淺析流媒體內(nèi)容分發(fā)技術(shù)(存儲(chǔ)版)
【正文】 而P2P技術(shù)能夠使服務(wù)分散化，平衡負(fù)載，即每個(gè)用戶(hù)既充當(dāng)消費(fèi)者，享受共享媒體資源，又充當(dāng)服務(wù)者，為其他用戶(hù)提供媒體內(nèi)容，這樣就消除了大量的并發(fā)訪問(wèn)服務(wù)器，就解決了服務(wù)器的輸出帶寬問(wèn)題。以服務(wù)器為核心的P2P集中式網(wǎng)絡(luò)，其容錯(cuò)性與服務(wù)器的故障概率有關(guān)，如果使用多臺(tái)服務(wù)器組成集群，并且提供冗余、替代機(jī)制使得某臺(tái)服務(wù)器故障時(shí)，其他服務(wù)器可以代替它繼續(xù)提供服務(wù)。這種 P2P 網(wǎng)絡(luò)的有以下三個(gè)缺點(diǎn)：第一，路由效率不高；第二，可擴(kuò)展性不高；第三，數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確定位。模式的流媒體服務(wù)系統(tǒng)將同時(shí)請(qǐng)求同一節(jié)目的用戶(hù)歸為一組，然后以這組用戶(hù)作為結(jié)點(diǎn)形成一棵樹(shù)。目前大部分的研究?jī)?nèi)容集中在媒體流分發(fā)策略的研究上，這些研究大致可以分為兩類(lèi)：（1）應(yīng)用層組播樹(shù)應(yīng)用層組播樹(shù)適合于架構(gòu)視頻直播服務(wù)系統(tǒng)或應(yīng)用到視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中某熱門(mén)節(jié)目的服務(wù)策略，即適合于節(jié)目請(qǐng)求率高、并發(fā)請(qǐng)求量大的媒體應(yīng)用需求。理想的組播樹(shù)是在深度和寬度之間能夠有效的平衡，事實(shí)上，當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)的深度都為1的時(shí)候就退化成了傳統(tǒng)的客戶(hù)端服務(wù)器模型了。非樹(shù)型P2P媒體服務(wù)系統(tǒng)以Promise、GnuStream，DONet為代表。P2P 與內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式有兩種：一種是 CDNonP2P，這種結(jié)合方式是將內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的管理方式引入 P2P 網(wǎng)絡(luò)，組建一個(gè)以 CDN 為核心，以 P2P為服務(wù)邊緣的系統(tǒng)，用戶(hù)通過(guò) P2P 客戶(hù)端來(lái)獲取服務(wù)。然而，P2P 技術(shù)也有其明顯的缺陷：首先，缺乏可管理性；其次，無(wú)法保障用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量要求。該類(lèi)研究主要涉及三個(gè)基本問(wèn)題：一是媒體內(nèi)容搜索，即如何找到所需的完整的媒體數(shù)據(jù)；二是媒體流調(diào)度與控制，即在保障QoS前提下，采用什么策略將媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜?；三是媒體數(shù)據(jù)布局與存儲(chǔ)，即由于媒體文件數(shù)據(jù)量大，研究如何將媒體數(shù)據(jù)切分并在已被服務(wù)節(jié)點(diǎn)中冗余布局的策略。在組播樹(shù)中，如果節(jié)點(diǎn)離根節(jié)點(diǎn)越遠(yuǎn)，則數(shù)據(jù)的時(shí)延就越大，因此，樹(shù)的深度應(yīng)該盡可能短。用戶(hù)計(jì)算機(jī)在整個(gè)模式的流媒體服務(wù)系統(tǒng)中具有短暫性，如何保證它的退出而不影響其他的用戶(hù)收看節(jié)目采用冗余的數(shù)據(jù)路徑，在一條數(shù)據(jù)路徑失敗后用戶(hù)迅速?gòu)牧硪粭l路徑獲取數(shù)據(jù)，然后再在觀看當(dāng)前節(jié)目的用戶(hù)組中為自己找到一條新的數(shù)據(jù)路徑備份。P2P模式的流媒體服務(wù)系統(tǒng)并不改變現(xiàn)有的流媒體傳輸協(xié)議和流媒體服務(wù)器系統(tǒng)的架構(gòu)，甚至可以不必改變現(xiàn)有的系統(tǒng)，而只需增加新的模塊和功能。其中Gnutella 是最簡(jiǎn)單又最具有代表性的，F(xiàn)reenet 則要復(fù)雜很多，而發(fā)展到后來(lái)的 KaZaA 和eDonkey通過(guò)超級(jí)節(jié)點(diǎn)來(lái)組織成雙層的 P2P 網(wǎng)絡(luò)，其超級(jí)節(jié)點(diǎn)層自組織成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，所以也將其歸結(jié)到此類(lèi)。在這種模式下，所有資料都存在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，中心服務(wù)器只保留索引信息。例如，一個(gè)比特率為300kbps的視頻節(jié)目，如果同時(shí)有1000人訪問(wèn)，那么服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)帶寬必須達(dá)到300Mbps以上，如果此時(shí)要支持更多的用戶(hù)數(shù)據(jù)就是難上加難了，所以在要實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的普及，采用傳統(tǒng)的模式會(huì)導(dǎo)致底層網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)加重，而影響用戶(hù)的應(yīng)用體驗(yàn)。而基于P2P技術(shù)的點(diǎn)播系統(tǒng)，可以有效的利用網(wǎng)絡(luò)上的資源，極大的緩解了大量異步服務(wù)請(qǐng)求對(duì)服務(wù)器造成的性能瓶頸，流媒體內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)要面臨以下幾個(gè)問(wèn)題：一、服務(wù)器的輸出帶寬成為瓶頸例如某個(gè)流媒體服務(wù)器接入互聯(lián)網(wǎng)的速度為45Mbps，傳輸一個(gè)30幀/秒，320X240像素的視頻內(nèi)容，需要不低于1Mbps的傳輸速度以保證流暢回放，此服務(wù)器最多同時(shí)接受45個(gè)并發(fā)請(qǐng)求，這對(duì)于一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容而言如新聞、賽事的直播是遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足要求的。理論上，最簡(jiǎn)單的CDN網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡的DNS和各節(jié)點(diǎn)一臺(tái)Cache，即可運(yùn)行。每個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)由兩部分組成：負(fù)載均衡設(shè)備和高速緩存服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)備負(fù)責(zé)每個(gè)節(jié)點(diǎn)中各個(gè)Cache的負(fù)載均衡，保證節(jié)點(diǎn)的工作效率；同時(shí)，負(fù)載均衡設(shè)備還負(fù)責(zé)收集節(jié)點(diǎn)與周?chē)h(huán)境的信息，保持與全局負(fù)載DNS的通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載均衡。CDN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1）用戶(hù)向?yàn)g覽器提供要訪問(wèn)的域名； 2）瀏覽器調(diào)用域名解析庫(kù)對(duì)域名進(jìn)行解析，由于CDN對(duì)域名解析過(guò)程進(jìn)行了調(diào)整，所以解析函數(shù)庫(kù)一般得到的是該域名對(duì)應(yīng)的CNAME記錄；3）為了得到實(shí)際IP地址，瀏覽器需要再次對(duì)獲得的CNAME域名進(jìn)行解析以得到實(shí)際的IP地址；在此過(guò)程中，使用的全局負(fù)載均衡DNS解析，如根據(jù)地理位置信息解析對(duì)應(yīng)的IP 地址，使得用戶(hù)能就近訪問(wèn)。例如某IDC全國(guó)有10個(gè)機(jī)房，加入IDC的CDN網(wǎng)絡(luò)，托管在一個(gè)節(jié)點(diǎn)的Web服務(wù)器，相當(dāng)于有了10個(gè)鏡像服務(wù)器，就近供客戶(hù)訪問(wèn)。而這就是內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)(CDN)服務(wù)模式。隨著互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的成熟和商業(yè)模式的變革，在這條價(jià)值鏈上的角色越來(lái)越多也越來(lái)越細(xì)分。與目前現(xiàn)有的內(nèi)容發(fā)布模式相比較，CDN強(qiáng)
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