大規(guī)模IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)解決方案
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目前，在大規(guī)模的點(diǎn)播應(yīng)用系統(tǒng)中，主要存在著兩類解決方案：
1.分布式點(diǎn)播系統(tǒng)
2.共享式點(diǎn)播系統(tǒng)
絕大多數(shù)分布式點(diǎn)播方案中，都采用了流媒體服務(wù)軟件提供的數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制為核心的系統(tǒng)；以ImageSAN共享文件系統(tǒng)為核心的解決方案，則是共享式點(diǎn)播系統(tǒng)的典型代表。
分布式方案已經(jīng)在點(diǎn)播系統(tǒng)中已經(jīng)擁有悠久的歷史--2000年2月份RealNetworker公司發(fā)布的RealServer7.0版就已經(jīng)提供了數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制。
而共享式點(diǎn)播系統(tǒng)的出現(xiàn)，則是得益于SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)局域網(wǎng)這種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的普及，通過SAN的高速以及多通道特性，結(jié)合ImageSAN軟件系統(tǒng)提供的完善的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，為大規(guī)模的點(diǎn)播應(yīng)用提供了全新的系統(tǒng)解決方案框架。
1.3分布式點(diǎn)播系統(tǒng)分析
1.3.1分布式系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)
分布式系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)
分布式點(diǎn)播系統(tǒng)采用了核心服務(wù)器+邊緣服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過流媒體等點(diǎn)播服務(wù)器端軟件的功能設(shè)定，將點(diǎn)播服務(wù)器分為兩類：
1.核心分發(fā)服務(wù)器
核心分發(fā)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)媒體數(shù)據(jù)、將邊緣服務(wù)器請(qǐng)求的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)絡(luò)推送到邊緣服務(wù)器。核心服務(wù)器存儲(chǔ)并管理點(diǎn)播系統(tǒng)中的全部影片資料。
2.邊緣點(diǎn)播服務(wù)器
邊緣點(diǎn)播服務(wù)器負(fù)責(zé)為寬帶用戶群提供點(diǎn)播服務(wù)，將最終用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為自身的數(shù)據(jù)請(qǐng)求并發(fā)送到核心分發(fā)服務(wù)器，并且將以太網(wǎng)上來自分發(fā)服務(wù)器的數(shù)據(jù)流緩沖到本地，供最終用戶訪問。邊緣服務(wù)器存儲(chǔ)并管理點(diǎn)播系統(tǒng)中部分影片資料。
1.3.2分布式系統(tǒng)工作原理
分布式點(diǎn)播系統(tǒng)的核心工作原理是數(shù)據(jù)的分發(fā)――將核心服務(wù)器上存儲(chǔ)的大量媒體數(shù)據(jù)，分發(fā)到各個(gè)邊緣服務(wù)器，邊緣服務(wù)器將大量的數(shù)據(jù)緩沖在本地硬盤上，供最終用戶訪問。
舉例說明：假如用戶A發(fā)出一個(gè)視頻點(diǎn)播的請(qǐng)求，分布式點(diǎn)播系統(tǒng)將首先判斷邊緣服務(wù)中是否具有用戶所點(diǎn)播的影片，如有，則將用戶的點(diǎn)播請(qǐng)求重定向到邊緣服務(wù)器，并由邊緣服務(wù)器完成點(diǎn)播請(qǐng)求。如邊緣服務(wù)器上沒有用戶所點(diǎn)播的影片，則用戶的點(diǎn)播請(qǐng)求由核心服務(wù)器完成。
由此可見，在分布式點(diǎn)播系統(tǒng)中，系統(tǒng)的運(yùn)行效率取決于兩點(diǎn)：
1.邊緣服務(wù)器本地緩沖容量的大小
邊緣服務(wù)器本地緩沖容量的大小，是決定邊緣服務(wù)器工作效率的關(guān)鍵因素。理論上來說，如果邊緣服務(wù)器本地緩沖容量能夠達(dá)到核心分發(fā)服務(wù)器的磁盤容量，則能達(dá)到最高的運(yùn)行效率。但這樣磁盤空間浪費(fèi)也將達(dá)到最大，假設(shè)系統(tǒng)所有影片資料的存儲(chǔ)總量為1的話，則系統(tǒng)所需的存儲(chǔ)空間將為：1+N×1（N=邊緣服務(wù)器的數(shù)量）。另一方面，如果邊緣服務(wù)器的本地緩沖容量過小，則將大大降低邊緣服務(wù)器的工作效率，邊緣服務(wù)器的存在將變得毫無意義。
2.用戶訪問的數(shù)據(jù)是否集中
如果某個(gè)用戶訪問的數(shù)據(jù)在邊緣服務(wù)器本地不存在，則邊緣服務(wù)器會(huì)到核心分發(fā)服務(wù)器上下載該數(shù)據(jù)，并緩沖到本地硬盤，供用戶訪問。在這樣的工作機(jī)制下，如果用戶的數(shù)據(jù)訪問較為集中，邊緣服務(wù)器能夠?qū)⒓性L問的數(shù)據(jù)緩沖到本地，能夠達(dá)到較高的運(yùn)行效率；相反，如果數(shù)據(jù)訪問并不集中，邊緣服務(wù)器的運(yùn)行效率會(huì)急劇下降。
1.3.3分布式系統(tǒng)的典型應(yīng)用
分布式點(diǎn)播系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是可將系統(tǒng)的部分點(diǎn)播請(qǐng)求轉(zhuǎn)由邊緣服務(wù)器完成，可降低對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬占用，特別適合于骨干帶寬有限，而用戶群相對(duì)集中的應(yīng)用環(huán)境。
舉例說明，X城市的點(diǎn)播系統(tǒng)中，有4個(gè)人口非常密集的小區(qū)，我們可在這4個(gè)小區(qū)內(nèi)分別放置4臺(tái)邊緣服務(wù)器，這4個(gè)小區(qū)的許多點(diǎn)播請(qǐng)求，將由這4臺(tái)邊緣服務(wù)器以本地局域網(wǎng)的方式完成，從而降低了對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)的占用。如圖所示：
分布式系統(tǒng)的典型應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖
還有一種情況，在某地稅的點(diǎn)播系統(tǒng)中，由于其骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬只有8MB，因此，我們?cè)谄涓鞫?jí)地區(qū)的分節(jié)點(diǎn)上放置了邊緣服務(wù)器，從而在不增加骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況下，提供更多的并發(fā)數(shù)量的支持。
1.3.4分布式點(diǎn)播系統(tǒng)的局限性
由于分布式點(diǎn)播系統(tǒng)沿用了DAS存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)相比，尤其是在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及訪問方式上并沒有引入新的技術(shù)和結(jié)構(gòu)，因此分布式點(diǎn)播系統(tǒng)在大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用中有著可見的局限性：
1.3.4.1系統(tǒng)用戶總?cè)萘?、穩(wěn)定性欠佳
由于用戶的請(qǐng)求只能在部分特定的點(diǎn)播服務(wù)器上完成。因此，系統(tǒng)可支持的并發(fā)用戶數(shù)量與系統(tǒng)的可靠性上都存在嚴(yán)重局限，任意服務(wù)器的宕機(jī)都有可能造成嚴(yán)重的影響。
1.3.4.2存儲(chǔ)空間浪費(fèi)與系統(tǒng)性能的矛盾
系統(tǒng)存儲(chǔ)空間浪費(fèi)嚴(yán)重：由于在每臺(tái)邊緣服務(wù)器上都必須存放很多的相同影片，極大的浪費(fèi)了系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量。但如果邊緣服務(wù)器上不存放相同的內(nèi)容，則系統(tǒng)的運(yùn)行效率將大大降低。
1.3.4.3擴(kuò)展性差
系統(tǒng)擴(kuò)展性主要包括提升系統(tǒng)所能支持的最大并發(fā)用戶數(shù)量，以及點(diǎn)播媒體資料庫容量這兩方面。而在分布式點(diǎn)播系統(tǒng)中，如果要升級(jí)，則第一個(gè)要回答的問題就是：是只升級(jí)核心存儲(chǔ)容量，還是連邊緣服務(wù)器本地緩沖的容量一起升級(jí)？
這是因?yàn)椋植际较到y(tǒng)在擴(kuò)展性上存在著一個(gè)非常矛盾的問題：媒體資料庫容量越大，系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)則越少。分布式系統(tǒng)的工作原理是將媒體資料分發(fā)到各個(gè)邊緣服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)在多個(gè)邊緣服務(wù)器上的重復(fù)存在，從而達(dá)到分配負(fù)載，提高系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)的目的。據(jù)此我們可以看出，在分布式系統(tǒng)中，最理想的狀態(tài)是–每個(gè)邊緣服務(wù)器的磁盤容量（a）大于或者等于所有分發(fā)服務(wù)器的磁盤總?cè)萘浚╞），此時(shí)系統(tǒng)擁有最大的并發(fā)用戶數(shù)，a/b的值越小，則表示系統(tǒng)最大并發(fā)用戶也越少– 因?yàn)辄c(diǎn)播應(yīng)用中數(shù)據(jù)的訪問具有相當(dāng)大的隨機(jī)性，根本無法預(yù)測(cè)用戶會(huì)在什么時(shí)候訪問什么數(shù)據(jù)。因此媒體資料庫的容量越大，則邊緣服務(wù)器上的緩沖數(shù)據(jù)訪問率越低，結(jié)果來自于最終用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求會(huì)集中在核心分發(fā)服務(wù)器上，使邊緣服務(wù)器形同虛設(shè)。
評(píng)論