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基于P2P的流媒体技术现状分析 　　【摘要】近几年来，对等网技术（Peer to Peer， P2P）在对等计算、资源共享、应用层组播等方面得到了越来越多的关注。本文分别对P2P技术和流媒体的基本概念进行介绍，并通过对P2P流媒体数据分发模型各自的特点和不足进行对比，对未来大规模网络部署P2P流媒体问题进行了探析。 　　【关键词】P2P 流媒体 树状拓扑协议 Gossip协议的模型 　　P2P网络是最近几年兴起的网络技术，相对于传统的C/S模式，P2P模式一个非常显著的特点就是节点无需依赖集中式服务器资源，各节点可以直接进行通信。每个节点具有相同的地位，既可以请求服务，也可以提供服务，同时扮演着C/S模式中服务器和客户机的双重角色，甚至还可以具有路由器和高速缓存的功能。 　　一、 P2P概述 　　P2P的全称是Peer-to-Peer，在英语里peer的意思是“（地位、能力等）同等者、同事、伙伴”，体现一种平等的关系，所以P2P网络一般也称为对等网络。在P2P网络中，节点之间没有服务器与客户机之分，各节点之间是平等的关系，可以直接相互通信，共享计算和存贮能力。 　　P2P是一种分布式网络，网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源（处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等），这些共享资源需要由网络提供服务和内容，能被其他对等节点直接访问而无需经过中间实体。这种网络中的参与者即是资源（服务和内容）提供者（Server），又是资源（服务和内容）的获取者（Client） 。 　　P2P打破了传统的Client/Server （ C/S ）模式，在网络中每个节点的地位都是对等的。每个节点即充当服务器，为其他节点提供服务，同时也享用其他节点提供的服务。 　　二、流媒体的概念 　　流是用于描述媒体文件的名词。流式传输表示声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送。在采用流式传输的系统中，文件不是一次读取发送所有的数据，而是首先在线路中发送音频或视频剪辑的第一部分。在第一部分开始播放的同时，数据的其余部分源源不断地流出，及时达到目的地供播放用。为保证在阻塞造成网络速度下降的情况下播放不会发生中断，播放器在开始播放前先采集小部分所谓缓冲的预备数据。如果数据流动速度保持足够快的话，播放是连续的。无论文件长秒还是长分钟，用户只是在观看文件前等上几秒钟生成这个缓冲数据。流式传输不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。流媒体简单来说就是应用流技术在网络上传输的多媒体文件，而流技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己机器后才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用者端的电脑上创造一个缓冲区，于播放前预先下载一段资料作为缓冲，当网路实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，也使得播放品质得以维持。流媒体数据流具有连续性、实时性、时序性三大特点，具有严格的前后时序关系。 　　三、P2P流媒体数据分发模型 　　目前P2P流媒体数据分发模型主要可分为2类：基于树状拓扑协议及扩展的模型和基于GOSSIP协议的模型。 　　1.基于树状拓扑协议及扩展的模型 　　在基于树状拓扑协议及扩展的模型中，拓扑结构上的节点有明确定义的关系，即“父节点一子节点”关系，树的根节点是源节点。该模型又分为单组播树模型和多组播树模型。 　　⑴数据分发 　　在单组播树结构中，数据是通过一棵组播树传输的。树的根节点是组播源，每个非叶节点从自己唯一的父节点得到全部数据，再复制转发给自己所有的子节点，叶节点只从父节点得到数据，不再复制转发。当组播树中的非叶节点退出时，它的子节点将暂时得不到数据，这时系统需要尽快重建连接，保证所有节点都在组播树中。 　　⑵典型单组播树模型及缺陷 　　在单组播树中，节点离根节点越远，数据的时延就越大，因此，树的深度应该尽可能小，另外每个节点的有限输出带宽限制了节点的宽度，理想的组播树是在深度和宽度之间能够有效地平衡。ZIGZAG模型是典型的单组播树模型，它定义了一整套完整的构建规则，保证了树的深度维持在O（log N） ， N为单组播树中的节点数，能够有效地构造一棵平衡的组播树。ZIGZAG模型可能是最自然的方法，不需要复杂的视频编码算法，结构优化容易，但ZIGZAG模型还是存在单组播树不可回避的缺陷： 　　每个节点组播的完成依靠覆盖单播树，与单播树一样，中间节点需要转发数据到它的子节点，而叶子节点无须做这项工作，在图3中以实线箭头和虚线箭头区分。通过这种方式构建多个组播树的视频直播流媒体网络方案都建立在多表述编码（MDC）的基础上，采用MDC