视频会议中基于P2P技术的视频分发原型系统的实现

摘要

近年来，互联网迅速发展和普及，用户的接入带宽明显增加：Youtube等在线视频流媒体网站在全球范围内迅速流行：移动互联网呈现爆炸性发展，每年的智能移动终端的生产量已超过人口出生量。这些变化给视频会议这一“古老”应用带来了新的挑战和发展契机。用户接入带宽的增加和在线视频流媒体的流行使得人们对于以视频作为沟通和交流形式的需求越来越热切，视频会议已从单纯的会议概念引申到视频聊天，视频会议的用户将从大中型企业逐渐扩展到小企业和普通家庭，视频会议的终端设备也从专用硬件设备转向普通PC和智能移动终端。随着视频会议用户的大众化，视频会议服务的提供商为抢占市场，其服务价格将转向低廉化甚至免费化，这对现有视频会议服务的网络架构提出了新的要求。
　　传统视频会议的网络架构采用的是中心控制结构。这种结构便于视频会议服务提供商进行运营管理，适用于大企业，少用户，高质量的用户群需求。但是，随着视频会议的用户的大众化，视频会议的终端的多样化，这种结构体现出自身的瓶颈，即服务器接入带宽压力大和系统扩展性差。
　　在视频会议新的用户需求和应用场景下，为了解决服务器接入带宽压力大和系统扩展性差的问题，本文将P2P分布式技术应用于视频会议中，设计并实现了一个适用于视频会议的基于P2P技术的视频分发原型系统，主要工作有以下几点：
　　第一，对Skype的多人视频功能进行了测试，得出了其音频数据传输采用P2P，视频数据传输采用中心控制结构，以及选择邀请第三个人参加会议的用户作为语音数据的混音节点等结论，为本文的视频分发方案设计提供参考。
　　第二，设计了一种基于P2P Full Mesh结构的视频分发方案，采用基于子流的分布式算法对视频数据进行分发。基本思想是将视频源的视频数据划分为多个子流，然后把每个子流转发到一个中转节点(会议中的用户)，中转节点为每一个需要该视频的会议用户复制一个子流并转发到该用户。并且对子流的划分采用基于丢包率的网络反馈进行动态调整，优化系统性能。
　　第三，针对本文中的方案开发实现了原型系统，并在局域网和跨ISP的因特网中对原型系统进行了性能测试，证明了方案的可行性和实用性。