P2P與NGN結(jié)合的IPTV控制架構(gòu)的研究

●將P2P機制引入之后，P2PUE在下載流媒體內(nèi)容的同時，自身也存儲了部分的流媒體內(nèi)容，供其他P2PUE下載使用。在P2PCF中保存了流媒體內(nèi)容分片信息在P2PUE上的存儲信息和P2PU的在線狀態(tài)。
　　●P2PCF通過與性能測量功能的交互，獲取與用戶接入網(wǎng)相關(guān)的資源使用信息（如接入網(wǎng)剩余帶寬等）。
　　●在接收到P2PUE的內(nèi)容請求消息后，P2PCF根據(jù)流媒體內(nèi)容在其他用戶上的存儲信息、CDN-CF為該內(nèi)容傳送分配的CDN-MF信息、接入網(wǎng)資源的使用信息等調(diào)用資源調(diào)度算法，為該P2P流媒體用戶計算各部分內(nèi)容的存儲位置。

（7）資源接納控制功能（RACF）：負責(zé)為非P2P用戶的流媒體內(nèi)容下載進行資源預(yù)留，以保障流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量。資源接納控制功能為NGN中定義的功能實體。

（8）性能測量管理點：負責(zé)對接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能進行測量。目前采用的是業(yè)務(wù)或應(yīng)用分配固定帶寬的方式，已不能適應(yīng)P2P過程中實時流媒體高帶寬高突發(fā)高QoS需求的要求。性能測量功能能夠獲取接入網(wǎng)流媒體業(yè)務(wù)的QoS參數(shù)（如端口或鏈路的吞吐量、延遲、丟包率等）并上報給P2PCF。P2PCF根據(jù)性能測量功能提供的監(jiān)測結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)對媒體流做出適時的自動調(diào)整，可以更好地提供QoS保證，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)反饋控制。

4 典型工作流程

由于普通用戶終端和P2P用戶終端的控制方式、工作方式和服務(wù)質(zhì)量保證機制都不盡相同，本架構(gòu)對普通用戶終端和P2P終端分別設(shè)計了不同的機制和流程，作為示例，圖2和圖3分別給出了兩種終端從業(yè)務(wù)請求、媒體資源調(diào)度和內(nèi)容傳送的工作流程。

圖2 普通終端工作流程

圖3 P2P終端工作流程

4.1 普通終端的工作流程

圖2是普通終端的工作流程示例。

（1）用戶通過普通用戶終端發(fā)起IPTV業(yè)務(wù)請求。
　?。?）SCF判斷終端類型為普通用戶終端，則調(diào)用RACF執(zhí)行資源預(yù)留，以便為普通用戶的業(yè)務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量保證。關(guān)于RACF的資源預(yù)留過程，可參見ITU-T和TISPAN的相關(guān)規(guī)定。
　?。?）SCF根據(jù)用戶所在的地理位置、用戶類型等信息選擇為該用戶服務(wù)的CDN-CF，并向CDN-CF發(fā)送媒體資源請求。
　　（4）CDN-CF結(jié)合用戶請求的節(jié)目、CDN-MF的負載情況等信息進行資源調(diào)度，為用戶選擇合適的CDN-MF為其服務(wù)；并向所選擇的CDN-MF發(fā)送媒體資源請求。
　　（5）CDN-MF可能需要從本域的其他CDN-MF處獲得節(jié)目相關(guān)的媒體信息。

如果所請求的節(jié)目內(nèi)容在本域內(nèi)不存在，CDN-CF需要通過上級CDN-CF選擇保存有節(jié)目內(nèi)容的管理域，然后CDN-CF和保存有節(jié)目內(nèi)容的管理域中的CDN-CF進行交互，并控制CDN-MF從該域獲取相關(guān)的媒體資源。

當(dāng)CDN-MF準備節(jié)目內(nèi)容之后向CDN-CF發(fā)送媒體資源響應(yīng)。

（6）CDN-CF向SCF回送響應(yīng)，SCF和RACF交互執(zhí)行資源接納控制，之后將CDN-MF的地址等信息傳送給用戶終端。
　?。?）用戶終端從CDN-MF獲取媒體內(nèi)容。

4.2 P2P終端的工作流程

圖3是P2P終端的工作流程示例。

（1）用戶通過P2P用戶終端發(fā)起IPTV業(yè)務(wù)請求。
　?。?）會話控制實體收到IPTV業(yè)務(wù)請求后，根據(jù)用戶所在的地理位置、用戶類型等信息選擇為該用戶服務(wù)的CDN-CF，并向CDN-CF發(fā)送媒體資源請求。
　　（3）CDN-CF結(jié)合用戶請求的節(jié)目，CDN-MF的負載情況，用戶類型等信息進行資源調(diào)度。對于P2PUE，CDN-CF為用戶選擇合適的 P2PCF作為P2PUE后續(xù)網(wǎng)絡(luò)控制點。CDN-CF將為該用戶選擇的P2PCF地址等信息發(fā)送給SCF，SCF將該響應(yīng)發(fā)送給用戶。
　?。?）P2PUE向P2PCF發(fā)起媒體下載請求。
　?。?）P2PCF接收到用戶請求之后，首先向CDN-CF請求計算節(jié)目各分片對應(yīng)的CDN-MF列表。這樣P2PCF可以根據(jù)一定的策略將CDN-MF的地址融合在最終傳送給P2PUE的對等節(jié)點列表中，如為了提高面向用戶的響應(yīng)速度，可以控制P2PUE接入到CDN-MF獲取第一個分片或后續(xù)幾個分片。P2PCF 還可以將CDN-MF作為某個分片的備選地址，當(dāng)P2PUE在嘗試列表中的其他對等節(jié)點失敗時，仍然可以從CDN-MF獲得分片。
　　（6）P2PCF從性能測量管理點獲取接入網(wǎng)資源占用的情況，作為資源調(diào)度的重要依據(jù)。性能測量管理點可以周期性的向P2PCF上報接入網(wǎng)的情況。
　?。?）獲得相關(guān)信息后，P2PCF根據(jù)接入網(wǎng)資源占用情況、從CDN-CF獲取的CDN-MF列表、存儲相關(guān)資源的P2P終端狀態(tài)，生成供P2PUE下載節(jié)目片段的列表。
　　（8）P2PCF將列表發(fā)送給P2PUE，P2PUE根據(jù)列表和相應(yīng)的P2P終端交互獲取節(jié)目片段。
　?。?）在用戶觀看和/或下載節(jié)目的過程中，P2PUE定期或根據(jù)一定的觸發(fā)條件（如完成幾個分片下載后）向P2PCF上報本終端上存儲的流媒體節(jié)目片段的信息，供P2PCF計算列表時。

5 結(jié)束語

本文中給出的P2P與NGN結(jié)合的IPTV控制架構(gòu)，關(guān)鍵是將NGN，CDN和P2P相結(jié)合，目的是在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)P2P終端之間的資源共享。針對P2P技術(shù)特點設(shè)計了對應(yīng)的可控、可管和業(yè)務(wù)質(zhì)量保障架構(gòu)和機制，可以為相關(guān)研究提供新思路。