基于P2P流媒体的校园VOD系统的设计与实现

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【摘 要】本文在分析VOD视频点播系统的相关技术，如流媒体技术、应用层组播技术和P2P技术的基础上，并结合高等院校的实际情况，设计了基于p2p流媒体的校园vod系统。本文设计的基于网络的交互式VOD视频点播系统采用应用组播的工作方式，视频文件采用RMVB等流媒体文件格式。在分析了校园VOD系统的现状以及对系统进行了需求分析的前提下，对校园VOD系统的各个功能模块进行了详细设计。

【关键词】P2P；流媒体；VOD

随着网络技术与计算机技术的飞速发展，流媒体应用得到了迅速的推广，给人类的生产、生活方式及工作方式带来了巨大变革，同时也给高职教育模式带来了前所未有的机遇与挑战，许多高职院校开始建设自己的视频点播系统，全方位服务于学校教学、数字图书馆、校园新闻点播、校园娱乐点播等学习、生活及娱乐各种领域，以促进基于网络资源的研究式学习、网络探究学习以及创新教育。

流媒体应用由于具有占用时间长，带宽要求高，QoS要求严格等特性，若采用传统中心式的服务，无法满足流媒体服务大规模的应用要求，能否保证服务质量也成为了一个大问题。P2P技术打破了传统的C/S模式，网络中每个节点既充当服务器，给其他节点提供服务，同时也享受其他节点提供的服务，实现带宽、存储和计算机资源的共享。

本文侧重于利用P2P流媒体技术，对现存的多媒体课件即哥们学科的精品课进行数字化整合，把各类视频资源按类型或学科等进行分类存放管理，浏览查询，在线播放，形成一个集各类信息资源为一体的资源库平台。该资源平台以现有网络系统为基础，基于标准的TCP/IP架构，采用高性价比的服务器作为前段视频服务器，采用以PC作为网络用户接入重点，并集成节目管理、用户管理等软件模块及相关配套产品，提供符合学校特点的、低成本的整体解决方案。

该系统是基于P2P流媒体的青岛酒店管理职业技术学院校园网的在线视频点播系统，主要是面向全校一万两千多名师生的点播需求。点播分为局域网和广域网两个部分，局域网能够访问所有的教育资源、电影、电视剧、视频讲坛及各种文体综合节目；广域网只能够访问精品课程，远程教育学习资源。

整个VOD系统分为前台客户端WEB页面显示和后台服务器端系统支持两大部分。前台客户端WEB页面显示部分支持Media Player和Real Player等各种流媒体视频格式的在线点播。后台服务器端系统支持部分是给系统管理员和操作员使用，系统管理员可以设置各项系统参数、查询系统使用情况、各个视频的点击率和对操作员进行管理。操作员主要通过此后台系统对视频数据添加、删除等进行维护。

1 前台客户端功能

前台客户端WEB页面显示子系统的功能主要包括页面显示、用户登录、视频查询、在线点播、现场直播和在线付费六部分。

1.1 页面显示

其表现形式就是WEB页面，该页面提供各类教学视频和视频等资源的图片说明、文字介绍和在线播放。能为观众提供操作方便、结构清晰、外观时尚的点播平台，并且能够兼容IE6、IE7以及邀游等多种浏览器。

1.2 用户登录

该系统仅为远程教育学员提供视频点播服务，因此学员用户必须首先注册为系统会员，非注册会员或未进行登录的用户在访问过程中，系统应能够进行相关提示，成功登录后的用户可以维护自己的资料信息。

1.3 视频查询

随着系统数据库中各类视音频数据的日益增多，不可能将所有视频信息在一个页面一个类中完全显示，同时，不同学生在视频资源的选择上也各有侧重，因此我们需要提供一个完善的视频资源搜索功能，具体的搜索条件包括视频名称、格式、上传时间和点击率排行等。系统同时支持最热门的点播视频排行、最近上传的视频按顺序出现和首页醒目位置推荐功能。

1.4 在线点播

注册用户找到自己喜欢的视频后，可以根据本机安装插件、网络带宽的情况，点播相应格式、速率的视频。

1.5 现场直播

通过转播台，将录像机给出的信号画面导入进直播系统，然后通过校园网络出去，在校内能够上网的计算机都可以看到现场直播。

1.6 在线付费

本系统支持对于校外学习者的在线付费功能，对于社会上得学习者在线付费后，可以获得在线分享教学视频、网络多媒体课件等相关资源。

2 后台服务器端支持子系统的功能

主要包括系统使用情况监控、系统管理、视频数据/信息管理、非线性编辑系统四部分。

2.1 系统使用情况监控

管理员（Adminstrator）可以监控在线用户数量、在线用户的IP地址、视频点播情况等。

了解系统使用情况。

2.2 系统管理

管理员登录后，可以进行操作员管理、用户管理、视频带宽管理、视频分类管理与视频服务器地址等管理操作。

2.3 视频数据/信息管理

操作员（Operator）登录后，可以进行视频上传、删除、视频信息修改、图片上传、删除、用户反馈信息处理等操作。然后通过后台管理页面将视频文件添加到VOD系统当中。该功能也包含普通的新闻和公告，可以再VOD客户端的主页面相关的热点新闻和系统公告。

将录制好的模拟信号视频节目转换成流媒体格式的文件。非线性编辑系统将传统的电视节目后期制作系统中的切换机、数字特技、录像机、录音机、编辑机、调音台、字幕机、图形系统等设各集成于一台计算机内。用计算机来处理、编辑图像和声音，再将编辑好的视音频信号输出，通过录像机录制在磁带上或者直接生成视频文件。本系统主要是用于P2P流媒体的校园VOO系统，所以直接通过非线性编辑生成流媒体格式的视频文件即可。

在对用户的需求进行调研后，将视频点播系统从下至上划分为“管理层”、“数据层”和“客户层”3层结构。

其中，最底层管理层主要解决节日制作、和维护等功能，操作对象是视频服务器维护的管理员。具体功能包括上传制作完成的视频文件、节目分类管理以及瞢趣员根据需要添加、修改和删除视频节目的基本信息（如节目期号、时间、内容简介等）的功能。

中间层数据层主要由“视频信息库”和“视频文（下转第100页）（上接第53页）件库”两部分组成。用以储存视频文件和信息。其中，视频信息库用于储存视频节目的各类相关信息。视频文件库用于储存视频节日的视频文件。

最上层用户层的设计服务对象是收看节目的观众，所以用户层界面设计必须考虑到应用操作简便、分类明确的要求。主要功能包括在线收看、用户可进行播放、暂停、全屏等操作；旧期节目重播、用户根据需要重播旧期节目视频档案；以及节目内容简介功能，便于用户了解节日内容，收看自己感兴趣的节目等。另外用户可以通过留言本留下视频点播要求，管理员通过留言本和用户进行交流，根据观众的需求来制作和寻找相应的视频资源。

本论文完成的是基于P2P流媒体的校园VOD视频点播系统设计、开发，通过P2P流媒体技术实现的VOD视频点播平台，目的就是将教学、娱乐、资讯与网络集成在一个动态、交互和实时的管理和服务的平台上。将学习与娱乐结合在一起，实现综合信息共享和交互。与传统信息服务相比，它具有多样性、友善性、和交互性特点，使信息服务为人们易于接受和掌握，极大地改善了人们在信息服务中的被动地位。系统的使用者和管理者可以通过网络按照自己的意愿浏览、查询、管理多媒体信息。

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