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基于CDN與P2P技術(shù)的IPTV系統(tǒng)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

作者: 時間:2013-12-04 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  一、引言

  隨著互聯(lián)網(wǎng)寬帶在中國的普及,人們對Internet提出了多樣化的應(yīng)用需求?,F(xiàn)在存在的各種形式,如網(wǎng)絡(luò)游戲、在線影視和電子郵件等都極大地豐富了人們的生活。隨著數(shù)字多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與家電產(chǎn)品的結(jié)合,融合多媒體內(nèi)容和寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺的IPTV將成為全球下一個極具前景的、全新的寬帶服務(wù)模式。

  二、IPTV基本概念

  IPTV(Internet Protocol TV或Interactive Personal TV)意思是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視,也叫交互式網(wǎng)絡(luò)電視,是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的多媒體通信技術(shù)。IPTV利用寬帶網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施,以家用電視機或計算機作為主要終端設(shè)備,通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)傳送電視信號,向家庭用戶提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的多種交互式數(shù)字媒體服務(wù)。

  IPTV的工作原理是把源端的電視信號數(shù)據(jù)進行編碼處理,轉(zhuǎn)化成適合IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式,然后通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送,最后在接收端進行解碼,再通過電腦或是電視播放。由于數(shù)據(jù)的傳輸速度要求比較高,所以要采用最新的高效視頻壓縮技術(shù),例如H.264,MPEG4等。其主要特點在于交互性和實時性。

  三、技術(shù)

  的英文全稱是Content Delivery Network,即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò),也稱為內(nèi)容傳輸網(wǎng)絡(luò)。這個概念于1996年由麻省理工學(xué)院一個小組提出的,并開始對技術(shù)進行研究,他們在1999年成立了一個專業(yè)CDN服務(wù)公司,為Yahoo提供了專業(yè)服務(wù)。如今在國內(nèi)外已經(jīng)有很多的企業(yè)和服務(wù)商開始使用內(nèi)容傳送網(wǎng)絡(luò)CDN技術(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,以滿足用戶的需求。

  CDN是建立在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上的一種增值網(wǎng)絡(luò),是在應(yīng)用層部署的一層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。CDN的核心是利用智能化策略技術(shù),將中心的內(nèi)容和服務(wù)推送到網(wǎng)絡(luò)邊緣,使得用戶可以在最近的和服務(wù)質(zhì)量最佳的地方獲取服務(wù),其關(guān)鍵技術(shù)包括高速緩存、負載均衡、內(nèi)容路由、內(nèi)容分發(fā)、內(nèi)容存儲和內(nèi)容管理等。CDN的技術(shù)優(yōu)點包括:(1) 全局負載平衡,訪問速度快,讓用戶連接到最近的服務(wù)器上去。(2) 熱點內(nèi)容主動傳送,自動跟蹤,自動更新。(3) 無縫集成、高可靠、可用性以及擴展性。(4) 減少對網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的占用,具有智能的管理控制能力。(5) 發(fā)送的內(nèi)容受到保護,而且內(nèi)容提供商可在本地自己決定服務(wù)的內(nèi)容。

  基于上述的優(yōu)點,CDN技術(shù)能提高寬帶資源的利用率,增加流媒體在互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用普及,這些應(yīng)用包括在線播放、音樂點播、電視直播、互動游戲等,大大促進Internet應(yīng)用和服務(wù)的發(fā)展。

  但是,現(xiàn)有CDN網(wǎng)絡(luò)都只是針對傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容傳送和業(yè)務(wù)開展方式建設(shè)起來的,如果直接用來為IPTV業(yè)務(wù)提供服務(wù),還存在一些不足。如,對視頻編碼格式支持不足、時延太大、無法提供廣播級的視頻服務(wù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于簡單、隨著服務(wù)能力的擴展,需要不斷的投資等。為了能夠承擔(dān)起IPTV業(yè)務(wù)的存儲、分發(fā)、傳送,需要對現(xiàn)有CDN技術(shù)進行優(yōu)化改造。

  四、

  P2P是對等連接peer to peer模式的簡稱。目前,業(yè)界對P2P的定義還沒有一個標準的說法,簡單地說,是一種用于不同PC用戶之間、不經(jīng)過中繼設(shè)備直接交換數(shù)據(jù)或服務(wù)的技術(shù)。它打破了傳統(tǒng)的Client/Server模式,在對等網(wǎng)絡(luò)中,每個節(jié)點的地位都是相同的,具備客戶端和服務(wù)器雙重特性,可以同時作為服務(wù)使用者和服務(wù)提供者。

  P2P是采用一種與CDN完全不同的內(nèi)容傳遞方式。P2P的核心是利用用戶資源,通過對等方式進行文件傳輸,這完全不同于傳統(tǒng)的客戶服務(wù)器計算模型。P2P通過“非中心化”的設(shè)計和多點傳輸機制,實現(xiàn)了不依賴服務(wù)器而快速的交換文件?;赑2P的IPTV體系結(jié)構(gòu)可以使得IPTV業(yè)務(wù)的廣播和轉(zhuǎn)播等門檻得到降低,可以讓更多用戶參與并提供自制的多媒體內(nèi)容得到基于全球覆蓋的共享和分發(fā),同時還可以節(jié)約電信運營商之間的對接流量,減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

  然而,P2P系統(tǒng)也存在明顯的缺點,就是可用性問題,盡管從整個系統(tǒng)而言,P2P是可靠的,但是對于單個內(nèi)容或者單個任務(wù)而言,P2P是不穩(wěn)定的,每個Peer可以隨時終止服務(wù),甚至退出系統(tǒng),即交換的內(nèi)容隨時可能被刪除或者被終止共享。

  迄今為止,P2P網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)歷了集中目錄式P2P網(wǎng)絡(luò)模型、純P2P網(wǎng)絡(luò)模型、混合式P2P網(wǎng)絡(luò)模型和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)模型等幾個時代,各種模型各有優(yōu)缺點,有的還存在著本身難以克服的缺陷,因此,在目前應(yīng)用的階段,各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)依然能夠共存,甚至呈現(xiàn)相互借鑒的形式。

  五、CDN和P2P技術(shù)的融合

  CDN和P2P被用于不同的領(lǐng)域,CDN主要用于可靠的Web和流媒體內(nèi)容分發(fā),而P2P則主要用于內(nèi)容交換。兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點。

  顯然,CDN和P2P技術(shù)的優(yōu)缺點在應(yīng)用上具有一定的互補性。如果能夠結(jié)合P2P的擴展能力和CDN的可靠性、可管理性,就可以構(gòu)建一個可管理的、能夠承載電信級內(nèi)容應(yīng)用的。

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