異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下流媒體服務(wù)模式的研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻點播、網(wǎng)絡(luò)直播、視頻會議、可視電話等多媒體已經(jīng)廣泛應(yīng)用，成為日常生活的一部分。中小規(guī)模視頻服務(wù)系統(tǒng)經(jīng)過多年發(fā)展，已趨于成熟，但在向大規(guī)模/超大規(guī)模視頻服務(wù)系統(tǒng)的遷移過程中，系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展、網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性、用戶需求的提升，對現(xiàn)有的視頻服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、存儲、傳輸和服務(wù)策略等提出了巨大挑戰(zhàn)?？蓴U(kuò)展的視頻服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)和高效的帶寬復(fù)用策略是擴(kuò)展視頻系統(tǒng)服務(wù)規(guī)模的兩個主要手段，已成為超大規(guī)模視頻服

2、務(wù)研究的熱點。本文圍繞這兩個問題，研究了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下流媒體服務(wù)模式。 本文在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)“十五”重大專項“高性能寬帶信息網(wǎng)(3TNet)”、國家廣電總局“海南省IPTV示范網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)”和“海南雙向HFC實驗網(wǎng)絡(luò)”等課題的基礎(chǔ)上，圍繞異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的流媒體服務(wù)模式展開研究，結(jié)合3Tnet、有線電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的特性，研究了流媒體服務(wù)架構(gòu)、傳輸模式、帶寬復(fù)用等關(guān)鍵性問題，提出了一些新的思想和方法，并設(shè)計了相應(yīng)

3、的算法。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下： 流媒體服務(wù)需要消耗大量的計算和存儲資源，單臺服務(wù)器的服務(wù)能力有限，在提供大規(guī)模并發(fā)服務(wù)時通常需要建造服務(wù)器集群。本文針對3TNet中主干網(wǎng)---ASON數(shù)據(jù)鏈路的傳輸特性，在多級緩存的視頻點播服務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出并實現(xiàn)了支持異地存儲影片VCR(Video Cassette Recorder，錄像機(jī))功能的視頻點播服務(wù)策略。該策略利用3TNet數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)奶攸c，采用異地服務(wù)的模式，降低邊緣媒體

4、服務(wù)器的存儲壓力，同時不因媒體內(nèi)容的異地存儲導(dǎo)致額外的啟動延遲。本系統(tǒng)在上海長寧區(qū)IPTV(Internet Protocol Television，網(wǎng)絡(luò)電視)示范運營工程的實際運營表明，該策略可以有效地緩解中心服務(wù)器的壓力，適合大規(guī)模IPTV商業(yè)運營。 單播采用獨占模式提供服務(wù)，系統(tǒng)規(guī)模受到很大限制，組播是一種有效的解決途徑。本文針對有線電視網(wǎng)，分析了HFC(Hybrid Fiber Coaxial，光纖同軸電纜混合網(wǎng))雙向網(wǎng)

5、絡(luò)特性，設(shè)計了一套適合該網(wǎng)絡(luò)的流媒體服務(wù)平臺。在該平臺基礎(chǔ)上針對HFC網(wǎng)絡(luò)廣播的特性，提出了分段補(bǔ)丁算法，以分段補(bǔ)丁的形式向用戶提供數(shù)據(jù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)補(bǔ)丁算法提供完整補(bǔ)丁流的形式。在算法中，利用HFC網(wǎng)絡(luò)的廣播特性，用戶同時從多個信道接收視頻數(shù)據(jù)，無需消耗附加的網(wǎng)絡(luò)資源。理論分析和仿真試驗表明該算法在有限的帶寬條件下，最大限度為用戶提供視頻點播服務(wù)，同時支持用戶的VCR操作。 對于互聯(lián)網(wǎng)而言，由于技術(shù)條件的限制，目前網(wǎng)絡(luò)層組播還無法

6、廣泛應(yīng)用。 隨著個人計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，客戶端的存儲、計算能力有了很大提高，可以作為流媒體服務(wù)系統(tǒng)中的一個節(jié)點提供服務(wù)。在此背景下，應(yīng)用層組播被認(rèn)為是解決服務(wù)擴(kuò)展性的最佳途徑。本文針對下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的特性，提出了基于P2P的時移電視傳輸策略，將補(bǔ)丁技術(shù)與P2P技術(shù)相結(jié)合，有效地節(jié)省了視頻服務(wù)器及主干網(wǎng)絡(luò)的資源，同時對服務(wù)規(guī)模沒有限制。在此基礎(chǔ)上引入網(wǎng)格技術(shù)，提出時移電視服務(wù)系統(tǒng)(Time-shifted TV on deman