IPTV媒體交付系統(tǒng)技術(shù)要求——中國電信

1、iptv媒體交付系統(tǒng)技術(shù)要求中國電信廣州研究院目 錄1 媒體交付系統(tǒng)在iptv系統(tǒng)中的位置32 iptv業(yè)務(wù)能力需求33 媒體交付系統(tǒng)功能架構(gòu)43.1 功能架構(gòu)43.2 功能模塊描述53.3 參考點(diǎn)74 媒體交付系統(tǒng)體系架構(gòu)84.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)84.2 功能部署及系統(tǒng)接口94.3 系統(tǒng)描述144.4參考點(diǎn)155網(wǎng)絡(luò)側(cè)功能流程165.1 媒體發(fā)布流程165.1.1 cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)的媒體發(fā)布流程185.1.2 cdn節(jié)點(diǎn)間的媒體發(fā)布流程185.2 媒體查找流程195.2.1 cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)的媒體查找流程195.2.1 cdn節(jié)點(diǎn)間的媒體查找流程206 客戶端業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)216.1 關(guān)鍵部件226.2節(jié)點(diǎn)

2、登錄流程236.3直播業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)236.3.1 組播方式實(shí)現(xiàn)直播業(yè)務(wù)236.3.2 應(yīng)用層組播實(shí)現(xiàn)直播業(yè)務(wù)246.3.3 p2p客戶端節(jié)點(diǎn)直播播放流程276.4點(diǎn)播業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)276.4.1 p2p點(diǎn)播拓?fù)浣?76.4.2 p2p客戶端節(jié)點(diǎn)點(diǎn)播播放流程286.5直播與點(diǎn)播共存的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)296.5.1 p2p點(diǎn)播與直播共存的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?96.5.2 p2p點(diǎn)播與直播共存的播放處理306.5.3 直播模式切入點(diǎn)播模式316.5.4 直播節(jié)點(diǎn)切換節(jié)目346.5.5 點(diǎn)播節(jié)點(diǎn)切換346.6 p2p客戶端文件下載351 媒體交付系統(tǒng)在iptv系統(tǒng)中的位置媒體交付系統(tǒng)（f）在 iptv系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)內(nèi)容從節(jié)目源

3、到客戶端的傳送，包括分發(fā)/傳送、存儲(chǔ)、調(diào)度控制和流服務(wù)等功能模塊。 媒體交付系統(tǒng)及其在iptv系統(tǒng)中的位置，可參見圖1 。圖1 iptv媒體交付系統(tǒng)在iptv系統(tǒng)中的位置 2 iptv業(yè)務(wù)能力需求基于cdn架構(gòu)的iptv媒體交付系統(tǒng)要能滿足網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的需求，即cdn系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)資源、流服務(wù)計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)通信等網(wǎng)絡(luò)通信計(jì)算資源必須共享，并具備任務(wù)分布式處理的能力。分布式媒體交付系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的系統(tǒng)穩(wěn)健性和冗余能力。媒體交付系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障后，該節(jié)點(diǎn)上的媒體內(nèi)容存儲(chǔ)、計(jì)算任務(wù)和流服務(wù)任務(wù)可以被其他節(jié)點(diǎn)替代執(zhí)行。在存儲(chǔ)資源一定并滿足用戶的收視與點(diǎn)播習(xí)慣的條件下，降低網(wǎng)絡(luò)成本，提高用戶對(duì)內(nèi)容體驗(yàn)的質(zhì)

4、量?；谶@些基本的考慮，iptv媒體交付系統(tǒng)應(yīng)該滿足下列技術(shù)要求：l 系統(tǒng)必須支持分布式的組網(wǎng)l 系統(tǒng)必須支持分布式的內(nèi)容存儲(chǔ)l 系統(tǒng)必須支持分布式的流服務(wù)l 系統(tǒng)必須支持iptv點(diǎn)播，直播和時(shí)移業(yè)務(wù)l 系統(tǒng)可以支持p2p點(diǎn)播，p2p直播和p2p下載業(yè)務(wù)l 系統(tǒng)必須支持iptv單播，組播的傳輸方式l 系統(tǒng)必須支持流服務(wù)的負(fù)載均衡l 系統(tǒng)必須保證iptv業(yè)務(wù)和內(nèi)容的可靠性和安全性l 系統(tǒng)必須提供對(duì)多業(yè)務(wù)運(yùn)營商的支持l 系統(tǒng)必須具備保證iptv業(yè)務(wù)的qos和qoe的能力l 系統(tǒng)必須支持內(nèi)容的透明傳輸l 系統(tǒng)必須具備良好的可擴(kuò)展性l 系統(tǒng)必須保證良好的穩(wěn)健性和冗余性l 系統(tǒng)必須根據(jù)策略進(jìn)行業(yè)務(wù)分發(fā)l

5、 系統(tǒng)應(yīng)該支持異構(gòu)媒體交付系統(tǒng)的組網(wǎng)l 系統(tǒng)應(yīng)該提供系統(tǒng)平滑擴(kuò)容能力l 系統(tǒng)應(yīng)該支持iptv系統(tǒng)的用戶權(quán)限控制和費(fèi)用控制的流程l 系統(tǒng)應(yīng)該支持內(nèi)容分發(fā)的糾錯(cuò)能力l 系統(tǒng)應(yīng)該支持內(nèi)容儲(chǔ)存的糾錯(cuò)能力l 系統(tǒng)應(yīng)該具備對(duì)流服務(wù)進(jìn)行糾錯(cuò)和容錯(cuò)能力l 系統(tǒng)應(yīng)該支持合法內(nèi)容監(jiān)聽3 媒體交付系統(tǒng)功能架構(gòu)3.1 功能架構(gòu)基于p2pcdn結(jié)構(gòu)的iptv媒體交付系統(tǒng)在iptv系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)媒體從內(nèi)容源到客戶端的傳送。媒體交付系統(tǒng)主要由如下內(nèi)部功能模塊組成：內(nèi)容調(diào)度，內(nèi)容分發(fā)（內(nèi)容預(yù)處理），存儲(chǔ)控制，內(nèi)容存儲(chǔ)，流服務(wù)控制，流服務(wù)，內(nèi)容尋址模塊（如內(nèi)容發(fā)布/查找，域間發(fā)布/查找等，具體功能部署參見8.2節(jié)），內(nèi)容管理模

6、塊等。各種內(nèi)部功能模塊間，及其與外部功能模塊或?qū)嶓w間的接口如下圖所示。門戶導(dǎo)航e業(yè)務(wù)管理c內(nèi)容運(yùn)營a客戶端g(內(nèi)容預(yù)處理)內(nèi)容分發(fā)內(nèi)容存儲(chǔ)流服務(wù)流服務(wù)控制存儲(chǔ)控制媒體交付fgdacbadebcfghefi可穿越媒體內(nèi)容控制協(xié)議 圖2 iptv系統(tǒng)的媒體交付子系統(tǒng)功能架構(gòu)基于p2pcdn結(jié)構(gòu)3.2 功能模塊描述內(nèi)容分發(fā)（內(nèi)容預(yù)處理）功能模塊完成以下功能：l 從內(nèi)容運(yùn)營商獲得媒體內(nèi)容l 對(duì)媒體內(nèi)容進(jìn)行預(yù)處理（可選）l 將媒體內(nèi)容在cdn節(jié)點(diǎn)間分發(fā)傳送l 差錯(cuò)恢復(fù)功能內(nèi)容存儲(chǔ)功能模塊完成以下功能：l 存儲(chǔ)媒體內(nèi)容l 刪除媒體內(nèi)容l 提取媒體內(nèi)容l 媒體內(nèi)容的冗余備份和恢復(fù)流服務(wù)功能模塊完成以下功能：

7、l 與機(jī)頂盒一起完成流服務(wù)功能l 對(duì)文件型音視頻內(nèi)容媒體進(jìn)行流化處理l 對(duì)流化內(nèi)容進(jìn)行緩存，以支持客戶對(duì)節(jié)目快進(jìn)、快退、暫停、播放等流服務(wù)操作l 對(duì)直播流內(nèi)容進(jìn)行cdn節(jié)點(diǎn)間中繼和向內(nèi)容存儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，以支持直播和時(shí)移操作l 支持單播和組播方式的流服務(wù)提供功能l 差錯(cuò)恢復(fù)功能內(nèi)容調(diào)度功能子模塊完成以下功能：l 從內(nèi)容運(yùn)營系統(tǒng)獲取內(nèi)容管理信息l 對(duì)內(nèi)容資源管理：如按地理分布、按時(shí)間分布的內(nèi)容存儲(chǔ)位置信息l 向業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)匯報(bào)節(jié)目內(nèi)容數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的分布狀況l 內(nèi)容分發(fā)策略的執(zhí)行，如按地理分發(fā)、按服務(wù)狀況分發(fā)，按時(shí)間分發(fā)等內(nèi)容尋址子模塊完成以下功能：l 在媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中按照p2p的方式發(fā)布/取消本地存儲(chǔ)的

8、內(nèi)容索引信息l 接收其他的es和cdn節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容索引信息的登記l 根據(jù)內(nèi)容索引信息進(jìn)行節(jié)點(diǎn)查找內(nèi)容管理子模塊完成以下功能：l p2p點(diǎn)播節(jié)點(diǎn)管理，管理用戶點(diǎn)播p2p節(jié)目的信息，記錄時(shí)間點(diǎn)信息l 內(nèi)容冗余和可用性管理存儲(chǔ)控制功能模塊完成以下功能：l 對(duì)媒體內(nèi)容的生命周期進(jìn)行管理l 根據(jù)內(nèi)容的邏輯標(biāo)識(shí)，定位到節(jié)點(diǎn)內(nèi)的內(nèi)容存儲(chǔ)位置l 對(duì)于文件內(nèi)容和流化內(nèi)容進(jìn)行存儲(chǔ)控制l 獲取存儲(chǔ)狀態(tài)信息流服務(wù)控制功能模塊完成以下功能：l 對(duì)客戶端接入的流服務(wù)進(jìn)行負(fù)載均衡選擇l 對(duì)客戶端的流服務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)相關(guān)的控制l 在發(fā)生故障或者節(jié)目未命中時(shí)，對(duì)流服務(wù)節(jié)點(diǎn)實(shí)施切換（重定向）客戶端實(shí)體具有以下功能：l 可以向iptv系

9、統(tǒng)請(qǐng)求支持p2p內(nèi)容傳輸?shù)膃s信息；l 可以向iptv系統(tǒng)請(qǐng)求支持p2p內(nèi)容傳輸?shù)腸s信息；l 可以向iptv系統(tǒng)請(qǐng)求以支持p2p內(nèi)容傳輸?shù)膒2p客戶端信息；l 可以從其他具有p2p功能的客戶端節(jié)點(diǎn)獲取p2p多媒體數(shù)據(jù)；l 可以從cs或者es獲取p2p多媒體數(shù)據(jù)；l 可以對(duì)p2p多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行組裝；l 可以p2p的方式向其他p2p客戶端傳輸多媒體數(shù)據(jù)3.3 參考點(diǎn)參考點(diǎn) a：媒體交付系統(tǒng)的內(nèi)容調(diào)度和內(nèi)容分發(fā)（內(nèi)容預(yù)處理）功能之間的接口。該接口功能包括：內(nèi)容分發(fā)策略的下達(dá)等。參考點(diǎn) b：媒體交付系統(tǒng)的內(nèi)容分發(fā)（內(nèi)容預(yù)處理）功能與內(nèi)容存儲(chǔ)功能間的媒體接口。該接口功能包括：節(jié)點(diǎn)內(nèi)分發(fā)傳送和接受媒體內(nèi)

10、容，直播時(shí)移媒體流中繼，等。參考點(diǎn) c：內(nèi)容存儲(chǔ)與流服務(wù)之間的接口。該接口功能包括：流服務(wù)所需數(shù)據(jù)的讀取等。參考點(diǎn) d：存儲(chǔ)控制與內(nèi)容存儲(chǔ)之間的控制接口。該接口功能包括：分發(fā)內(nèi)容的存儲(chǔ)控制，內(nèi)容存儲(chǔ)負(fù)載均衡等。參考點(diǎn) e: 流服務(wù)控制與流服務(wù)之間的控制接口。該接口功能包括：響應(yīng)客戶端流服務(wù)請(qǐng)求、計(jì)費(fèi)、流切換等。參考點(diǎn) f: 媒體交付系統(tǒng)的內(nèi)容調(diào)度功能與存儲(chǔ)控制功能之間的接口。該接口功能包括：獲取媒體內(nèi)容的存儲(chǔ)信息，對(duì)調(diào)度的內(nèi)容（媒體文件，直播流）進(jìn)行存儲(chǔ)管理和存儲(chǔ)控制等。參考點(diǎn) g：媒體交付系統(tǒng)的存儲(chǔ)控制與流服務(wù)控制功能之間的接口。該接口功能包括： 獲取媒體內(nèi)容的存儲(chǔ)信息，以支持流服務(wù)全局/局

11、部重定向功能。參考點(diǎn) h：媒體交付系統(tǒng)的內(nèi)容調(diào)度功能與流服務(wù)控制功能之間的接口。該接口功能包括：獲取流服務(wù)的服務(wù)信息，以支持根據(jù)服務(wù)狀況的內(nèi)容調(diào)度功能。參考點(diǎn)i：媒體交付系統(tǒng)的內(nèi)容尋址子功能模塊和客戶端之間的接口，該接口功能包括：響應(yīng)客戶端的內(nèi)容尋址請(qǐng)求。4 媒體交付系統(tǒng)體系架構(gòu)4.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)基于p2pcdn結(jié)構(gòu)的iptv媒體交付系統(tǒng)成員主要包括邊緣服務(wù)器，es管理節(jié)點(diǎn)和全局服務(wù)器，邊緣服務(wù)器實(shí)現(xiàn)iptv系統(tǒng)中的媒體存儲(chǔ)、調(diào)度、分發(fā)和流服務(wù)等功能。iptv媒體交付系統(tǒng)的體系架構(gòu)圖如圖3所示。業(yè)務(wù)管理p2pp2p門戶導(dǎo)航p2pp2pp2p媒體交付cdn節(jié)點(diǎn)cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)容運(yùn)營圖3 媒體交付系

12、統(tǒng)體系架構(gòu)圖4.2 功能部署及系統(tǒng)接口在3.1節(jié)中描述了iptv媒體交付系統(tǒng)的功能架構(gòu)，羅列了各種內(nèi)部功能模塊及其關(guān)聯(lián)性。這些功能模塊在系統(tǒng)中的具體部署情況如圖4所示。在es管理節(jié)點(diǎn)上部署了內(nèi)容調(diào)度，p2p功能（具體表現(xiàn)為域間發(fā)布/查找，es節(jié)點(diǎn)/拓?fù)涔芾恚?；在es上部署了存儲(chǔ)控制，內(nèi)容存儲(chǔ)，內(nèi)容分發(fā)（內(nèi)容預(yù)處理），流服務(wù)及控制，以及p2p功能（具體表現(xiàn)為內(nèi)容發(fā)布/查找）等。e業(yè)務(wù)管理cdn全局服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)組建操作維護(hù)全局服務(wù)控制全局內(nèi)容調(diào)度gdachj內(nèi)容運(yùn)營門戶導(dǎo)航bes管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)容調(diào)度操作維護(hù)es節(jié)點(diǎn)/拓?fù)涔芾碛蜷g發(fā)布/查找邊緣服務(wù)器內(nèi)容存儲(chǔ)/控制內(nèi)容分發(fā)/流服務(wù)及控制內(nèi)容發(fā)布/查找kes

13、管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)容調(diào)度操作維護(hù)es節(jié)點(diǎn)/拓?fù)涔芾碛蜷g發(fā)布/查找邊緣服務(wù)器內(nèi)容存儲(chǔ)/控制內(nèi)容分發(fā)/流服務(wù)及控制內(nèi)容發(fā)布/查找ile操作維護(hù)操作維護(hù)mnffop圖4 功能部署及系統(tǒng)接口圖每個(gè)cdn節(jié)點(diǎn)包含至少一個(gè)邊緣服務(wù)器es，多個(gè)邊緣服務(wù)器組成結(jié)構(gòu)化的普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)都由es管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，es管理節(jié)點(diǎn)作為一種服務(wù)器，可以單獨(dú)部署，或在邊緣服務(wù)器上配置es管理節(jié)點(diǎn)功能使其成為es管理節(jié)點(diǎn)。es管理節(jié)點(diǎn)管理所屬普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中所有邊緣服務(wù)器，es管理節(jié)點(diǎn)的功能參見8.2節(jié)。域間查詢es管理節(jié)點(diǎn)es節(jié)點(diǎn)管理域內(nèi)查詢es拓?fù)涔芾韮?nèi)容管理/調(diào)度邊緣服務(wù)器流服務(wù)內(nèi)容存儲(chǔ)/發(fā)布邊緣服務(wù)器邊緣服務(wù)器邊

14、緣服務(wù)器內(nèi)容管理/調(diào)度流服務(wù)內(nèi)容存儲(chǔ)/發(fā)布內(nèi)容管理/調(diào)度流服務(wù)內(nèi)容存儲(chǔ)/發(fā)布內(nèi)容管理/調(diào)度流服務(wù)內(nèi)容存儲(chǔ)/發(fā)布內(nèi)容分發(fā)/存儲(chǔ)/流服務(wù)圖5 es管理節(jié)點(diǎn)與邊緣服務(wù)器間關(guān)系圖cdn節(jié)點(diǎn)之間通過es管理節(jié)點(diǎn)組成的層次化的p2p超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間內(nèi)容自組織調(diào)度、流服務(wù)等功能。圖6.1所示為一種層次化p2p網(wǎng)絡(luò)，其中es管理節(jié)點(diǎn)為在es節(jié)點(diǎn)上配置es管理節(jié)點(diǎn)的功能模塊而使其成為es管理節(jié)點(diǎn)。圖6.2為另一種層次化p2p網(wǎng)絡(luò)，es管理節(jié)點(diǎn)由與es網(wǎng)絡(luò)分離的設(shè)備擔(dān)當(dāng)，可以在原有的cdn節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上增加p2p功能，成為es管理節(jié)點(diǎn)，也可以單獨(dú)部署新的設(shè)備，輔助cdn節(jié)點(diǎn)服務(wù)器完成邊緣網(wǎng)絡(luò)的管理和互通。圖

15、6.1 將某些es節(jié)點(diǎn)配置為es管理節(jié)點(diǎn)組成層次化p2pcdn網(wǎng)絡(luò)圖6.2 采用單獨(dú)部署的es管理節(jié)點(diǎn)組成層次化p2pcdn網(wǎng)絡(luò)4.3 系統(tǒng)描述基于p2pcdn結(jié)構(gòu)的媒體交付子系統(tǒng)采用p2p技術(shù)對(duì)cdn網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，結(jié)合對(duì)等網(wǎng)絡(luò)與cdn網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，加強(qiáng)系統(tǒng)的自組織能力，提高es的協(xié)作能力。在p2pcdn結(jié)構(gòu)中，cdn節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)以上處于網(wǎng)絡(luò)邊緣的支持p2p技術(shù)的邊緣服務(wù)器，邊緣服務(wù)器可屬于不同的物理網(wǎng)絡(luò)管理域，屬于同一物理網(wǎng)絡(luò)管理域內(nèi)的邊緣服務(wù)器之間通過p2p方式自組織成結(jié)構(gòu)化的疊加網(wǎng)；不同物理網(wǎng)絡(luò)的p2p疊加網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成p2p疊加網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；cdn全局服務(wù)器向每個(gè)邊緣服務(wù)器分發(fā)內(nèi)容；在cdn節(jié)

16、點(diǎn)內(nèi)的邊緣服務(wù)器不需借助cdn節(jié)點(diǎn)服務(wù)器就可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)容自組織存儲(chǔ)、調(diào)度、媒體分發(fā)，流服務(wù)等功能?；趐2pcdn結(jié)構(gòu)的媒體交付子系統(tǒng)成員主要包括cdn全局服務(wù)器，es管理節(jié)點(diǎn)和邊緣服務(wù)器，它們應(yīng)具有如下角色/作用：（1） cdn全局服務(wù)器具有資源監(jiān)控與管理、內(nèi)容分發(fā)與控制的功能，并能夠保存設(shè)備信息、服務(wù)狀態(tài)和cdn網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)等。（2） es管理服務(wù)器兼有原cdn節(jié)點(diǎn)服務(wù)器功能和p2p功能。es管理節(jié)點(diǎn)與邊緣服務(wù)器直接交互，將邊緣服務(wù)器的狀態(tài)實(shí)時(shí)地上報(bào)給cdn 全局服務(wù)器； es管理節(jié)點(diǎn)包括內(nèi)容分發(fā)/調(diào)度、負(fù)載均衡、內(nèi)容存儲(chǔ)/控制、cdn節(jié)點(diǎn)操作維護(hù)、流服務(wù)/控制以及p2p內(nèi)容發(fā)布/查找等功能

17、。es管理節(jié)點(diǎn)具有路由處理模塊及與之相連的存儲(chǔ)模塊。存儲(chǔ)模塊保存歸屬于該es管理節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)化p2p網(wǎng)絡(luò)中所有邊緣服務(wù)器es的性能信息，存儲(chǔ)所有es節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)nodeid，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)信息等基本信息。路由處理模塊根據(jù)存儲(chǔ)模塊保存的節(jié)點(diǎn)nodeid和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，將該p2p網(wǎng)絡(luò)查詢資源鍵值的節(jié)點(diǎn)路由到保存該資源鍵值的節(jié)點(diǎn)。（3） 邊緣服務(wù)器實(shí)現(xiàn)內(nèi)容自組織存儲(chǔ)、調(diào)度、p2p內(nèi)容發(fā)布/查找，及流服務(wù)等功能。根據(jù)由cdn全局服務(wù)器分發(fā)的內(nèi)容，普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)選擇特定的邊緣服務(wù)器以存儲(chǔ)內(nèi)容；存儲(chǔ)內(nèi)容的邊緣服務(wù)器在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布所存儲(chǔ)的內(nèi)容；根據(jù)用戶請(qǐng)求，收到用戶請(qǐng)求的邊緣服務(wù)器在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中選

18、擇最優(yōu)的邊緣服務(wù)器向用戶提供內(nèi)容。4.4參考點(diǎn)參考點(diǎn) a：iptv業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與媒體交付系統(tǒng)內(nèi)容調(diào)度功能模塊之間的控制接口。該接口功能包括：管理配置、資源上報(bào)、業(yè)務(wù)管理，等。參考點(diǎn) b：iptv內(nèi)容運(yùn)營系統(tǒng)與媒體交付系統(tǒng)邊緣服務(wù)器的內(nèi)容存儲(chǔ)/控制功能模塊之間的媒體接口。該接口功能包括：將外部媒體內(nèi)容文件或媒體流存儲(chǔ)入邊緣服務(wù)器，等 參考點(diǎn) c：iptv內(nèi)容運(yùn)營系統(tǒng)與媒體交付系統(tǒng)全局服務(wù)器的內(nèi)容調(diào)度功能模塊之間的控制接口。該接口功能包括：通知媒體交付系統(tǒng)將外部內(nèi)容文件注入媒體交付系統(tǒng)的媒體庫和內(nèi)容發(fā)布結(jié)果返回，等參考點(diǎn) d：iptv業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與媒體交付系統(tǒng)全局服務(wù)控制功能模塊之間的控制接口。該

19、接口功能包括：服務(wù)狀態(tài)上報(bào)，業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)控制，頻道管理，播放列表下放等。參考點(diǎn) e：客戶端與媒體交付系統(tǒng)內(nèi)容分發(fā)/流服務(wù)控制功能模塊之間的控制接口。該接口功能為實(shí)現(xiàn)流服務(wù)控制功能，等。參考點(diǎn) f：客戶端與媒體交付系統(tǒng)內(nèi)容分發(fā)/流服務(wù)控制功能模塊之間的媒體接口。該接口功能主要是實(shí)現(xiàn)內(nèi)容按片或按流向客戶分發(fā)，等。參考點(diǎn) g：門戶導(dǎo)航系統(tǒng)與媒體交付系統(tǒng)流服務(wù)控制功能模塊之間的控制接口。該接口功能主要是內(nèi)容url請(qǐng)求，頻道url請(qǐng)求，全局內(nèi)容服務(wù)狀態(tài)，等。參考點(diǎn)h：cdn全局服務(wù)器與es管理節(jié)點(diǎn)之間的操作維護(hù)功能模塊的控制接口。該接口功能包括：資源信息查詢報(bào)告、設(shè)備配置管理等。參考點(diǎn)i：cdn節(jié)點(diǎn)間的控制

20、接口。該接口功能包括：cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)的媒體內(nèi)容發(fā)布和查找，等。參考點(diǎn)j：es管理節(jié)點(diǎn)內(nèi)容調(diào)度功能模塊與內(nèi)容運(yùn)營功能模塊間的控制接口。該接口功能包括：通知內(nèi)容運(yùn)營模塊將媒體以一定的規(guī)則注入到邊緣服務(wù)器，并返回內(nèi)容發(fā)布的結(jié)果，等。參考點(diǎn)k：es管理節(jié)點(diǎn)域間發(fā)布/查找功能模塊間的控制接口。該接口功能包括：cdn節(jié)點(diǎn)間的內(nèi)容查找功能，查找結(jié)果返回，等。參考點(diǎn)l：es管理節(jié)點(diǎn)的es節(jié)點(diǎn)/拓?fù)涔芾砉δ苣K與邊緣服務(wù)器操作維護(hù)功能模塊間的控制接口。該接口功能包括：邊緣服務(wù)器狀態(tài)上報(bào)，邊緣服務(wù)器p2p網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑸蠄?bào)，等。參考點(diǎn)m：es管理節(jié)點(diǎn)域間發(fā)布/查找功能模塊與邊緣服務(wù)器內(nèi)容發(fā)布/查找功能模塊間的控制接口

21、。該接口功能包括：es管理節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)域間查找請(qǐng)求，邊緣服務(wù)器返回域間查找結(jié)果，等。參考點(diǎn)n：es管理節(jié)點(diǎn)和邊緣服務(wù)器的操作維護(hù)功能模塊間的控制接口。該接口功能包括：設(shè)備配置管理，資源信息報(bào)告，等。參考點(diǎn)o：內(nèi)容運(yùn)營功能模塊與邊緣服務(wù)器的內(nèi)容分發(fā)/流媒體及控制功能模塊間的媒體接口。該接口功能包括：外部媒體內(nèi)容文件或媒體流進(jìn)入媒體交付系統(tǒng)，等。參考點(diǎn)p：邊緣服務(wù)器內(nèi)容分發(fā)/流服務(wù)及控制功能模塊間的媒體接口。該接口功能包括：es之間的內(nèi)容分發(fā)，等。5 網(wǎng)絡(luò)側(cè)功能流程5.1 媒體發(fā)布流程cmsmmcs內(nèi)容源es通知mm發(fā)布p2p多媒體服務(wù)返回響應(yīng)將狀態(tài)設(shè)為待發(fā)布通知cs進(jìn)行p2p多媒體內(nèi)容發(fā)布（含內(nèi)容源

22、描述）rrs獲取多媒體數(shù)據(jù)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行切片處理返回響應(yīng)通知rrs，多媒體服務(wù)已發(fā)布到cs上根據(jù)內(nèi)容發(fā)布策略通知es進(jìn)行內(nèi)容發(fā)布cs上采用p2p的方式向cs或es獲取切片多媒體數(shù)據(jù)返回響應(yīng)通知rrs更新p2p拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)rrs更新p2p拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回響應(yīng)返回發(fā)布后的多媒體服務(wù)訪問信息將狀態(tài)設(shè)為已發(fā)布rrs建立多媒體服務(wù)，建立p2p拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖7 p2p多媒體內(nèi)容發(fā)布流程注：es采用p2p的方式從其他es或者cs獲取需要的切片數(shù)據(jù)，這一流程也存在于cdn系統(tǒng)根據(jù)用戶請(qǐng)求動(dòng)態(tài)調(diào)度時(shí)，并且提供多媒體切片數(shù)據(jù)的es不一定和請(qǐng)求數(shù)據(jù)的es在同一個(gè)域中。p2p多媒體服務(wù)的發(fā)布過程是首先在cs將多媒體數(shù)據(jù)

23、進(jìn)行統(tǒng)一切片（保證多媒體節(jié)目內(nèi)容不管是直播還是點(diǎn)播服務(wù)中都具有相同的分塊編碼方式）然后根據(jù)運(yùn)營策略發(fā)布到邊緣服務(wù)器的過程。媒體分片原則是直接影響iptv用戶體驗(yàn)的一個(gè)重要因素，因?yàn)樗鼤?huì)影響到媒體切換時(shí)的速度。為提高媒體切換速度，cs對(duì)媒體內(nèi)容進(jìn)行分片時(shí)，可將媒體編碼的基礎(chǔ)幀設(shè)置于分片的預(yù)定位置，使客戶端可以快速找到基礎(chǔ)幀，在最短的時(shí)間內(nèi)開始媒體解碼。具有p2p功能的客戶端將與cdn系統(tǒng)進(jìn)行交互來構(gòu)建p2p的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，從而使用p2p多媒體服務(wù)。此過程在下面的章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。es存儲(chǔ)了一定內(nèi)容后，需要把本地存儲(chǔ)的內(nèi)容索引采用p2p方式在疊加網(wǎng)中發(fā)布到合適的es節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)。為提高p2p網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)

24、質(zhì)量，可以在p2p消息中攜帶優(yōu)先級(jí)信息。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收到帶有優(yōu)先級(jí)信息的p2p消息，從中獲取優(yōu)先級(jí)信息，根據(jù)優(yōu)先級(jí)信息對(duì)不同的p2p消息進(jìn)行差分處理。此時(shí)的媒體發(fā)布流程分為兩種情況：cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)和cdn節(jié)點(diǎn)間的媒體發(fā)布流程5.1.1 cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)的媒體發(fā)布流程 邊緣服務(wù)器（es）es3es2es112圖8 cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)內(nèi)容發(fā)布流程在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，存儲(chǔ)內(nèi)容的邊緣服務(wù)器首先計(jì)算內(nèi)容索引，再通過p2p算法，從本地開始經(jīng)過有限的跳數(shù)（hops），將內(nèi)容索引/邊緣服務(wù)器信息（key/value對(duì)）發(fā)布到與內(nèi)容對(duì)應(yīng)的邊緣服務(wù)器上。es1發(fā)布某一內(nèi)容，此內(nèi)容索引的目的地址是es3。首先，es1判斷自己是否與

25、該內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)，不對(duì)應(yīng)，則es1查找自己保存的邊緣服務(wù)器信息，判斷es2可能對(duì)應(yīng)此內(nèi)容索引，es1請(qǐng)求es2進(jìn)行內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)判斷；es2執(zhí)行與es1一致的操作后發(fā)現(xiàn)與內(nèi)容索引不對(duì)應(yīng)，請(qǐng)求es3；es3執(zhí)行內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)判斷后，發(fā)現(xiàn)自己與該內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)，保存此內(nèi)容索引。5.1.2 cdn節(jié)點(diǎn)間的媒體發(fā)布流程 cdn節(jié)點(diǎn)2cdn節(jié)點(diǎn)1邊緣服務(wù)器（es）45es6邊緣服務(wù)器（es）es3es2es1123es46圖9 超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容發(fā)布流程存儲(chǔ)內(nèi)容的邊緣服務(wù)器首先在其所屬的普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布所存儲(chǔ)的內(nèi)容，再通過p2p算法，在超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中查找與該內(nèi)容對(duì)應(yīng)的超級(jí)節(jié)點(diǎn)（即es管理節(jié)點(diǎn)），此超級(jí)節(jié)點(diǎn)在其普

26、通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布該內(nèi)容。es1發(fā)布某一內(nèi)容，此內(nèi)容索引的目的地址是es3，以及cdn節(jié)點(diǎn)2的es6上。首先es1在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布該內(nèi)容（過程同9.1.1），發(fā)布結(jié)束后通知cdn節(jié)點(diǎn)1的es管理節(jié)點(diǎn)es3；es3查找自己保存的超級(jí)節(jié)點(diǎn)信息，判斷cdn節(jié)點(diǎn)2可能對(duì)應(yīng)此內(nèi)容索引，es3請(qǐng)求es4（cdn節(jié)點(diǎn)2的es管理節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)判斷；es4執(zhí)行內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)判斷后，發(fā)現(xiàn)自己與該內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)，在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布該內(nèi)容（過程同9.1.1），內(nèi)容索引最終被存儲(chǔ)在es6上。5.2 媒體查找流程5.2.1 cdn節(jié)點(diǎn)內(nèi)的媒體查找流程邊緣服務(wù)器（es）1234用戶es4es3es5圖10 普通節(jié)

27、點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容查找流程在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)邊緣服務(wù)器保存一部分內(nèi)容索引/邊緣服務(wù)器信息（key/value對(duì)），通過p2p算法，接收到用戶請(qǐng)求的邊緣服務(wù)器從本地開始經(jīng)過有限的跳數(shù)（hops）找到內(nèi)容索引，從而找到存儲(chǔ)內(nèi)容的邊緣服務(wù)器。用戶請(qǐng)求某一內(nèi)容，此內(nèi)容索引保存在es3上。首先，用戶請(qǐng)求es4，es4查找自己保存的內(nèi)容索引，沒有找到該內(nèi)容索引，然后es4查找自己保存的邊緣服務(wù)器信息，判斷es5可能保存此內(nèi)容索引，es4請(qǐng)求es5進(jìn)行內(nèi)容索引查找；es5執(zhí)行與es4一致的操作后發(fā)現(xiàn)找不到內(nèi)容索引，請(qǐng)求es3；es3執(zhí)行內(nèi)容索引查找后，確定自己保存此內(nèi)容索引，給用戶返回此內(nèi)容索引對(duì)應(yīng)的邊緣服務(wù)器

28、信息。5.2.1 cdn節(jié)點(diǎn)間的媒體查找流程cdn節(jié)點(diǎn)2cdn節(jié)點(diǎn)3邊緣服務(wù)器（es）1237用戶邊緣服務(wù)器（es）456es7es9es8es6es4圖11 超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容查找流程查找內(nèi)容的邊緣服務(wù)器首先在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中查找內(nèi)容索引，如果找不到，再通過p2p算法，在超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中查找與該內(nèi)容對(duì)應(yīng)的超級(jí)節(jié)點(diǎn)，此超級(jí)節(jié)點(diǎn)在其普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中選擇最優(yōu)的邊緣服務(wù)器向用戶提供流服務(wù)。用戶請(qǐng)求某一內(nèi)容，此內(nèi)容索引保存在cdn節(jié)點(diǎn)2的es6上。首先，用戶請(qǐng)求es7，es7在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中查找該內(nèi)容（過程同9.2.1），沒有找到內(nèi)容索引通知es9（cdn節(jié)點(diǎn)3的es管理節(jié)點(diǎn)）；es9查找自己保存的超級(jí)節(jié)點(diǎn)信

29、息，判斷es4（cdn節(jié)點(diǎn)2 的es管理節(jié)點(diǎn)）可能保存此內(nèi)容索引，es9請(qǐng)求es4進(jìn)行內(nèi)容索引查找；es4執(zhí)行內(nèi)容索引查找后，確定自己保存此內(nèi)容索引，在普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中查找該內(nèi)容（過程同9.2.1）。6 客戶端業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)6.1 關(guān)鍵部件1 es服務(wù)器內(nèi)容管理，用于管理本地存放p2p多媒體數(shù)據(jù)；內(nèi)容通信，用于請(qǐng)求或接收本地需要的內(nèi)容，并處理其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的請(qǐng)求；sn管理，從進(jìn)入es的節(jié)點(diǎn)中選擇、注銷sn。簇管理器的主要作用是針對(duì)整個(gè)es登陸的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行sn的選擇和劃分簇管理器：從進(jìn)入該es的節(jié)點(diǎn)中選擇、注銷sn。簇管理器的主要作用是針對(duì)整個(gè)es登陸的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行sn的選擇和劃分。維護(hù)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，選擇引導(dǎo)節(jié)

30、點(diǎn)及獲取該引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，并根據(jù)狀態(tài)信息更新本地引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)列表。2 點(diǎn)播超級(jí)節(jié)點(diǎn)snsn是由es從眾多普通節(jié)點(diǎn)中選擇的性能良好節(jié)點(diǎn)，為了獲得可靠的服務(wù)sn節(jié)點(diǎn)可以位于es上，sn具有以下功能：聚簇管理，管理緩存同一內(nèi)容的普通用戶節(jié)點(diǎn)的聚簇，可以提供其管理區(qū)域內(nèi)，每一個(gè)內(nèi)容的每一個(gè)塊的節(jié)點(diǎn)分布情況，并記錄內(nèi)容塊變化時(shí)的更新情況；存儲(chǔ)處理，該內(nèi)容的內(nèi)容分塊信息和地址信息的記錄；狀態(tài)信息維護(hù)，記錄當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所處的狀態(tài)；節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)，作為引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)輔助es完成普通節(jié)點(diǎn)的加入/退出普通節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)等操作。3 p2p客戶端節(jié)點(diǎn)可以登錄網(wǎng)絡(luò)；可以選擇具體的多媒體業(yè)務(wù)比如直播業(yè)務(wù)或點(diǎn)播業(yè)務(wù)或內(nèi)容下載業(yè)務(wù)；獲取使用選擇的

31、p2p多媒體服務(wù)所需要的網(wǎng)絡(luò)信息；可以判斷是否緩存多媒體數(shù)據(jù)；6.2節(jié)點(diǎn)登錄流程p2p客戶端接入系統(tǒng)首先要在rrs上面進(jìn)行登記，如果是第一次登錄系統(tǒng)，p2p客戶端的磁盤緩沖為空，不需要向rrs匯報(bào)緩沖的信息，只登錄。否則的話rrs返回磁盤所緩存內(nèi)容對(duì)應(yīng)的vod_es信息，進(jìn)而獲得對(duì)應(yīng)的sn，向sn登記p2p客戶端緩存的內(nèi)容塊信息。具體流程如下圖所示：p2p clientrrsvod_essns啟動(dòng)p2p client登陸匯報(bào)返回相關(guān)vod_es請(qǐng)求sn返回sn登記文件快信息修改注冊(cè)登記的信息返回登記結(jié)果圖12 節(jié)點(diǎn)登陸交互圖6.3直播業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)目前實(shí)現(xiàn)直播業(yè)務(wù)有多種方式，常見的有組播方式，應(yīng)用層

32、組播方式，以及單播方式。由于直播業(yè)務(wù)是非常耗費(fèi)帶寬，并且對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，所以單播方式的直播業(yè)務(wù)已逐漸被前兩者取代。6.3.1 組播方式實(shí)現(xiàn)直播業(yè)務(wù)采用組播方式實(shí)現(xiàn)直播業(yè)務(wù)分發(fā)流程可以分為靜態(tài)組播分發(fā)和動(dòng)態(tài)組播分發(fā)兩種。1）靜態(tài)組播分發(fā)中，直播源按照靜態(tài)配置的組播樹路徑送抵邊緣服務(wù)器。2）動(dòng)態(tài)組播分發(fā)，通過啟用動(dòng)態(tài)組播路由協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中建立組播源到邊緣服務(wù)器的組播樹，然后根據(jù)組播樹進(jìn)行動(dòng)態(tài)推送。系統(tǒng)提供組播式的直播服務(wù)需要實(shí)現(xiàn)如下基本功能：1）邊緣服務(wù)器及es管理節(jié)點(diǎn)可以接收單播或者組播源的碼流，按照配置，可以向客戶端提供單播或者組播服務(wù)。其中組播包括動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種方式，要求邊緣服務(wù)器和es管

33、理節(jié)點(diǎn)能夠支持動(dòng)態(tài)組播路由協(xié)議。2）邊緣服務(wù)器應(yīng)該具有從上級(jí)節(jié)點(diǎn)中繼直播頻道的功能。3）直播流經(jīng)過的邊緣服務(wù)器和es管理節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崟r(shí)存儲(chǔ)內(nèi)容，并根據(jù)緩存大小及時(shí)老化和更新內(nèi)容，所存儲(chǔ)的內(nèi)容應(yīng)該能夠滿足用戶的時(shí)移業(yè)務(wù)請(qǐng)求。4）為提高組播可靠性，系統(tǒng)中每個(gè)es及es管理節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持重傳窗口協(xié)議，具有接收功能和更新功能，前者接收上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送的重傳窗口通知消息，后者更新重傳窗口通知消息，并將更新后的重傳窗口通知消息發(fā)送給下游節(jié)點(diǎn)。4）系統(tǒng)應(yīng)考慮性能問題，當(dāng)某一頻道的直播用戶和時(shí)移用戶很多時(shí)，必須做到頻道直播碼流（包含單播碼流和組播碼流）和時(shí)移存儲(chǔ)碼流盡量在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部完成共享。6.3.2 應(yīng)用層組播實(shí)現(xiàn)直播

34、業(yè)務(wù)由于現(xiàn)網(wǎng)中組播部署尚不完善，所以有不少采用應(yīng)用層組播方式實(shí)現(xiàn)直播業(yè)務(wù)的實(shí)例。應(yīng)用層組播可以充分利用每一個(gè)參與到直播業(yè)務(wù)中的客戶端的空閑能力和緩存的內(nèi)容為其他客戶端服務(wù)，降低系統(tǒng)對(duì)內(nèi)容源的要求，降低運(yùn)營商成本，緩解網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的壓力。應(yīng)用層組播的重點(diǎn)在于多樹拓?fù)涞慕?，合理的多樹拓?fù)淇梢杂行Ъ俺浞掷每蛻舳四芰Γ档椭辈r(shí)延，提高業(yè)務(wù)質(zhì)量，并且不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體帶寬產(chǎn)生太大沖擊。構(gòu)建多樹拓?fù)湟呀?jīng)有很多研究，可以從穩(wěn)定性的角度出發(fā)構(gòu)建多樹。此時(shí)es需要構(gòu)建若干個(gè)子樹，每一個(gè)子樹用于傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)子流；每一個(gè)子樹包含一個(gè)或多個(gè)樹干，每一個(gè)樹干節(jié)點(diǎn)僅有一個(gè)樹干子節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)樹干節(jié)點(diǎn)連接一個(gè)或多個(gè)葉節(jié)點(diǎn)；樹干

35、節(jié)點(diǎn)和葉節(jié)均為客戶端節(jié)點(diǎn)；一個(gè)客戶端節(jié)點(diǎn)只能作為一個(gè)樹干的樹干節(jié)點(diǎn)，可以作為多個(gè)不同子樹的葉節(jié)點(diǎn)。配合相應(yīng)的媒體編碼方式，可以保證某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)觀看節(jié)目。也可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)能力構(gòu)建多樹拓?fù)洹＞哂胁煌芰Γㄈ缟蟼鲙捄驮诰€長度，以及終端穩(wěn)定性等）的終端節(jié)點(diǎn)在多樹中的位置直接影響了多樹的性能，應(yīng)該盡量部署在多樹的高處，即更接近根節(jié)點(diǎn)的位置。業(yè)界通常采用的方式是，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的上行帶寬信息確定節(jié)點(diǎn)的角色（根節(jié)點(diǎn)或者葉子節(jié)點(diǎn)），并根據(jù)子樹上行帶寬相等或相近的原則確定節(jié)點(diǎn)所歸屬的子樹。最后根據(jù)節(jié)點(diǎn)的上行帶寬信息確定其在所歸屬的子樹中的位置。下圖所示為根據(jù)穩(wěn)定性構(gòu)建多樹的示例。圖13 p2p直播

36、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D在直播原始視頻流分發(fā)到es上之后，原始視頻流被編碼成多個(gè)獨(dú)立的子流（s1，s2，s3）。傳輸s1子流的拓?fù)錁渚头Q為子樹s1。一個(gè)節(jié)點(diǎn)要想收看直播，需要加入多個(gè)子樹獲取不同的子流，然后解碼復(fù)原成原始視頻流才能觀看。但是在為其他節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)時(shí)，規(guī)定節(jié)點(diǎn)只能提供一個(gè)子流。如圖中的節(jié)點(diǎn)4，它加入子樹s1作為樹干節(jié)點(diǎn)存在轉(zhuǎn)發(fā)子流s1，而在其他所有的子樹中它作為葉節(jié)點(diǎn)存在，不轉(zhuǎn)發(fā)其他的子流。而且一棵子樹中的每個(gè)樹干節(jié)點(diǎn)只有唯一一個(gè)樹干子節(jié)點(diǎn)，其他都是葉節(jié)點(diǎn)。如圖中的節(jié)點(diǎn)4，只有子節(jié)點(diǎn)7是樹干節(jié)點(diǎn)分發(fā)子流s1，其他子節(jié)點(diǎn)5、6都是葉節(jié)點(diǎn)接收子流s1但是不轉(zhuǎn)發(fā)。這樣設(shè)計(jì)的原因是由于p2p節(jié)點(diǎn)的上傳帶

37、寬有限，比如現(xiàn)在adsl寬帶技術(shù)，普遍的應(yīng)用是只提供512kbps的上傳帶寬，因此要想提供高帶寬的流媒體直播服務(wù)，完全依賴用戶節(jié)點(diǎn)的上傳能力是做不到的。因此節(jié)點(diǎn)收看直播時(shí)，加入p2p網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)子樹獲取一個(gè)或多個(gè)子流，不夠的子流從es_live服務(wù)器獲取。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建流程a. 首先節(jié)點(diǎn)n1登錄網(wǎng)絡(luò)；b. 節(jié)點(diǎn)n1和rss通訊，指定要加入的頻道、自己的ip、port。c. rrs-p根據(jù)n1的ip地址選擇一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)距離較近（通常是和它在同一個(gè)自治域的es-p）且有空閑資源（帶寬和cpu負(fù)荷）的es-p。如果是公網(wǎng)節(jié)點(diǎn)要指定n1分發(fā)哪個(gè)子流。如果指定n1分發(fā)子流s1（也就是指定n1加入子樹s1

38、作為樹干節(jié)點(diǎn)），那么rrs要返回與請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)位于相同自治域的子樹s1的樹干底層節(jié)點(diǎn)信息。為了控制傳輸延遲，樹干的層次不能太大，因此一棵子樹會(huì)有多個(gè)樹干，因此也會(huì)有多個(gè)樹干底層節(jié)點(diǎn)。對(duì)其他的子樹，由于n1不用分發(fā)這些子樹所屬的子流，因此rrs可以任選一些與請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)位于相同自治域的空閑節(jié)點(diǎn)?？臻e是指樹干節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的葉節(jié)點(diǎn)數(shù)量不到規(guī)定的數(shù)量。rrs將上面的這些信息返回給n1。d. n1嘗試加入s1獲取樹干子流。n1和rrs-p返回信息中的一個(gè)或多個(gè)子樹s1樹干底層節(jié)點(diǎn)建立連接，然后逐一向這些請(qǐng)求備選節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求作為樹干節(jié)點(diǎn)加入。如果被請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)沒有樹干子節(jié)點(diǎn)，則接受n1的加入請(qǐng)求。n1斷開其他嘗試連接并向r

39、rs-p報(bào)告自己的連接關(guān)系。如果被請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)已經(jīng)有樹干子節(jié)點(diǎn)了，則返回該節(jié)點(diǎn)信息給n1，n1連接該節(jié)點(diǎn)作為請(qǐng)求的被選節(jié)點(diǎn)。重復(fù)以上過程直到某個(gè)節(jié)點(diǎn)接受它的請(qǐng)求。如果rrs開始就沒有返回s1的底層節(jié)點(diǎn)信息或節(jié)點(diǎn)實(shí)效連接建立失敗導(dǎo)致沒有一個(gè)節(jié)點(diǎn)能接受它，那么n1直接向rrs返回的es-p請(qǐng)求子流s1。n1加入子樹s1后，要預(yù)留一部分帶寬以便接受樹干子節(jié)點(diǎn)的加入請(qǐng)求。e. n1嘗試加入其他子樹獲取葉子子流。和rrs返回信息中的其他子樹的節(jié)點(diǎn)建立連接，請(qǐng)求作為葉節(jié)點(diǎn)加入。如果被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)空閑則接受n1作為它的葉節(jié)點(diǎn)，否則拒絕。如果嘗試一定次數(shù)還找不到能夠接受n1的節(jié)點(diǎn)，n1直接向es請(qǐng)求子流。6.3.3

40、 p2p客戶端節(jié)點(diǎn)直播播放流程p2p clientrrses其他p2p客戶端請(qǐng)求加入直播頻道返回es和其他客戶端信息連接其他客戶端獲得多媒體數(shù)據(jù)連接es進(jìn)行快速緩沖播放內(nèi)容定期上報(bào)狀態(tài)信息圖14 p2p客戶端直播流程p2p直播播放時(shí)連接其他客戶端獲得多媒體數(shù)據(jù)和連接es進(jìn)行快速緩沖的動(dòng)作同時(shí)發(fā)生，這樣可以提供更好的用戶體驗(yàn)。6.4點(diǎn)播業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)6.4.1 p2p點(diǎn)播拓?fù)浣⑹紫仁枪?jié)點(diǎn)登錄；p2p客戶端節(jié)點(diǎn)點(diǎn)播節(jié)目，rrs返回節(jié)目對(duì)應(yīng)的vod_es信息以及同一節(jié)目點(diǎn)播時(shí)間點(diǎn)臨近的節(jié)點(diǎn)信息；節(jié)點(diǎn)從rrs上獲取的是節(jié)點(diǎn)所需要的同一節(jié)目點(diǎn)播時(shí)間點(diǎn)臨近的節(jié)點(diǎn)信息。并且根據(jù)系統(tǒng)狀況，判斷是否該加入p2p拓?fù)?/p>

41、網(wǎng)絡(luò)對(duì)下載數(shù)據(jù)進(jìn)行磁盤存儲(chǔ)。如果當(dāng)前正在使用該內(nèi)容的節(jié)點(diǎn)用戶多于設(shè)定的閥值那么就進(jìn)行內(nèi)容存儲(chǔ)否則不存儲(chǔ)。節(jié)點(diǎn)向vod_es發(fā)送請(qǐng)求，得到sn信息。同時(shí)，通過vod_es獲取快速緩存數(shù)據(jù)，并與獲取的節(jié)點(diǎn)選擇性的建立連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求。如果節(jié)點(diǎn)不能從當(dāng)前擁有的節(jié)點(diǎn)中獲取足夠的數(shù)據(jù)流，向sn發(fā)起節(jié)點(diǎn)查詢請(qǐng)求，取得節(jié)點(diǎn)，sn根據(jù)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在本地登記的狀態(tài)，（點(diǎn)播模式、直播模式或者閑置狀態(tài)），根據(jù)策略：優(yōu)先選擇閑置狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)，然后是點(diǎn)播模式的節(jié)點(diǎn)，最后才是直播模式節(jié)點(diǎn)，反饋給節(jié)點(diǎn)選擇的原因：閑置節(jié)點(diǎn)擁有足夠多的空閑資源，直播節(jié)點(diǎn)在拓?fù)浼軜?gòu)中穩(wěn)定持續(xù)獲取/傳遞數(shù)據(jù)，消耗帶寬。當(dāng)直播節(jié)點(diǎn)獲取到一部分完整的數(shù)

42、據(jù)塊的時(shí)候，檢測到需要匯報(bào)登記時(shí)，則向sn登記(sn設(shè)定其管理的域內(nèi)該內(nèi)容塊的上限，如果該部分?jǐn)?shù)據(jù)塊大于上限，那么返回不需要存儲(chǔ)該塊)。在傳統(tǒng)的ip報(bào)文分段轉(zhuǎn)發(fā)方式中，通信雙方會(huì)首先探測兩者之間通路的最大傳輸單元pmtu，在報(bào)文發(fā)送之前就按照pmtu對(duì)報(bào)文進(jìn)行分片，以便減少分段傳輸中報(bào)文重組帶來的巨大開銷和時(shí)延。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中，尤其是對(duì)時(shí)間敏感的點(diǎn)播業(yè)務(wù)中，也可以采取探測pmtu的數(shù)據(jù)傳輸方法，提高內(nèi)容分發(fā)的速度。源端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備探測源端與客戶端間會(huì)話鏈路的pmtu，并將該pmtu通知源端，以供源端根據(jù)pmtu對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割傳輸。6.4.2 p2p客戶端節(jié)點(diǎn)點(diǎn)播播放流程p2p clientrrses

43、其他p2p客戶端請(qǐng)求訪問點(diǎn)播節(jié)目返回es和其他節(jié)點(diǎn)信息（時(shí)間點(diǎn)相近）請(qǐng)求獲得快速緩沖數(shù)據(jù)以及sn信息連接es進(jìn)行快速緩沖播放內(nèi)容sn請(qǐng)求其他節(jié)點(diǎn)信息獲取多媒體數(shù)據(jù)圖15 p2p客戶端點(diǎn)播播放流程注：實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要從眾多節(jié)點(diǎn)中選取時(shí)間相近點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)以及地理位置最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，來獲得數(shù)據(jù)并進(jìn)行播放。6.5直播與點(diǎn)播共存的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)6.5.1 p2p點(diǎn)播與直播共存的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溴e(cuò)誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對(duì)象。圖16 p2p點(diǎn)播與直播共存的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D上圖中左邊部分為收看直播節(jié)目的節(jié)點(diǎn)，右邊部分為點(diǎn)播模式及閑置狀態(tài)節(jié)點(diǎn)。實(shí)線連接了直播拓?fù)?，虛線連接了與點(diǎn)播有關(guān)的節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成了點(diǎn)播拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)e,f,g

44、在系統(tǒng)中，有雙重角色：自身的應(yīng)用為直播模式，處在直播模式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?；其磁盤緩存的數(shù)據(jù)，被點(diǎn)播模式的節(jié)點(diǎn)利用，因而在點(diǎn)播拓?fù)渲幸舶缪莨┝鞯慕巧?。?jié)點(diǎn)a,b,c,d以直播模式收看節(jié)目，一般來說，是因?yàn)槭状芜M(jìn)入系統(tǒng)，其磁盤緩存為空，沒有數(shù)據(jù)塊可供點(diǎn)播利用，因而只存在直播應(yīng)用中，但其已經(jīng)向該節(jié)目的點(diǎn)播sn進(jìn)行注冊(cè)，一旦緩存數(shù)據(jù)塊下載完成即進(jìn)行匯報(bào)，加入點(diǎn)播拓?fù)?。?jié)點(diǎn)i,j表示點(diǎn)播拓?fù)渲械膕n，節(jié)點(diǎn)o為沒有參與節(jié)目收看的閑置節(jié)點(diǎn)，但是其磁盤有緩存數(shù)據(jù)，進(jìn)入了點(diǎn)播拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)h,k,l,m,n表示點(diǎn)播模式中的普通節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)h,i,j,k,l,m,n,以點(diǎn)播模式收看節(jié)目，有三種方式獲得視頻流：從點(diǎn)播es獲??；從點(diǎn)播拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（點(diǎn)播模式（如h）或者直播模式（如f）的節(jié)點(diǎn)中獲?。灰灿锌赡軓牟]有收看節(jié)目，但是其磁盤緩存中有數(shù)據(jù)的閑置節(jié)點(diǎn)(如o)獲取。6.5.2 p2p點(diǎn)播與直播共存的播放處理本方案提供用戶在觀看p2p直播節(jié)目時(shí)，進(jìn)行快進(jìn)快退等操作則自動(dòng)進(jìn)入p2p點(diǎn)播模式的功能，具體實(shí)現(xiàn)方式如下圖示：圖17 點(diǎn)播直播共存時(shí)處理流程示意圖6.5.3 直播模式切入點(diǎn)播模式節(jié)點(diǎn)由直播模式切入點(diǎn)播模式，其視頻流的獲取模式一般來說會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)需要從直播拓?fù)鋱D退出，加入點(diǎn)播拓?fù)鋱D；或者保留在直播拓?fù)渲械奈恢?，避免直播拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的