基于应用层组播的流媒体直播系统

应用层组播技术不需要网络层设备的支持，适合用于流媒体服务。在基于单播的流媒体直播系统基础上，设置应用层组播服务器，赋予客户端转发数据的能力，设计符合流媒体特点的应用层组播协议，形成了基于应用层组播的流媒体直播系统。按照该方案开发的原型系统运行状况表明，该设计方案能够稳定地提供流媒体服务。相比于基于单播的流媒体直播系统，采用应用层组播技术可以明显提高系统的用户数量，并保持较好的服务质量。     

基于动态路径选择的流媒体传输系统的设计

提出了一种具备动态路径选择功能的流媒体传输系统.该系统采用应用层组播和IP组播相结合的组播方式,根据各中继服务器负载的不同状况,动态的决定数据传输路径,从而有效的降低了中继服务器的负载,同时增加了数据传输的实时性和可靠性.     

SMTVS:一种基于H.264的手机电视系统

手机电视系统必须能够适应网络和客户端的异构性、无线信道的多变性等特点.提出一种手机电视系统SMTVS,流媒体服务器在不同码率的H.264视频流之间进行切换以适应网络状况的变化;代理服务器之间构成一个内容分送网络,视频数据通过应用层组播的方式传输到各个代理服务器,降低了服务器的负载,提高了网络资源利用率;代理服务器接收到视频数据之后,针对无线链路的状况对数据进行处理后再发送到客户端,以适应最终用户的不同需求;客户端根据网络状况来动态调整播放速率,避免显示缓冲区下溢和上溢.通过流媒体服务器、代理服务器以及客户端的协作,实现了视频数据在无线信道上的自适应传输.     

应用层组播节点流媒体调度算法

针对终端转发机制存在的延迟问题和传输率波动问题,提出一种应用层组播节点流媒体调度算法,通过采用组播节点的缓冲延迟和视频编码预测信息,减弱流视频的突发性高带宽需求,从而实现实时流率平滑传输,以提供稳定的流视频服务。仿真实验结果表明,该算法是有效可行的。     

基于混合组播的视频会议应用框架的研究

基于混合组播技术的一个代表模型--Host Multicast Framework,根据网络视频会议系统的应用要求进行一些改进:为了减少数据转发的层次,缩短延迟,在原有的双向组播共享树的基础上将服务器节点以双层的应用层组播方式组织逻辑网络结构,提出一个基于双层应用层组播结构的视频会议应用框架DAHMI.同时考虑到服务器可能会由于过载而引起系统崩溃问题提出了一个动态负载分配思想.最后通过仿真试验证明新系统在缩短延迟上优于HM(Host-Multicast ).     

流媒体编码和应用层组播技术在视频监控系统中的应用研究

随着近年来互联网技术的快速发展,网络传输速度和网络带宽也在不断地增加,视频监控系统的规模越来越大,得到了极为广泛的应用,在安全警卫监控、工业监控、智能大厦监控、城市交通管理监控等领域被大量应用。本文首先分别阐述了应用层组播技术特点和流媒体编码技术特点,同时,就在视频监控系统中应用流媒体编码和应用层组播技术进行了较为深入的探讨,提出了自己的看法和建议,具有一定的参考价值。     

基于P2P的流媒体技术

现有的流媒体系统一般是基于客户／服务器模式和IP组播技术,这限制了用户数量且IP组播需先得到ISP支持,故其发展受到很大限制。而在P2P网络中,每个接收数据的用户同时向外转发数据,这就充分利用了以往忽视的客户机资源。首先指出了P2P流媒体应用中所面临的挑战,并着重从应用层多播树、网络异构性、激励机制等方面阐述了P2P流媒体的研究现状,分析讨论了存在的问题,最后指出进一步的研究方向。     

异构网络环境下的高稳定性应用层组播方案

针对异构网络环境中由于节点转发能力异构而引起的应用层组播稳定性不足的问题,对异构overlay拓扑建模进行了研究,分析出组播稳定所需满足的约束条件,提出了一种基于gossip协作机制的应用层组播方案。在所提机制能够均衡节点间负载,缓解能力弱的节点负载过重的问题;如果组播过程中有成员节点动态离开或转发能力不足,其他节点相互协作共同分担其负载以维持组播的稳定性。随后的链路强度分析表明,与传统的应用层组播方案相比,本方案能够大幅降低拓扑的平均链路强度,提高组播系统的稳定性。最后通过OMNeT 仿真平台对本方案进行仿真验证,实验证明在动态的异构overlay拓扑下,本方案能够显著提高数据分发成功率,保证组播的连续性和稳定性。     

基因池操作遗传算法的应用层组播路由优化

在应用层组播系统中，负责数据转发的终端节点不具备线速转发能力，较重的转发负载会引起拥塞。以拥塞节点为根的整个子路由树将与源节点失联。为解决由拥塞导致应用层组播稳定性差的问题，将构造最优组播树的过程抽象为有度约束的最小代价Steiner树问题。提出了一种用于构造节点转发能力受限应用层组播树的遗传算法，算法以组播树上各节点的直接前驱对其进行遗传表达，便于节点出度的统计。为使遗传操作适用于直接前驱编码，引入了“基因池”的概念并以此为基础实现了交叉与变异。针对度约束导致产生非可行解的问题，提出将组播树对度约束的超出量作为一个新的优化目标，从而以多目标优化的方式得到Pareto前沿，并从Pareto前沿上截取满足度约束的解作为最终输出，避免了使用惩罚函数法的求得非可行解的风险。仿真实验表明，提出的遗传算法能够构造节点转发能力受限的应用层组播路由树，具有良好的求解可靠性。     

一种新的基于多描述编码的应用层组播系统

为了克服基于应用层组播的流媒体系统中的不足,提出了一种新的基于多描述编码的组播方案.该方案以节点中缓存数据包的时序来划分系统的分层拓扑,较好地解决了不同描述间的同步,并降低了系统延迟.并通过分布式算法实现描述资源在各层中的均匀分布,加快了组播系统的收敛,实现了节点接受视频质量的无缝切换,从而在节点出度约束条件下较好地平衡了节点的负载,并提高了节点的贡献率.仿真实验表明,该组播方案提高了节点的接受视频质量,并具有良好的可扩展性和健壮性.     

Range Multicast for Video on Demand

We explore a communication paradigm for video on demand, called Range Multicast. This schemeis a shift from the conventional thinking about multicast where every receiver must obtain the same data packet at any time. A range multicast allows new members to join at their specified time and still receive the entire video stream without consuming additional server bandwidth. Clients enjoy better service latency since they can join an existing multicast instead of waiting for the next available server stream. We also present techniques to support video-cassette-recorder-like interactivity in this environment. Unlike existing methods which require clients to cache data in a private buffer, the Range Multicast solution utilizes the shared network storage to make more efficient and cost-effective use of the caching space. Furthermore, since a range multicast can accommodate clients with different play points in the video, a client has a better chance to join an on-going multicast for normal playback after finishing a VCR operation. This strategy avoids the need for a new server stream, and thus further alleviates the server load. Our simulation results confirm the aforementioned benefits.     

IPv6组播的轻量级视频会议系统设计与实现

IPv6及其组播技术在实际网络中的工程化应用和流媒体技术的快速发展,为视频会议系统提供了一个新的发展途径。从轻量级JMF原理开始,结合Java2平台,在分析传统多点处理单元MCU劣势的基础上,提出了IPv6组播的轻量级视频会议系统的结构——会议客户端和控制中心服务器OCS结构,并从音频视频的实时采集和IPv6组播传输,基于IPv6组播的白板系统,基于IPv6单播的远程桌面控制,基于IPv6单播和组播的文字聊天等主要功能上,介绍了IPv6组播的轻量级视频会议系统的实现方法。试用结果表明OCS是一个低负载,控制性强,管理作用明显的中心服务器。     

异构环境下层次编码多视频源多共享信道分层组播

视频组播是许多当前和将来网络服务的重要组成部分,如视频会议,远程学习、远地展示及视频点播,随着网络传送基础设施的改善和端系统处理能力的增强,组播视频应用日益变得可行,组播视频传输中存在的主要问题是网络送资源的异构性和动态性,其使得视频流的多个接收方都达到可接受的流量特性变得异常困难,目前该问题的一个有效解决方式就是利用自适应的分层视频传输机制,在该机制中,各源产生层次媒体流,并在多个网络信道中传输。对视频会议类的多点到多点视频组播应用,信道往往被所有潜在的发送方共享,任何发送方都可在任何一个共享信道中发送其视频层次。在该多点到多点、共享信道、分层视频组播模型下,一个关键问题就是如何动态确定各视频源层次到各共享组播信道的映射,映射策略直接影响到会话整体视频接收质量和网络带宽利用率。典型的方式是顺序映射,该映射方式同等对待各发送方,但利用该方式,随源数目的增加,在各共享网络信度上会出现带宽可伸缩性问题,而且顺序映射方式无法适应网络传送资源和会话状态的动态变化。为此,该文设计了一种基于接收方反馈信息的自适应的层次映射算法,接收方周期性地将其当前感兴趣的发送方及接收速率的信息反馈给某控制节点,而控制节点就利用当前反馈信息动态地调整映射策略。经证实,该算法始终能比顺序层次映射算法获得更高的整体视频接收质量,并具有高的带宽利用率和很小的复杂度。     

基于Flex、Red5和MongoDB的视频直播、录制及存储系统设计

为改善以往网络视频直播或点播过程中播放不流畅的情况和寻找大量视频数据的存储策略,提出了一种实时的视频直播、录制及存储系统的整体设计方案。利用开源的流媒体服务器Red5结合富互联网技术Flex实现直播和录制;通过开源NoSQL数据库MongoDB将录制的视频数据进行存储。实际测试结果表明,该平台能满足系统在多用户访问和数据存储方面的要求。     

Buffer-assisted on-demand multicast for VOD applications

Multicast communications is widely used by streaming video applications to reduce both server load and network bandwidth. However, receivers in a multicast group must access the multicast stream simultaneously, and this restriction on synchronous access diminishes the benefit of multicast because users in a video-on-demand service usually issue requests asynchronously, i.e., at anytime. In this paper, we not only formulate this streaming problem but also propose a new multicast infrastructure, called buffer-assisted on-demand multicast, to allow receivers accessing a multicast stream asynchronously. A timing control mechanism is integrated on intermediate routing nodes (e.g., routers, proxies, or peer nodes in a peer-to-peer network) to branch time-variant multicast sub-streams to corresponding receivers. Besides, an optimal routing path and the corresponding buffer allocations for each request must be carefully determined to maximize the throughput of the multicast stream. We prove that the time complexity to solve this routing problem over general graph networks is NP-complete, and then propose a routing algorithm for overlay networks to minimize server load. Simulation results demonstrate that buffer-assisted on-demand multicast outperforms many popular streaming methods.     

矿区分布式网络视频录像系统设计

针对传统集中式网络视频录像系统在多通道、大容量存储与多终端并发访问时,存在存储设备硬件处理能力不足和网络带宽局部拥塞现象,设计了一种分布式网络视频录像系统。该系统采用分布式IP架构,可实现视频数据的分布式物理存储和集中式逻辑管理;应用基于Socket的设备通信控制技术及基于应用层组播的回放控制技术,实现了设备管理和权限管理控制数据的交互及视频流的高效网络传输控制。测试结果表明,该系统较好地解决了矿区多通道、大容量的视频数据实时存储和远程回放问题。     

一种保证初始数据完整性的实时视频流分发插件

在视频监控联网系统中进行实时监控时,如果监控客户端收到的初始视频数据不完整会出现初始播放画面花屏的问题.基于开源多媒体框架GStreamer,针对H.264编码标准,设计并实现了一种实时视频流分发插件.该插件使用随机创建的请求型source衬垫用于视频数据的分发,并通过缓存当前IDR帧组的方法确保发送初始视频数据的完整性.该插件可应用于流媒体服务器当中,解决实时监控时初始画面花屏的问题.实验结果表明,应用该插件的流媒体服务器能够高效分发实时视频数据并保证初始播放画面完整,对提升实时监控效果有着明显的作用.     

流媒体组播安全的设计与实现

讨论了多媒体通信系统的组播安全问题,提出了一整套结合高级加密标准AES的流媒体系统组播安全的方案,解决了用户安全注册、源认证、组成员认证以及视频数据保密等问题。并分析了如何在流媒体服务器端、组管理服务器端与客户端实现,在组管理服务器端给出了一种改进的身份认证方法,该方法可抵抗字典口令攻击。     

基于B/S的嵌入式视频监控系统的设计与实现

给出了一种基于B/S模式下的嵌入式视频监控系统的新的实现方案,避免了传统监控系统中无法联网、需要耗费大量存储介质、查询取证比较困难等不足.通过构建嵌入式流媒体服务器完成了视频的采集、处理、存储和传输;在此基础上搭建嵌入式Web服务器实现了对远程视频的实时监控.实验证明:系统具有很强的实时性,交互性好,开发成本低等特点,可以广泛地应用于远程视频的监控.     

MPEG-2到H.263 Transcoding的若干关键问题

该文在前人的工作基础上提出了在压缩域MPEG-2到H.263码流transcoding的通用框架,并进行了深入的分析和优化。这种优化的目标是,在实现视频流格式转换和瘦化的同时能够最大程度地利用源视频流的计算信息。该文对transcoding过程进行了形式化推导和分析,使transcoding的计算复杂性和存储消耗大大降低,同时理论上能实现在transcoding级上的更好视频质量(与传统方法相比)。这种通用框架能够以标准附件的形式加入高级应用功能,如数据隐藏模块、误码掩藏模块、链路适应模块。这种工作的意义在于,通过把transcoding复杂性推向网络边缘设备transcoder,降低了用户的硬件更新成本和视频服务器存储成本,使不同类型终端和不同链路环境的用户能够高效地透明地访问高质量视频流域。同时,计算复杂性和存储消耗的降低有利于服务器端以较低成本实现更多用户接入能力。