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Rorke Data大规模IPTV点播系统解决方案
2005年12月31日 18:12  来源:慧聪网广电行业频道

    柏科数码亚太(香港)有限公司

前  言

    Internet技术、网络和业务的发展从各方面改变了人们的学习、工作和生活方式,给人们带来了巨大的便利,Internet已经成为人们生活中不可缺少的一部分。如果说移动电话解放了空间对人们的限制,那么IPTV恰恰解放了时间对人们的限制。通过IPTV,使“大家的电视”变成了“我的电视”,把“你播我看”的方式变成了“我选我看”的方式。简单地说,IPTV是一种利用宽带网络为用户提供交互式多媒体服务的业务,其主要特点在于交互性和实时性,通过IPTV业务,用户可以得到高质量的数字媒体服务,可以自由地选择宽带IP网的视频节目,还可以非常容易地将电视服务和互联网浏览、电子邮件收发以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起。这是一个颠覆性的技术,将给电信市场带来革命性的变化,它的宽带服务模式将形成一个极具前景的产业。可以说,IPTV将成为在宽带发展的杀手级应用,是最具潜力的增值业务之一。

    从全球范围来看,截至2004年9月,全球已有50多家电信运营商推出IPTV业务。直至2004年底,全球的IPTV用户已经超过700万。

    世界著名市场分析机构Strategy Analytics对IPTV市场总体收入和用户数进行了预测,预计2006年IPTV全球业务收入将达到80亿美元,用户数将达到800万以上。Strategy Analytics对全球IPTV业务的预测结果表明,用户数从2004年持续增长,预计市场大规模启动将在2006年,2008年将达到2000万以上。

    在全球范围内将IPTV业务看作是IP网络上具有很好的前途的一种业务的情况下,我国在IPTV业务的试验也开始起步。中国两家最大的商业IP网络运营者中国电信和中国网络通信公司也在不同的地点进行IPTV的试验或试运行。

    IPTV业务的发展得益于信息处理技术和内容分发技术的发展。主要包括视频图像编码技术、流化技术(包括MPEG-4/H.264编码技术,MPEG-7、MPEG-21)、DRM(数字版权管理)技术、数据存储及访问技术等等……

    下面我们主要针对IPTV系统中核心的数据存储及数据访问方面的应用进行分析与比较,力图为广大用户的IPTV系统建设起到积极地参考作用。

IPTV系统应用特性分析

    IPTV系统通常为用户提供两类使用方式:

    1. 直播:将各类视频信号转换为流模式,用户可实现类似于电视的收视方式;

    2. 点播:将直播信号以流媒体文件的方式存储在磁盘设备上,用户可选择自己感兴趣的节目进行播放;

    在前文中已经提到过,对最终用户而言,IPTV的最大优势就在于可以通过点播的方式访问自己感兴趣的节目。而点播方式无疑是实现这一重要功能的必然结果,因此,在IPTV系统中如何使最终用户得到良好的点播效果,尤其是大量用户同时访问时的点播效果,则是IPTV系统的重中之重。

1.1 传统IPTV点播系统的技术局限性

    传统的视频点播系统,由于受限于当时的IT技术以及出于对成本的考虑,大多采用多个服务器 + SCSI存储设备或者多个服务器 + 服务器内部硬盘的方式构成,其基本结构如下图所示:

传统IPTV点播系统基本结构图

传统IPTV点播系统基本结构图

点击此处查看全部新闻图片

    随着各地宽带用户数量的不断增长,这类点播系统结构上的不足,已严重影响与制约了点播业务自身地发展。 其缺陷主要表现在如下几个方面。

    1. 点播系统最大并发访问用户数量,尤其是对热点数据的并发访问受到极大限制

    当IPTV系统推出当前热门数据后,必然会产大量的用户集中访问。假设一台点播服务器能够支持的并发访问用户数为N,一旦用户数超过上限,该服务器上所有用户的视频点播质量都会受到影响 – 出现频繁的缓冲、用户无法得到流畅的播放效果。也就是说,即便是系统总体能承载点播服务器个数 x N的理论并发量,但实际上承载能力仅为一台服务器所能承受的最大限度N,因为在传统的点播系统中,特定数据只能由一台服务器提供对外的点播服务。

    2. 无数据冗余能力

    传统的点播系统,采用DAS结构的数据存储系统,各个服务器所管理的数据相互独立,一旦出现某台服务器故障,导致的必然结果就是该服务器所有的文件全部无法访问甚至损坏,无论是业务恢复还是重建片源库,都会造成服务的长时间中断。

    3. 数据管理性差

    由于每个服务器及相关的存储设备各自为政,彼此之间的数据、存储空间无法实现灵活的调配、管理,使得存储空间无法得到充分的利用。同时,也加大的系统的后期维护量 -- 系统规模越大,管理性越低、管理难度越大。

    4. 无法实现各服务器之间真正的负载均衡

    由于每台服务器上的数据各自独立,无法通过负载均衡类软件对系统负载进行自动的分配。为解决负载问题,需要网络管理员手工修改WEB服务器与流媒体文件的对应关系,在大规模的点播系统中,媒体文件数量数以千计,实际执行起来,工作量巨大,而且对系统负载的所谓平衡具有很大的随意性与不确定性,无法实现真正意义上的负载均匀分布。

1.2 用户需要什么样的IPTV点播系统?

    大型的IPTV点播系统,究竟需要提供一些什么样的功能特性呢?通过我们与大量用户的交流与研讨,我们发现,用户所关心的焦点问题集中在如下几个方面:

    1.足够的数据访问稳定性
    2.点播服务器群的负载均衡
    3.高扩展性
    4.易于管理
    5.系统性价比

    为了实现大规模点播应用,必须从系统结构上对点播系统进行改进,以满足上述的多种功能需求。

    目前,在大规模的点播应用系统中,主要存在着两类解决方案:

    1. 分布式点播系统

    2. 共享式点播系统

    绝大多数分布式点播方案中,都采用了流媒体服务软件提供的数据分发机制为核心的系统;以ImageSAN共享文件系统为核心的解决方案,则是共享式点播系统的典型代表。

    分布式方案已经在点播系统中已经拥有悠久的历史--2000年2月份RealNetworker公司发布的RealServer7.0版就已经提供了数据分发机制。

    而共享式点播系统的出现,则是得益于SAN网络存储局域网这种存储结构的普及,通过SAN的高速以及多通道特性,结合ImageSAN软件系统提供的完善的数据共享机制,为大规模的点播应用提供了全新的系统解决方案框架。

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