IPTV正是一種能夠將傳統媒體轉變成全新的互動式的個性化需求體驗的技術,是在現有電信寬帶網絡上將視頻媒體融合到電信業務中的最佳技術。通過IPTV應用,我們可以實現包括:視頻點播、付費電信、網絡電視、時移電視、輪播影院和上網瀏覽等在內的豐富的業務形式。
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,這種帶寬需求遠超過網頁、游戲、聊天等傳動的窄帶網絡應用。在總體網絡結構短時間內不可能大幅改變的情況下,只有采用多節點部署方案,才可使在現有帶寬條件下進行IPTV業務的運營成為可能。
高帶寬的碼流對服務器的I/O輸出也將造成很大壓力。雖然64位技術可以大大提高服務器的I/O輸出能力,但一方面64位技術的普及尚待時日,另一方面單機單節點的并發性能總是有限的(主要受制于硬盤傳輸速率,而硬盤傳輸技術短期不可能有本質突破)。而多機多節點部署可以有效的分散網絡壓力和服務器壓力,是目前支撐大規模IPTV運營的必要手段。
基于多服務器多節點部署的思路,目前有CDN及分布式兩種主要的技術路線。
CDN的英文全稱是Content Delivery Network,即互聯網內容發布網絡,它是一個建立并覆蓋在互聯網之上、由分布在不同區域的節點服務器群組成的虛擬網絡。CDN技術是一種解決互聯網性能不佳問題的有效手段。其基本思路是通過在網絡各處放置邊緣(Edge)服務器,從而能夠實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況以及到用戶的距離和響應時間等綜合信息將用戶的請求重新導向離用戶最近的服務節點上。以NetApp公司的產品為例,CDN技術主要包括下面幾個方面:
⑴內容路由系統。通過全局負載技術(GSLB)和用戶就近訪問算法技術,為用戶的請求選擇最佳的訪問站點。從而能夠實現內容的高可用性,高擴展性;能夠實現對用戶請求最快/最近的響應;能夠實現系統負載的合理分擔。
⑵內容交換系統。在CDN的中央與邊緣節點間實現內容交換,能夠通過基于服務器的健康狀態和負載,在多個邊緣節點之間分擔用戶請求。
⑶內容緩存系統。對靜態內容進行緩存,提高相應的訪問速度。
分布式技術是一種完全面向流媒體傳輸的多視頻節點的協同工作系統,與CDN技術不同,它通常采用軟件實現,具有部署靈活,成本低廉,易于維護和擴展的優勢。完整的分布式體系結構包括一下幾個方面:
⑴用戶請求的全局負載均衡。根據用戶的IP地址等信息將用戶請求定位到最合適的服務節點。
⑵PUSH模式的內容調度。根據對節目熱度的統計結果將熱門節目自動調度到邊緣節點,大部分用戶請求在邊緣節點得到滿足。
⑶PULL模式的內容調度。根據用戶的請求,邊緣節點將中心節點的節目實時轉發給用戶,并對節目進行基于熱度的智能緩存。
⑷節點內部的負載均衡。根據節點內各個服務器的資源消耗狀況及節目部署情況,自動對用戶請求進行分配。
目前,市場上有很多成熟的基于分布式技術的IPTV產品,例如世紀鼎點公司在2000年就推出了涵蓋上述所有功能的寬帶多媒體平臺產品。最新的基于分布式技術的IPTV系統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,分布式技術中,各節點的能力是均衡的,它們之間是相互協作的關系,節目內容依據使用情況和運營規則在整個系統中動態流動。而CDN系統更多的是強調如何有效將中心節點的數據高速、準確的分發到邊緣節點。由此可見,分布式技術更加適應信息動態和不確定的寬帶互聯網應用環境,因此也應是大規模部署IPTV業務的理想技術模式。
隨著IPTV業務的迅速發展,未來將出現上千甚至上萬數量級的節點數量,這樣一個有效的分布式體系,還必須參照MAS(Multi Agent System)引進智能協商算法,以避免因為NP問題而導致協作計算開銷過大的問題。