大規(guī)模IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)解決方案

前言

Internet技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的發(fā)展從各方面改變了人們的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，給人們帶來了巨大的便利，Internet已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。如果說移動(dòng)電話解放了空間對人們的限制，那么IPTV恰恰解放了時(shí)間對人們的限制。通過IPTV，使“大家的電視”變成了“我的電視”，把“你播我看”的方式變成了“我選我看”的方式。簡單地說，IPTV是一種利用寬帶網(wǎng)絡(luò)為用戶提供交互式多媒體服務(wù)的業(yè)務(wù)，其主要特點(diǎn)在于交互性和實(shí)時(shí)性，通過IPTV業(yè)務(wù)，用戶可以得到高質(zhì)量的數(shù)字媒體服務(wù)，可以自由地選擇寬帶IP網(wǎng)的視頻節(jié)目，還可以非常容易地將電視服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、電子郵件收發(fā)以及多種在線信息咨詢、娛樂、教育及商務(wù)功能結(jié)合在一起。這是一個(gè)顛覆性的技術(shù)，將給電信市場帶來革命性的變化，它的寬帶服務(wù)模式將形成一個(gè)極具前景的產(chǎn)業(yè)?？梢哉f，IPTV將成為在寬帶發(fā)展的殺手級(jí)應(yīng)用，是最具潛力的增值業(yè)務(wù)之一。

從全球范圍來看，截至2004年9月，全球已有50多家電信運(yùn)營商推出IPTV業(yè)務(wù)。直至2004年底，全球的IPTV用戶已經(jīng)超過700萬。

世界著名市場分析機(jī)構(gòu)StrategyAnalytics對IPTV市場總體收入和用戶數(shù)進(jìn)行了預(yù)測，預(yù)計(jì)2006年IPTV全球業(yè)務(wù)收入將達(dá)到80億美元，用戶數(shù)將達(dá)到800萬以上。StrategyAnalytics對全球IPTV業(yè)務(wù)的預(yù)測結(jié)果表明，用戶數(shù)從2004年持續(xù)增長，預(yù)計(jì)市場大規(guī)模啟動(dòng)將在2006年，2008年將達(dá)到2000萬以上。

在全球范圍內(nèi)將IPTV業(yè)務(wù)看作是IP網(wǎng)絡(luò)上具有很好的前途的一種業(yè)務(wù)的情況下，我國在IPTV業(yè)務(wù)的試驗(yàn)也開始起步。中國兩家最大的商業(yè)IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者中國電信和中國網(wǎng)絡(luò)通信公司也在不同的地點(diǎn)進(jìn)行IPTV的試驗(yàn)或試運(yùn)行。

IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展得益于信息處理技術(shù)和內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的發(fā)展。主要包括視頻圖像編碼技術(shù)、流化技術(shù)（包括MPEG-4/H.264編碼技術(shù)，MPEG-7、MPEG-21）、DRM(數(shù)字版權(quán)管理)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及訪問技術(shù)等等……

下面我們主要針對IPTV系統(tǒng)中核心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)訪問方面的應(yīng)用進(jìn)行分析與比較，力圖為廣大用戶的IPTV系統(tǒng)建設(shè)起到積極地參考作用。

IPTV系統(tǒng)應(yīng)用特性分析

IPTV系統(tǒng)通常為用戶提供兩類使用方式：

1.直播：將各類視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為流模式，用戶可實(shí)現(xiàn)類似于電視的收視方式；

2.點(diǎn)播：將直播信號(hào)以流媒體文件的方式存儲(chǔ)在磁盤設(shè)備上，用戶可選擇自己感興趣的節(jié)目進(jìn)行播放；

在前文中已經(jīng)提到過，對最終用戶而言，IPTV的最大優(yōu)勢就在于可以通過點(diǎn)播的方式訪問自己感興趣的節(jié)目。而點(diǎn)播方式無疑是實(shí)現(xiàn)這一重要功能的必然結(jié)果，因此，在IPTV系統(tǒng)中如何使最終用戶得到良好的點(diǎn)播效果，尤其是大量用戶同時(shí)訪問時(shí)的點(diǎn)播效果，則是IPTV系統(tǒng)的重中之重。

1.1傳統(tǒng)IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)的技術(shù)局限性

傳統(tǒng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，由于受限于當(dāng)時(shí)的IT技術(shù)以及出于對成本的考慮，大多采用多個(gè)服務(wù)器+SCSI存儲(chǔ)設(shè)備或者多個(gè)服務(wù)器+ 服務(wù)器內(nèi)部硬盤的方式構(gòu)成，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：



傳統(tǒng)IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖

隨著各地寬帶用戶數(shù)量的不斷增長，這類點(diǎn)播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的不足，已嚴(yán)重影響與制約了點(diǎn)播業(yè)務(wù)自身地發(fā)展。其缺陷主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

1.點(diǎn)播系統(tǒng)最大并發(fā)訪問用戶數(shù)量，尤其是對熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問受到極大限制

當(dāng)IPTV系統(tǒng)推出當(dāng)前熱門數(shù)據(jù)后，必然會(huì)產(chǎn)大量的用戶集中訪問。假設(shè)一臺(tái)點(diǎn)播服務(wù)器能夠支持的并發(fā)訪問用戶數(shù)為N，一旦用戶數(shù)超過上限，該服務(wù)器上所有用戶的視頻點(diǎn)播質(zhì)量都會(huì)受到影響–出現(xiàn)頻繁的緩沖、用戶無法得到流暢的播放效果。也就是說，即便是系統(tǒng)總體能承載點(diǎn)播服務(wù)器個(gè)數(shù)x N的理論并發(fā)量，但實(shí)際上承載能力僅為一臺(tái)服務(wù)器所能承受的最大限度N，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)中，特定數(shù)據(jù)只能由一臺(tái)服務(wù)器提供對外的點(diǎn)播服務(wù)。

2.無數(shù)據(jù)冗余能力

傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)，采用DAS結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，各個(gè)服務(wù)器所管理的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，一旦出現(xiàn)某臺(tái)服務(wù)器故障，導(dǎo)致的必然結(jié)果就是該服務(wù)器所有的文件全部無法訪問甚至損壞，無論是業(yè)務(wù)恢復(fù)還是重建片源庫，都會(huì)造成服務(wù)的長時(shí)間中斷。

3.數(shù)據(jù)管理性差

由于每個(gè)服務(wù)器及相關(guān)的存儲(chǔ)設(shè)備各自為政，彼此之間的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)空間無法實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)配、管理，使得存儲(chǔ)空間無法得到充分的利用。同時(shí)，也加大的系統(tǒng)的后期維護(hù)量--系統(tǒng)規(guī)模越大，管理性越低、管理難度越大。

4.無法實(shí)現(xiàn)各服務(wù)器之間真正的負(fù)載均衡

由于每臺(tái)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)各自獨(dú)立，無法通過負(fù)載均衡類軟件對系統(tǒng)負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)的分配。為解決負(fù)載問題，需要網(wǎng)絡(luò)管理員手工修改WEB服務(wù)器與流媒體文件的對應(yīng)關(guān)系，在大規(guī)模的點(diǎn)播系統(tǒng)中，媒體文件數(shù)量數(shù)以千計(jì)，實(shí)際執(zhí)行起來，工作量巨大，而且對系統(tǒng)負(fù)載的所謂平衡具有很大的隨意性與不確定性，無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均勻分布。

1.2用戶需要什么樣的IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)?

大型的IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)，究竟需要提供一些什么樣的功能特性呢？通過我們與大量用戶的交流與研討，我們發(fā)現(xiàn)，用戶所關(guān)心的焦點(diǎn)問題集中在如下幾個(gè)方面：

1．足夠的數(shù)據(jù)訪問穩(wěn)定性

2．點(diǎn)播服務(wù)器群的負(fù)載均衡

3．高擴(kuò)展性

4．易于管理

5．系統(tǒng)性價(jià)比

為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用，必須從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上對點(diǎn)播系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以滿足上述的多種功能需求。