基于DHT的流媒体共用讨论板的设计与实现.docx

基于DHT的流媒体共用讨论板的设计与实现
摘要
随着互联网的普及，流媒体技术被越来越广泛地应用，而流媒体共享网站也逐渐兴起。本文基于分布式哈希表（DHT）设计实现了一个流媒体共享讨论板，旨在提高共享的效率和安全性。通过建立DHT网络，用户可以自由分享和下载流媒体文件，讨论板可以为用户提供方便的交流平台，使得视频资源得到更广泛的传播和分享。
关键词：DHT；流媒体共享；讨论板；分布式网络；P2P
引言
近年来，随着互联网的高速发展，流媒体技术已经得到广泛应用，涉及的领域包括视频会议、视频通话、直播、语音会议等。但是，与此同时，流媒体技术也面临着一系列的问题。其中最突出的问题之一是版权侵犯，因此，一些网站限制了用户分享和下载的内容，而流媒体共享网站应运而生，这样用户可以自由地分享和下载流媒体文件。
然而，流媒体共享网站面临着一些技术难点，包括对高带宽和高存储要求的挑战，以及对版权保护的要求。另外，由于共享文件数量庞大，单一服务器无法承载大流量用户请求，流媒体共享网站需要一个高效的分布式网络。
基于这些原因，本文采用分布式哈希表（DHT）实现了一个流媒体共享讨论板，旨在提高共享的效率和安全性。本文主要探讨DHT网络的建立和流媒体共享讨论板的设计与实现。
一、DHT网络的建立
DHT（DistributedHashTable，分布式哈希表）是一种分布式网络的结构，其实现目标是确保节点之间的匿名性，承载一致性和分布式。该网络只需要少量的中央节点，并将哈希值映射到机器的唯一标识符。该技术在分布式系统中有广泛的应用，例如：P2P共享，DNS缓存等。
1.1DHT网络基本概念
DHT网络由三种基本元素组成：键（key）、值（value）和节点（node）。其中，键是一个唯一的标识符，对应于某个值，用户可以通过键索引访问特定的值。节点是哈希表分布式存储的一个实体。它们以等距形成环形结构，每个节点有一个唯一的标识符，并自主决定它在环中的位置。每个节点负责存储自己ID和距离最近的节点ID之间key的值。当节点加入或离开网络时，它们会重新计算路由表。值是与键相关的数据。
1.2DHT网络工作原理
DHT网络工作的基础是使用哈希函数将键转换为一个数字。在组建DHT网络时，所有节点的标识符都在同一个数字空间内，每个节点与数字空间中相邻节点连成一条边，形成了一个环状的网络。
为了实现查找服务，DHT网络使用k虚拟树（k-arytree）进行路由。每个节点维护一棵k虚拟树，k一般取2或4，它的父节点可以通过节点ID的位来计算，根节点是全局最高位。每个节点都维护一张路由表和一个数据表。
路由表记录一些相邻节点以及一些“跨度”大于当前节点“自身跨度”的节点。跨度指的是ID空间中两点之间的距离，这个值越大，说明这两点在ID空间中的距离越远。每个节点的路由表中通常有若干条记录。
当节点需要寻找某个键值对时，它按照跨度的大小向路由表中选择一个距离目标键最近的节点，将查找请求发送给该节点，并通过不断的向路由表的邻接节点查询，直至找到该键值对为止。
二、基于DHT的流媒体共享讨论板
2.1系统架构
基于DHT网络结构，搭建一个流媒体共享讨论板的体系结构。由于在DHT网络中，所有节点都是平等的，因此可以将资源分布在节点中，实现共享。
图1流媒体共享讨论板的系统架构
如图1所示，系统由用户端和服务器端组成。用户端可以通过网页界面，上传、下载和搜索资源。服务器端则负责维护DHT网络，并提供数据存储和查找服务。具体来说，服务器端主要包括三个模块：DHT路由器管理、数据存储和搜索服务。这些模块的功能如下：
●DHT路由器管理：该模块管理一个DHT网络，支持节点加入、离开、更新等操作。当一个新节点加入网络时，路由器管理模块会将该节点的信息添加到DHT网络中。
●数据存储：数据存储模块用来存储上传的流媒体文件和相关信息，每个节点都拥有自己的数据存储，这样可以提高存储容量、数据冗余度。
●搜索服务：搜索服务为用户提供搜索界面，用户可以在该界面中输入关键字进行搜索。搜索服务将根据节点的数据存储查找匹配的结果，并将查找结果返回给用户端。
用户端可以上传自己的流媒体资源，也可以搜索并下载其他用户分享的资源。用户可以在讨论板中留言或者评论资源，便于用户相互交流和分享。
2.2数据存储与查找
在DHT网络中，每个节点都存储一部分数据。为了实现共享功能，每个节点需要确保存储该节点所拥有的所有资源信息，并进行搜索功能的实现。
在本系统中，每一个上传的流媒体文件都赋予一个唯一的标识符，也就是它的哈希值。上传的文件首先被哈希化，以确保文件名称和内容不泄露。每个节点都存储它所拥有的文件列表，所拥有文件的哈希值存储在节点的数据表中，这样其他的节点可以通过哈希值与该节点进行交互，下载该节点拥有的文件。
搜索服务