IPTV正是一種能夠?qū)鹘y(tǒng)媒體轉(zhuǎn)變成全新的互動式的個性化需求體驗的技術(shù),是在現(xiàn)有電信寬帶網(wǎng)絡(luò)上將視頻媒體融合到電信業(yè)務(wù)中的最佳技術(shù)。通過IPTV應(yīng)用,我們可以實現(xiàn)包括:視頻點播、付費電信、網(wǎng)絡(luò)電視、時移電視、輪播影院和上網(wǎng)瀏覽等在內(nèi)的豐富的業(yè)務(wù)形式。
隨著用戶對影片清晰度需求的不斷增長,同時為了與數(shù)字電視等對手競爭,IPTV必須采用MPEG-2/4等高清晰格式,MPEG-2格式需要3~6Mbps的帶寬,MPEG-4也至少需要1Mbps左右的帶寬,這種帶寬需求遠(yuǎn)超過網(wǎng)頁、游戲、聊天等傳動的窄帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。在總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)短時間內(nèi)不可能大幅改變的情況下,只有采用多節(jié)點部署方案,才可使在現(xiàn)有帶寬條件下進(jìn)行IPTV業(yè)務(wù)的運營成為可能。
高帶寬的碼流對服務(wù)器的I/O輸出也將造成很大壓力。雖然64位技術(shù)可以大大提高服務(wù)器的I/O輸出能力,但一方面64位技術(shù)的普及尚待時日,另一方面單機單節(jié)點的并發(fā)性能總是有限的(主要受制于硬盤傳輸速率,而硬盤傳輸技術(shù)短期不可能有本質(zhì)突破)。而多機多節(jié)點部署可以有效的分散網(wǎng)絡(luò)壓力和服務(wù)器壓力,是目前支撐大規(guī)模IPTV運營的必要手段。
基于多服務(wù)器多節(jié)點部署的思路,目前有CDN及分布式兩種主要的技術(shù)路線。
CDN的英文全稱是Content Delivery Network,即互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡(luò),它是一個建立并覆蓋在互聯(lián)網(wǎng)之上、由分布在不同區(qū)域的節(jié)點服務(wù)器群組成的虛擬網(wǎng)絡(luò)。CDN技術(shù)是一種解決互聯(lián)網(wǎng)性能不佳問題的有效手段。其基本思路是通過在網(wǎng)絡(luò)各處放置邊緣(Edge)服務(wù)器,從而能夠?qū)崟r地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和各節(jié)點的連接、負(fù)載狀況以及到用戶的距離和響應(yīng)時間等綜合信息將用戶的請求重新導(dǎo)向離用戶最近的服務(wù)節(jié)點上。以NetApp公司的產(chǎn)品為例,CDN技術(shù)主要包括下面幾個方面:
⑴內(nèi)容路由系統(tǒng)。通過全局負(fù)載技術(shù)(GSLB)和用戶就近訪問算法技術(shù),為用戶的請求選擇最佳的訪問站點。從而能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)容的高可用性,高擴展性;能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶請求最快/最近的響應(yīng);能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)負(fù)載的合理分擔(dān)。
⑵內(nèi)容交換系統(tǒng)。在CDN的中央與邊緣節(jié)點間實現(xiàn)內(nèi)容交換,能夠通過基于服務(wù)器的健康狀態(tài)和負(fù)載,在多個邊緣節(jié)點之間分擔(dān)用戶請求。
⑶內(nèi)容緩存系統(tǒng)。對靜態(tài)內(nèi)容進(jìn)行緩存,提高相應(yīng)的訪問速度。
分布式技術(shù)是一種完全面向流媒體傳輸?shù)亩嘁曨l節(jié)點的協(xié)同工作系統(tǒng),與CDN技術(shù)不同,它通常采用軟件實現(xiàn),具有部署靈活,成本低廉,易于維護(hù)和擴展的優(yōu)勢。完整的分布式體系結(jié)構(gòu)包括一下幾個方面:
⑴用戶請求的全局負(fù)載均衡。根據(jù)用戶的IP地址等信息將用戶請求定位到最合適的服務(wù)節(jié)點。
⑵PUSH模式的內(nèi)容調(diào)度。根據(jù)對節(jié)目熱度的統(tǒng)計結(jié)果將熱門節(jié)目自動調(diào)度到邊緣節(jié)點,大部分用戶請求在邊緣節(jié)點得到滿足。
⑶PULL模式的內(nèi)容調(diào)度。根據(jù)用戶的請求,邊緣節(jié)點將中心節(jié)點的節(jié)目實時轉(zhuǎn)發(fā)給用戶,并對節(jié)目進(jìn)行基于熱度的智能緩存。
⑷節(jié)點內(nèi)部的負(fù)載均衡。根據(jù)節(jié)點內(nèi)各個服務(wù)器的資源消耗狀況及節(jié)目部署情況,自動對用戶請求進(jìn)行分配。
目前,市場上有很多成熟的基于分布式技術(shù)的IPTV產(chǎn)品,例如世紀(jì)鼎點公司在2000年就推出了涵蓋上述所有功能的寬帶多媒體平臺產(chǎn)品。最新的基于分布式技術(shù)的IPTV系統(tǒng)已被多個省級及地市級運營商所采用。
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由上表分析可知,分布式技術(shù)中,各節(jié)點的能力是均衡的,它們之間是相互協(xié)作的關(guān)系,節(jié)目內(nèi)容依據(jù)使用情況和運營規(guī)則在整個系統(tǒng)中動態(tài)流動。而CDN系統(tǒng)更多的是強調(diào)如何有效將中心節(jié)點的數(shù)據(jù)高速、準(zhǔn)確的分發(fā)到邊緣節(jié)點。由此可見,分布式技術(shù)更加適應(yīng)信息動態(tài)和不確定的寬帶互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境,因此也應(yīng)是大規(guī)模部署IPTV業(yè)務(wù)的理想技術(shù)模式。
隨著IPTV業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,未來將出現(xiàn)上千甚至上萬數(shù)量級的節(jié)點數(shù)量,這樣一個有效的分布式體系,還必須參照MAS(Multi Agent System)引進(jìn)智能協(xié)商算法,以避免因為NP問題而導(dǎo)致協(xié)作計算開銷過大的問題。