淺析P2P技術在網絡電視中的應用及現狀

什么是P2P技術呢？P2P是peer-to-peer的縮寫，peer在英語里有（地位、能力等）同等者、同事和伙伴等意義。因此，P2P也就可以理解為伙伴對伙伴的意思，或稱為對等聯網。P2P技術自面市以來一直受到廣泛的關注。最近幾年，P2P技術更是發(fā)展迅速。目前，業(yè)界對P2P的定義還沒有一個標準的說法，Intel將P2P技術定義為通過系統(tǒng)間的直接交換達成計算機資源與信息的共享，這些資源與服務包括信息交換、處理器時鐘、緩存和磁盤空間等。IBM則對P2P賦予了更廣闊的定義，把它看成是由若干互聯協(xié)作的計算機構成的系統(tǒng)并具備如下若干特性之一：系統(tǒng)依存于邊緣化（非中央式服務器）設備的主動協(xié)作，每個成員直接從其他成員而不是從服務器的參與中受益；系統(tǒng)中成員同時扮演服務器與客戶端的角色；系統(tǒng)應用的用戶能夠意識到彼此的存在而構成一個虛擬或實際的群體。

簡單地說，P2P技術是一種用于不同PC用戶之間、不經過中繼設備直接交換數據或服務的技術，其網絡通信方式如圖一所示。它打破了傳統(tǒng)的Client/Server模式，在對等網絡中，每個節(jié)點的地位都是相同的，具備客戶端和服務器雙重特性，可以同時作為服務使用者和服務提供者。由于P2P技術的飛速發(fā)展，互聯網的存儲模式將由目前的內容位于中心模式轉變?yōu)閮热菸挥谶吘壞Ｊ?，改變Internet現在的以大網站為中心的狀態(tài)，重返非中心化，將權力交還給用戶。

目前，在網絡電視、文件共享、分布式計算、網絡安全、在線交流甚至是企業(yè)計算與電子商務等應用領域P2P都顯露出很強的技術優(yōu)勢。簡單的說，P2P直接將人們聯系起來，讓人們通過互聯網直接交互。P2P使得網絡上的溝通變得容易、更直接共享和交互。P2P就是人可以直接連接到其他用戶的計算機、交換文件，而不是像過去那樣連接到服務器去瀏覽與下載。P2P看起來似乎很新，但是正如B2C、B2B是將現實世界中很平常的東西移植到互聯網上一樣，在現實生活中我們每天都按照P2P模式面對面地或者通過電話交流和溝通。

P2P的本質思想是,整個網絡中不存在中心節(jié)點(或中心服務器)。在P2P結構中,每一個節(jié)點(Peer)大都同時具有信息消費者、信息提供者和信息通訊者等三方面的功能,在P2P網絡中每一個節(jié)點所擁有的權利和義務都是對等的。在P2P工作方式中,每一個客戶終端既是客戶機,又是服務器。它弱化了服務器的作用,將信息數量、成本資源都向互聯網各點均勻分布,也就是所謂的邊緣化的趨勢,消除了單個資源帶來的瓶頸,可以控制和實現網絡上各節(jié)點的負荷平衡。P2P技術不僅能利用服務器的資源,同時能合理地使用用戶計算機的空閑資源。用戶在享受媒體節(jié)目的同時,也在利用自身計算機所空閑的資源為其他用戶提供著服務。所以,使用P2P技術提供高質量和大容量的流媒體服務系統(tǒng)成為可能。

P2P技術在網絡電視中的應用

IPTV即交互式網絡電視，是一種利用寬帶有線電視網，集互聯網、多媒體、通訊等多種技術于一體，向家庭用戶提供包括數字電視在內的多種交互式服務的嶄新技術。它能夠很好地適應當今網絡飛速發(fā)展的趨勢，充分有效地利用網絡資源。 IPTV既不同于傳統(tǒng)的模擬式有線電視，也不同于經典的數字電視。傳統(tǒng)的和經典的數字電視都具有頻分制、定時、單向廣播等特點；盡管經典的數字電視相對于模擬電視有許多技術革新，但只是信號形式的改變，而沒有觸及媒體內容的傳播方式。

IPTV關鍵技術

IPTV是利用計算機或機頂盒+電視完成接收視頻點播節(jié)目、視頻廣播及網上沖浪等功能。它采用高效的視頻壓縮技術，使視頻流傳輸帶寬在800Kb/s時可以有接近DVD的收視效果（通常DVD的視頻流傳輸帶寬需要3Mb/s），對今后開展視頻類業(yè)務如因特網上視頻直播、遠距離真視頻點播、節(jié)目源制作等來講，有很強的優(yōu)勢，是一個全新的技術概念。IPTV的特點及應用 IPTV是利用寬帶有線電視網的基礎設施，以家用電視機作為主要終端電器，通過互聯網絡協(xié)議來提供包括電視節(jié)目在內的多種數字媒體服務。

隨著P2P研究的進一步深入， P2P技術可以設計一個運營商級的音視頻業(yè)務系統(tǒng)，采用P2P技術的播放軟件成就了網絡電視的發(fā)展。P2P既代表一種新技術，也映射著一種新文化，從技術角度來說，它用Peer與Peer的對等溝通，打破了目前網絡流行的C/S主從模式，是對互聯網應用技術的創(chuàng)新，也是互聯網本質的回歸。P2P受到了廣大網民的喜愛，目前主要的應用的網絡電視下載有PPStream、沸點網絡電視、TVKoo、貓眼網絡電視、QQ直播；影視歌曲下載類的bt、百寶、酷狗(KuGoo)、電騾(eMule）等；通信類的Skype等。網絡電視的發(fā)展吸引了眾多的網民,它可以為用戶提供極為豐富的業(yè)務,如VoD點播、互聯網瀏覽、電子郵件、多種在線信息咨詢、游戲、個人視頻錄制、電子商務、VOIP、即時通信IM等。P2P技術在網絡電視領域中更是如魚得水,主要體現在以下幾方面：

（1）文件交換，資源共享 ：在傳統(tǒng)的WEB方式中,實現文件交換必須要通過服務器,通過把文件上傳到某個特定網站,用戶再到該網站搜索需要的文件,然后下載,這種方式需要WEB服務器能夠對大量用戶的訪問提供有效服務。而P2P模式下,用戶可以從任何一個在線用戶的計算機中直接下載,從而真正實現了個人計算機與服務器的對等。

（2）在線交流，即時通訊：通過使用P2P客戶端軟件,用戶之間可以進行即時交談,可以就網絡節(jié)目進行討論，從而實現實時互動。這樣既增加了用戶收看網絡電視的積極性,又促進了媒體提供者和媒體消費者之間的互動。

（3）快捷搜索，對等連接：P2P網絡模式中節(jié)點之間的動態(tài)而又對等的互聯關系使得搜索可以在對等點之間直接地、實時地進行,既可以保證搜索的實時性,又超越傳統(tǒng)目錄式搜索引擎的深度、速度、幅度。

傳統(tǒng)的流媒體服務大都是客戶/服務器(C/S)模式如圖二所示，即用戶從流媒體服務器點擊觀看節(jié)目，然后流媒體服務器以單播方式把媒體流推送給用戶。當流媒體業(yè)務發(fā)展到一定階段后，用戶總數大幅度增加，這種C/S模式加單播方式來推送媒體流的缺陷便明顯地顯現出來(如流媒體服務器帶寬占用大、流媒體服務器處理能力要求高等)，帶寬、服務器等常常成為系統(tǒng)瓶頸，系統(tǒng)的可擴展性差。而通過P2P技術引入到流媒體傳輸中而形成的P2P流媒體技術，具有如下優(yōu)點：首先，這種技術并不需要互聯網路由器和網絡基礎設施的支持，因此性價比高且易于部署；第二，在這種技術中，流媒體用戶不只是下載媒體流，而且還把媒體流上載給其他用戶，因此，這種方法可以擴大用戶組的規(guī)模，且更多的需求也帶來了更多的資源。同時相對于互聯網上眾多計算機，P2P應用比其他應用要更多考慮那些低端PC的互聯，它們不具備服務器那樣強的聯網能力，同時對于以往的P2P應用技術，現在的硬件環(huán)境已經更為復雜，這樣在通信基礎方面，P2P必須提供在現有硬件邏輯和底層通信協(xié)議上的端到端定位（尋址）和握手技術，建立穩(wěn)定的連接。涉及的技術有IP地址解析、NAT路由及防火墻。目前互聯網主要技術模式是S/C方式，此方式要在互聯網上設置擁有強大處理能力和大帶寬的高性能計算機，配合高檔的服務器軟件，再將大量的數據集中存放在上面，并且要安裝多樣化的服務軟件，在集中處理數據的同時可以對互聯網上其他PC進行服務，提供或接收數據，提供處理能力及其他應用。對于一臺與服務器聯機并接受服務的PC機來說，這臺PC機就是客戶機，其性能可以相對弱小。而P2P技術的特征之一就是弱化了服務器的作用，甚至取消服務器，任意兩臺PC互為服務器，同時又是客戶機，即對等。