(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)點在網(wǎng)絡中本地上傳的帶寬，決定了節(jié)點能夠服務的節(jié)點數(shù)；在線時長Ti是指節(jié)點在該系統(tǒng)中的累積在線時間，為歷史遺留信息，用以推斷該節(jié)點在樹中的可靠性，在線時長越大，說明該節(jié)點立即離開的可能性越小，即越可靠；節(jié)點到根節(jié)點的延時Di等于節(jié)點到根節(jié)點之間的各路徑段延時Delayij之和，Di決定了節(jié)點所接受服務的質(zhì)量，延時越低，說明服務質(zhì)量越高，若大于Dmax則不能保證基本服務質(zhì)量，多播樹中不應該存在這樣的節(jié)點。在每一次的仿真實驗中，規(guī)定R=200Kbps，Bi取值在0Kbps~1Mbps之間隨機生成,Dmax=200ms，Delayij取值在5ms~50ms之間隨機生成，Ti取值在1s~1000s之間隨機生成，其它參數(shù)具體實驗具體說明。 功能仿真1) 仿真實驗的設計設定N=5，B=400Kbps，Bi取200Kbps~400Kbps之間的隨機值。設定節(jié)點加入/，啟動仿真系統(tǒng)。觀察系統(tǒng)是否能夠生成多播樹，并進行動態(tài)維護。表 五個節(jié)點加入/離開的時刻表節(jié)點A節(jié)點B節(jié)點C節(jié)點D節(jié)點ETin（s）510152025Tout（s）35455565752) 實驗結果經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，每當有節(jié)點加入或離開時，多播樹的結構隨之變化。：服務器ED服務器BCED30s時刻A服務器BCED40s時刻60s時刻 30s,40s,60s時刻的多播樹3) 結果分析實驗結果達到預期估計，說明基于P2P的多人語音仿真系統(tǒng)能夠正常運行，實現(xiàn)了基本功能。 性能仿真1) 仿真實驗的設計節(jié)點到根節(jié)點的時延是影響服務質(zhì)量的主要因素，因此可以通過計算多播樹中所有節(jié)點到根節(jié)點的平均時延來判斷系統(tǒng)整體服務質(zhì)量的好壞。設定B=1Mbps，Tin取0s~1000s之間的隨機值，Tout取Tin~1000s之間的隨機值， 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)點接受服務時延的平均值。2) 實驗結果：表 不同N值下節(jié)點接受服務時延的平均值N102030405060708090100時延均值（ms）45678193100104110113114121 在N =80時，平均有3個節(jié)點無法連接進入多播樹；在N =100時，平均有6個節(jié)點無法連接進入多播樹。3) 結果分析A. 從節(jié)點到根節(jié)點的平均延時來看，大多數(shù)節(jié)點都獲得了較好的服務質(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)點數(shù)的增加平均時延逐步變大，而后隨著節(jié)點數(shù)的繼續(xù)增多，平均時延增大的速度變慢。這說明系統(tǒng)的可擴展性良好，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的增漲，P2P技術的優(yōu)勢逐漸發(fā)揮出來。C. 當節(jié)點數(shù)到達80左右時，時而會出現(xiàn)有節(jié)點無法連入多播樹的情況。這說明系統(tǒng)均衡負載的能力不強，性能不夠穩(wěn)定。分析可知系統(tǒng)的算法與不同能力節(jié)點的加入次序有關：若比較多的服務能力差的節(jié)點先請求加入，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；若比較多的服務能力強的節(jié)點先請求加入，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。 本章小結本章設計了兩個仿真實驗，分別對多人語音仿真系統(tǒng)的功能和性能進行了仿真，然后對仿真結果進行客觀的分析。實驗結果表明，從功能上看，系統(tǒng)基本達到了設計目標；從性能上看，系統(tǒng)在一般情況下具有較好的服務質(zhì)量，但由于均衡負載的能力不夠，性能的穩(wěn)定性有待提高。第六章 總結和展望 總結Internet的迅猛發(fā)展和寬帶網(wǎng)絡的逐漸普及為流媒體業(yè)務發(fā)展提供了強大的市場動力，音視頻直播服務作為流媒體業(yè)務的重要組成部分，具有廣闊的應用前景和發(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，服務器端的資源很快被耗盡，成為系統(tǒng)服務能力的瓶頸所在，同時用戶的服務質(zhì)量也難以得到保證。而引入P2P技術和應用層多播技術，作為流媒體的新研究平臺，無疑給流媒體的發(fā)展和應用開創(chuàng)了新的道路。在解決了流媒體的關鍵技術問題后，流媒體技術的應用必然會在未來的網(wǎng)絡中發(fā)揮更重要的作用，并在一定程度上改變?nèi)藗兪褂镁W(wǎng)絡的方式。因此，本課題有很大的現(xiàn)實意義。雖然P2P技術和應用層多播在流媒體傳播方面的應用已有了一定程度的成果，但要想把它們應用于流媒體傳播，性能和效果還不成熟、不理想，值得進一步研究和改善。本文的主要研究目標是設計并實現(xiàn)一個能盡量滿足用戶需求的基于P2P技術的多人語音系統(tǒng)，論文主要有以下兩方面的成果：1) 應用層多播樹的建立和維護方案是P2P網(wǎng)絡拓撲結構建立的關鍵。本文在深入分析了P2P技術和應用層多播技術后，設計了適用于流媒體直播系統(tǒng)的應用層多播樹的構建和動態(tài)維護方案。2) 在研究了基于P2P的應用層多播樹的基礎上，設計了一種基于P2P的多人語音系統(tǒng)，并詳細介紹了其體系結構和各模塊功能。 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，總結如下：1) 沒有深入研究流媒體技術本身，以設計出更適用的流媒體數(shù)據(jù)調(diào)度和傳輸?shù)姆桨?，使系統(tǒng)能夠?qū)Χ喾N音頻數(shù)據(jù)進行智能地分片發(fā)送和傳輸。2) 在多播樹的動態(tài)維護算法中沒能設計出重排策略。帶寬、時延、在線時長等各不相同的節(jié)點隨機地加入多播樹中，若讓一些服務能力很差的節(jié)點占據(jù)了多播樹的上游，它們無法承擔起服務其它節(jié)點的責任，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)點進行重排，服務能力強者居上，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制。P2P流媒體系統(tǒng)的負載分布到系統(tǒng)中的各個節(jié)點中，減輕了服務器的壓力。但前提條件是P2P流媒體系統(tǒng)中的節(jié)點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自己的資源，為其他用戶提供服務。這需要對節(jié)點在P2P系統(tǒng)中的行為和興趣進行統(tǒng)計建模，理解激勵機制和節(jié)點行為之間的關系，以建立適當?shù)募顧C制。4) 沒有相關的安全機制。由于參與服務的各個客戶之間毫無關系，要在互不信任的客戶之間互相提供服務無疑需要一個有效的認證或或其它安全機制。5) 嘗試使用多樹結構的ALM方案來設計系統(tǒng)，利用多樹結構來平衡節(jié)點負載，提升系統(tǒng)的效率和性能。單多播樹結構中，轉發(fā)能力較小的內(nèi)部節(jié)點可能需承擔很大轉發(fā)負載，而葉節(jié)點卻無需承擔。在以后的學習和工作中，我將繼續(xù)深入了解和研究基于P2P的流媒體直播技術，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。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)設計的指導，還要感謝實驗室學長學姐的幫助，他們?yōu)槲抑笇Я苏n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。三個多月來畢業(yè)設計過程，讓我深深體會到做好一件事要以系統(tǒng)謹慎的思維去對待，并且要善于自我學習，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習到的，這些都會成為我未來走入社會一筆寶貴的財富。大學四年的生活即將過去，回想起來充滿了苦與樂。大學的結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。在這要感謝我的學校華中科技大學，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生活的同學和老師們，你們給予我的幫助和歡樂我永遠也不會忘記的。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。由于本人學識有限，加之時間倉促，文中不免有錯誤和待改進之處，真誠歡迎各位師長、同行能提出寶貴意見。參考文獻[1] . Chu, S. G. Rao and H. Zhang, A Case for end system multicast, In Proceedings of ACM SIGMETRICS，2000.[2] 趙恒．P2P技術的應用及其研究現(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)研究與設計．計算機應用研究，2005.[6] 連英姿．淺談網(wǎng)絡服務器的集群技術．計算機與信息技術，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組播技術及其應用．科技信息，2008，8：56~59．[9] 黎昆．IP組播網(wǎng)絡的脆弱性分析．網(wǎng)絡與通信技術．2008：l7~19．[10] John . Computing Systems．Performance Evaluation,2006，63：147～148．[11] 張文．P2P網(wǎng)絡技術原理與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)絡模型的路由機制及改進．成都：西華大學，2007．[15] 邵鷹．結構化P2P路由協(xié)議Chord的分析和實現(xiàn)．計算機工程，2007，19(33)：122～124．[16] 馬騰．Skype實現(xiàn)機制研究．科技風．2007，16：60~61．[17] 譚冠蘭．一種基于P2P流媒體直播系統(tǒng)的研究與設計．長沙：中南大學，2008.[18] 張國旺．基于應用層組播和IP組播的P2P流媒體傳輸?shù)母倪M方法．科學技術與工程， 2008，7(8)：2780~2781．[19] 李倩．基于P2P流媒體直播系統(tǒng)關鍵技術的研究．長沙：中南大學，2007．[20] 楊國燕．基于P2P網(wǎng)絡流媒體直播系統(tǒng)研究與設計．信息技術，2008，5：152~155．[21] 楊海濱．基于P2P流媒體直播系統(tǒng)的研究與設計．南京理工大學，2008[22] 趙志升．P2P技術與流媒體發(fā)展新趨勢．河北北方大學學報，2007，23(1)：60~67．[23] 賈學鋒．基于TCP協(xié)議的NAT穿越技術在P2P中的研究與實現(xiàn)．計算機應用與軟件，2008，25(6)：1 86~187．[24] 楊雪．基于Peercast的P2P流媒體技術研究與設計．西南交通大學，200