基于P2P的在线流媒体服务系统

1、流媒体服务的发展现状流媒体服务的发展现状社会行为意识的转变社会行为意识的转变网络发展现状网络发展现状 http:/ 流媒体服务的需求背景 http:/ 流媒体服务经历了三个过程单机服务方式性价比低，规模不可扩展集群服务方式规模可扩展，地域难以分布一次投资过大 呼唤新技术的出现 http:/ 网络个人英雄主义 真诚互助的人本主义 陌生的信任主义 共享资源的愿望 http:/ 网络带宽逐步提高从几十M到几个G桌面速度提升到M 从IPv4向IPv6跳跃内网问题衍生的问题可以解决组播方式更加合理端到端的服务更为普遍 http:/ 对等计算 http:/ 相关研究背景 AnySee系统总体结构 AnyS

2、ee关键技术 AnySee应用展示 挑战与对策 http:/ P2P开创网络媒体新时代开创网络媒体新时代 2004年年6月是互联网历史上的分水岭，视频流量首次月是互联网历史上的分水岭，视频流量首次超过音频流量。这表明巨大的无形的超过音频流量。这表明巨大的无形的P2P文件共享网络文件共享网络正在被用来分发电视节目和电影正在被用来分发电视节目和电影(IDG报告报告) 互联网宽带互联网宽带“对等广播对等广播”（“peercasting”）的）的兴起兴起 它对视听媒体的影响就像互联网对印刷媒体的影响一样它对视听媒体的影响就像互联网对印刷媒体的影响一样 媒体网媒体网Medianet观念的兴起观念的兴起

3、知识产权保护问题知识产权保护问题 正在发展不用集中服务器的正在发展不用集中服务器的VoD http:/ 2004年年6月月BBC开始进行其开始进行其“柔性电视柔性电视”（“Flexible TV”)第一次有限范围公共试验第一次有限范围公共试验。 在英国的宽带用户可以下载在英国的宽带用户可以下载“BBC互联网媒体互联网媒体播放器播放器”，用，用它它可以下载收看前一周和后一周可以下载收看前一周和后一周的的BBC的全部节目的全部节目 由于由于BBC生产制作节目，拥有版权，这种方生产制作节目，拥有版权，这种方法不违反知识产权保护，可以快速检索分发法不违反知识产权保护，可以快速检索分发给用户给用户 ht

4、tp:/ BBC采用采用P2P的对等广播的对等广播Peercast技术技术 每一个播放器使用每一个播放器使用Peer-to-Peer对等连接文件共享软对等连接文件共享软件实现向用户网络分发内容件实现向用户网络分发内容 节目文件被分解为很多小的片段，每个用户下载存储节目文件被分解为很多小的片段，每个用户下载存储若干片段再互相对接交换，最后每个用户都得到完整若干片段再互相对接交换，最后每个用户都得到完整的拷贝的拷贝 这种方法同时下载用户越多，下载速度越快这种方法同时下载用户越多，下载速度越快 所有节目文件实际上被存储在用户终端中所有节目文件实际上被存储在用户终端中互联网交互媒体新方式对等广播（柔性

5、电视）互联网交互媒体新方式对等广播（柔性电视） http:/ 许多许多P2P流媒体系统已经被开发流媒体系统已经被开发 ESM、PeerCast、CoopNet、splitStream、GnuStream、CollectStream 根据服务模式分类根据服务模式分类 单对多模式单对多模式多对单模式多对单模式多对多模式多对多模式 http:/ 流媒体服务提供的主要模式 适合实时的热点节目，如：奥运会、世界杯ESM 、 ZigZag、 DirectStream、 P2Cast http:/ 主要用于提供不同质量的视频节目 视频数据从多个数据服务者得到 稳定性高，可用性好PROMISE、 CoopNe

6、t 、 GNUStream 问题两种模式：文件分片策略与文件分层策略策略复杂、实用性有待提高理论上有待完善 http:/ 前两种模式的混合 最大限度的利用单个节点的服务能力 改进系统的稳定性和可用性，通过缓存元数据以服务其他节点，提高了可扩展性HoneyComb http:/ 服务近邻原则是保证QoS的核心 如何表述服务近邻有待研究ESM：依据带宽多重编码、地域相近服务调度拓扑匹配：物理与逻辑拓扑动态匹配AnySee: 依据IP地址分域策略调度服务 http:/ 设计原则媒体数据一次路由原则媒体服务邻近获取原则高可靠、高可用原则服务规模可扩展原则 http:/ window media enc

7、oderBroadcast媒体文件媒体文件（asf、avi、nsv、mp3等等）读取读取/转发转发模块模块AnySee视频直播视频直播网络网络：视频数据流视频数据流 http:/ 媒体数据获取层描述媒体数据的两种来源磁盘文件实时压缩获取 视频直播层提供媒体服务的层次 http:/ 视频直播数据的获取从视频卡或者采集卡上实时获取媒体数据从视频卡或者采集卡上实时获取媒体数据这种方式便于进行实时性的媒体服务，如：现这种方式便于进行实时性的媒体服务，如：现场直播、电视转播场直播、电视转播曾采用这种方式在教育网内对曾采用这种方式在教育网内对2004年的奥运会、GCC国际会议进行了全程直播进行了全程直播读

8、取媒体文件读取媒体文件这种方式可以有效的丰富视频直播网络中媒体这种方式可以有效的丰富视频直播网络中媒体服务服务 http:/ http:/ 逻辑拓扑以华中科技大学为例以华中科技大学为例 http:/ 结点的类型 按功能划分 源节点 中转节点 叶子节点 节点异构性 平台异构WINDOWS/LINUX 性能异构-硬件性能不一、带宽不同 意愿异构-角色自由、来去自由 http:/ 采用采用NearCast策略，使得系统中节点的策略，使得系统中节点的逻辑位置尽量和实际的物理位置保持一致。逻辑位置尽量和实际的物理位置保持一致。这样可以很好的保证这样可以很好的保证QoSv 健壮的多播树维护策略，使得整个系

9、统一方健壮的多播树维护策略，使得整个系统一方面可以适应面可以适应P2P系统高度的动态性，一方系统高度的动态性，一方面进一步保证面进一步保证QoSv 以人为本的设计策略，根据节点性能采用不以人为本的设计策略，根据节点性能采用不同的服务策略。即使性能比较差的节点也可同的服务策略。即使性能比较差的节点也可以加入系统，享受服务以加入系统，享受服务 http:/ Landmark应用层多播策略 NAT & Firewall的处理 Buffer管理策略 http:/ http:/ http:/ http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http

10、:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ or FirewallPeer请求加入点请求加入点 http:/ or FirewallPeer请求加入点请求加入点 http:/ Buffer的必要性媒体服务的软实时特征网络的抖动p2p系统的高动态性 AnySee的Buffer管理策略每个peer都拥有一个buffer,以时间间隔为单位进行管理Buffer缓存最近固定时间长度内的媒体数据Buffer

11、占用的空间大小随时间呈动态变化头部元数据包和媒体数据包分别进行管理 http:/ http:/ http:/ http:/ 2004奥运会直播源提供者：普通pc机，2-3个源参与对象：教育网内无电视可看的用户服务规模：10000人次观看 http:/ 武汉电子政务网络多媒体服务解决方案服务对象：896个社区，跨两江分布武汉三镇服务设施：IPOA网络，桌面2Mbps http:/ 华中大在线的每天电视直播一台pc机作为源服务提供者每天几百人在线服务每天直播凤凰卫视等节目 http:/ 服务种类多样化缺乏点播服务对策 源节点必须参与到多个ALM树中 媒体节目必须实施分片存储 分片规则、分布规则需要讨论正在设计、开发之中 http: