淺析流媒體內(nèi)容分發(fā)技術(shù)(已修改)
2025-07-26 00:44 本頁面
【正文】 流媒體內(nèi)容分發(fā)技術(shù)隨著Internet網(wǎng)絡(luò)的日趨普及和信息傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，Internet上的傳輸內(nèi)容已逐漸由單純的文字傳輸轉(zhuǎn)變成為包含文本、音頻、視頻的多媒體數(shù)據(jù)傳輸，這樣的改變不僅使Internet使用者能獲得更為豐富多樣的信息，同時也代表著多媒體網(wǎng)絡(luò)時代的來臨。以前，多媒體文件需要從服務(wù)器上下載后才能播放。由于多媒體文件一般都比較大，下載整個文件往往需要很長的時間，限制了人們在互聯(lián)網(wǎng)上使用多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行交流。面對有限的帶寬和擁擠的撥號網(wǎng)絡(luò)，要實時實現(xiàn)窄帶網(wǎng)絡(luò)的視頻、音頻傳輸，最好的解決方案就是采用流式媒體的傳輸方式。流媒體應(yīng)用的一個最大的好處是用戶不需要花費(fèi)很長時間將多媒體數(shù)據(jù)全部下載到本地后才能播放，而僅需將起始幾秒的數(shù)據(jù)先下載到本地的緩沖區(qū)中就可以開始播放了。流媒體的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、傳輸持續(xù)時間長、并且對延遲、抖動、丟包率、帶寬等QoS指標(biāo)要求嚴(yán)格，在當(dāng)前的因特網(wǎng)上構(gòu)建大規(guī)模的性價比高的流媒體系統(tǒng)是一個具有挑戰(zhàn)性的工作。因特網(wǎng)上的傳統(tǒng)流媒體系統(tǒng)是基于Client/Server模式的，一般包括一臺或多臺服務(wù)器，若干客戶機(jī)。我們將系統(tǒng)能同時服務(wù)的客戶總數(shù)稱為系統(tǒng)容量，C/S模式的流媒體系統(tǒng)容量主要是由服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)輸出帶寬決定的，有時服務(wù)器的處理能力，內(nèi)存大小，I/O速率也影響到系統(tǒng)的容量。在C/S模式下，由于傳輸流媒體占用的帶寬大，持續(xù)時間長，而服務(wù)器端可利用的網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，所以即使是使用高檔服務(wù)器，其系統(tǒng)容量也不過幾百個客戶，根本就不具有經(jīng)濟(jì)規(guī)模性。另外，由于因特網(wǎng)不能保證QoS，如果客戶機(jī)距服務(wù)器較遠(yuǎn)，則流媒體傳輸過程中的延遲、抖動、帶寬、丟包率等指標(biāo)也將更加不確定，服務(wù)器為每一個客戶都要單獨(dú)發(fā)送一次流媒體內(nèi)容，從而網(wǎng)絡(luò)資源的消耗也十分巨大。對此業(yè)界相繼提出了多種解決方案，比較重要的有內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò) (Content Delivery Network，CDN)和IP組播 (IP Multicast)，以及對等網(wǎng)絡(luò)（P2P）內(nèi)容分發(fā)方式等。一、CDNCDN的全稱是Content Delivery Network，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。其目的是通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)”邊緣”，使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，解決Internet網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均等原因所造成的用戶訪問網(wǎng)站響應(yīng)速度慢的問題。實際上，內(nèi)容分發(fā)布網(wǎng)絡(luò)(CDN)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式，它是為能在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)發(fā)布寬帶豐富媒體而特別優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋層；而從廣義的角度， CDN代表了一種基于質(zhì)量與秩序的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式。簡單地說，內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)(CDN)是一個經(jīng)策略性部署的整體系統(tǒng)，包括分布式存儲、負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)請求的重定向和內(nèi)容管理4個要件，而內(nèi)容管理和全局的網(wǎng)絡(luò)流量管理(Traffic Management)是CDN的核心所在。通過用戶就近性和服務(wù)器負(fù)載的判斷，CDN確保內(nèi)容以一種極為高效的方式為用戶的請求提供服務(wù)?？偟膩碚f，內(nèi)容服務(wù)基于緩存服務(wù)器，也稱作代理緩存(Surrogate)，它位于網(wǎng)絡(luò)的邊緣，距用戶僅有”一跳”(Single Hop)之遙。同時，代理緩存是內(nèi)容提供商源服務(wù)器（通常位于CDN服務(wù)提供商的）的一個透明鏡像。這樣的架構(gòu)使得CDN服務(wù)提供商能夠代表他們客戶，即內(nèi)容供應(yīng)商，向最終用戶提供盡可能好的體驗，而這些用戶是不能容忍請求響應(yīng)時間有任何延遲的。據(jù)統(tǒng)計，采用CDN技術(shù)，能處理整個網(wǎng)站頁面的 70%～95％的內(nèi)容訪問量，減輕服務(wù)器的壓力，提升了網(wǎng)站的性能和可擴(kuò)展性。與目前現(xiàn)有的內(nèi)容發(fā)布模式相比較，CDN強(qiáng)調(diào)了網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)容發(fā)布中的重要性。通過引入主動的內(nèi)容管理層的和全局負(fù)載均衡，CDN從根本上區(qū)別于傳統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)布模式。在傳統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)布模式中，內(nèi)容的發(fā)布由ICP的應(yīng)用服務(wù)器完成，而網(wǎng)絡(luò)只表現(xiàn)為一個透明的數(shù)據(jù)傳輸通道，這種透明性表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量保證僅僅停留在數(shù)據(jù)包的層面，而不能根據(jù)內(nèi)容對象的不同區(qū)分服務(wù)質(zhì)量。此外，由于IP網(wǎng)的”盡力而為”的特性使得其質(zhì)量保證是依靠在用戶和應(yīng)用服務(wù)器之間端到端地提供充分的、遠(yuǎn)大于實際所需的帶寬通量來實現(xiàn)的。在這樣的內(nèi)容發(fā)布模式下，不僅大量寶貴的骨干帶寬被占用，同時ICP的應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載也變得非常重，而且不可預(yù)計。當(dāng)發(fā)生一些熱點(diǎn)事件和出現(xiàn)浪涌流量時，會產(chǎn)生局部熱點(diǎn)效應(yīng)，從而使應(yīng)用服務(wù)器過載退出服務(wù)。這種基于中心的應(yīng)用服務(wù)器的內(nèi)容發(fā)布模式的另外一個缺陷在于個性化服務(wù)的缺失和對寬帶服務(wù)價值鏈的扭曲，內(nèi)容提供商承擔(dān)了他們不該干也干不好的內(nèi)容發(fā)布服務(wù)。縱觀整個寬帶服務(wù)的價值鏈，內(nèi)容提供商和用戶位于整個價值鏈的兩端，中間依靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商將其串接
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