|
P2P理念与IPTV业务的结合
IPTV面对的是十万规模、百万规模的大并发多媒体服务的挑战，在服务器I/O能力、带宽、海量存储、部署成本等方面都受到了前所未有的考验。既能满足用户实时性业务请求，又要能够满足大规模并发用户同时在线，还要能够满足低成本部署的运营要求和未来业务的可扩展性，IPTV需要引入P2P重叠网的理念和技术。
共享资源协同计算是P2P的生存方式和生命力源泉，P2P系统将互联网应用从依赖于有强大处理能力和高带宽高性能计算机设备进行集中处理的应用模式的禁锢中解放出来，利用多个通用计算机设备的共享计算资源满足应用对高带宽、I/O能力、强大处理性能的计算资源要求。
P2P意味着计算机网络全部计算潜能的一次释放。采用P2P架构可以有效地利用大量普通计算设备的计算资源和带宽资源，将计算任务或存储数据分布到所有结点上，达到高性能计算、高I/O能力、高带宽和海量存储的目的。P2P系统在大规模并发服务时凸现优势，降低了整个系统的部署成本，这种高性价比能力正是P2P技术发展的强劲动力。
可管理的P2P是P2P技术发展趋势
目前完全基于PC终端计算资源的P2P下载和流媒体业务仅仅实现了分布式环境下内容资源的发现、调度和使用的优化；而数据的存储都在客户端，计算和存储资源是不可靠的，对网络计算和存储资源没有有效的管理能力。
如果在现有的P2P环境中增加一组包含流媒体处理和存储的分布式网络计算节点（超级业务节点），在P2P网络中建立公共的分布式存储资源，和PC终端一起同时实现对通信、流媒体分发、存储和内容等资源的有效管理，提高了单播业务的服务质量，增加时移电视等大量新功能。利用超级节点有效的资源保障和管理，可以通过弱终端（例如机顶盒）也能实现强大的功能。
我们将这种可管理的P2P称为MP2P（Manageable P2P），而现有P2P是SP2P(Simple P2P)。MP2P是可以服务质量保证和可管理可运营的P2P，可以比现有SP2P提供多的多的业务功能扩展。MP2P是P2P技术发展的高级形式，同时把所谓的IPtv（大IP小tv）和ipTV（小ip大TV）的概念统一起来了。
MP2P避免了SP2P在网络中过度的无序发展性，提高了整体P2P重叠网的网络资源、存储资源和计算资源的利用率和服务能力和降低了对基础网络资源的消耗和成本，是SP2P的发展方向。MP2P同时遏制了SP2P被不当利用的趋势，防止SP2P成为网络攻击的工具，MP2P的可管理同时意味着更高的安全性和防攻击性。MP2P与IPTV的结合将计算资源与业务能力分开，让分布式架构彻底的扁平化，使P2P网络和IPTV业务网络具备了资源优化能力。只有具备了资源优化能力的IPTV网络才是可经营的网络，才能保证大规模运营和低成本。目前由UT斯达康公司开发的基于MP2P技术的IPTV产品解决方案，已经在上海、哈尔滨和东京等地实现商用了。
P2P IPTV媒体交换网络
与现有SP2P系统和流媒体平台相比，P2P IPTV在媒体交换和内容分发方面有了巨大的变革。P2P IPTV放弃了传统CDN的基于文件式内容存储和集中式媒体交付技术，取而代之的是基于流化内容存储和混合式流媒体服务网的媒体交付技术，如下图所示。
基于流化内容存储和集中分布混合式流媒体交付包含以下特点：
事先对内容进行流化预处理，避免流服务功能模块在提流供服务时，每次都要进行流化处理，降低系统处理开销与设备成本，减少了流服务对节点的性能要求，为P2P技术的适用提供了前提，同时保证了服务质量的可靠性和实时性。
流化后的内容被分块分布地进行存储，分散了存储要求，结合P2P技术完成了分布存储，提高了存储资源与内容资源的利用率，从而革命性的降低了集中存储部署成本。同时为实现实时电视节目组播向时移电视的无缝切换提供了保证，弥补了传统P2P在单播业务方面的弱点。
在流化的媒体内容注入流媒体服务域之前，P2P IPTV系统对实时电视节目和点播节目内容进行流化处理，包括内容编码、内容切片、数据加密和会晤封装；然后将流化后的内容注入到媒体交付域的分发/传送模块。
传统的CDN基于文件式内容存储和集中式流服务的媒体交付技术，内容的分发（包括从全国中心到省中心或者从省中心到地市的分发）采用文件形式，或者分段文件形式。流服务节点每次进行流服务时，将基于文件的内容从存储设备提取，并对音视频内容分布进行流化处理后，向客户端提供流化服务。流服务节点采用集中方式，即对于同一个节目，客户只从同一个流服务节点获得流化内容。传统的CDN面临多种问题，例如需要单独的CDN服务器和集中式存储设备，造成开发和维护成本高，业务扩展能力差。另外由于媒体文件数据较大，形成服务器I/O瓶颈，实时性较差，很难保证大容量并发规模的单播业务的服务质量。
MP2P在UT斯达康RollingStream IPTV系统中的应用
IPTV系统的流媒体服务和流媒体存储是IPTV服务的关键。结合MP2P技术UTStarcom的RollingStream IPTV产品解决方案中采用了基于流化内容存储和混合式流媒体服务网的媒体交付技术，将流服务和存储内容分开，形成了P2P流媒体分发群（包含服务器和机顶盒）和P2P流化分片内容存储群（仅包含服务器）多级的MP2P媒体交换网络。
P2P流媒体分发群（包含服务器和机顶盒）提供对流服务处理能力的优化配置和平衡。P2P流化分片内容存储群（仅包含服务器）提供对存储和内容的优化调度和均衡。分级的媒体交换网实现内容存储群之间的信息交换，实现全局的存储和内容的优化。
对内容的存储不再采用由一个磁盘阵列集中存储的方式，而是采用由不同的刀片式服务器分散存储、集中管理的方式，从而防止磁盘阵列有限吞吐量的瓶颈。同时，这种存储方式提供了良好的线性扩展能力，随着服务器的增加，存储容量和输出带宽也随着增加。
基本原理是采用切片地方式存储，将体积巨大的视频文件切分成一个个固定大小的视频切片，然后以切片为基础进行存储、分发和服务。切片的大小是经过复杂的统计分析媒体内容的访问特性得出的。同时，切片尽量保存在每一个媒体基站的不同刀片式服务器上，从而有效提高媒体内容访问的并发量。考虑到媒体存储冗余，每个切片在不同服务器中存储多个以上备份，当一个媒体服务器出现故障时，保存了相同切片的其他媒体服务器能够不中断地继续提供服务。
注：
MLR，媒体切片位置的索引
MD，请求处理，媒体切片分发
ME，具有存储能力的媒体服务器
流服务则是是均匀地分布在不同的媒体服务器和IPTV终端上，因此若用户点中一部影片，多个媒体服务器和IPTV终端同时在工作，轮流提供服务。媒体服务器作为超级节点不仅要保证单播业务的服务质量，同时负责MP2P重叠网中流服务处理能力的调度和优化，优化PC终端和机顶盒等不同终端的流服务。
UT斯达康的RollingSteam IPTV产品解决方案利用MP2P技术针对媒体服务器（Super Node）、PC Client、机顶盒等不同节点设备的特点，实现了对网络计算资源、存储资源不同层次的调度和优化，完全满足百万用户规模下，大并发流量、高性能、低成本、安全管理、可靠服务质量、可收费的运营支撑要求。同时MP2P重叠网保证了网络计算和存储资源和业务层的分离，因此在拥有可伸缩的管理能力和资源优化能力的同时，还能够对多样化的业务提供了强大的支撑能力和扩展性，为家庭安防、远程教育等个性化宽带多媒体业务留下了广阔的发展空间。
|
