常见流媒体服务器应用性能比较

Word常见流媒体服务器应用性能比较

常见流媒体服务器应用性能比较

1.1nCUBE4

nCUBE系统具有较高的性能，单个节点(MediaHUB)的网络输出性能为172个3Mb/s（其中b为比特，B为字节，b/s=bps，B/s=Bps，以下不再注明）的数据流吞吐能力，即516Mb/s，单节点内部互连带宽为8Gb/s，由于系统最多可扩展到256个节点，因此整个系统的内部系统互连带宽峰值为2048Gb/s，系统的数据采用分布式方式存储，并完全为所有应用程序所共享，每个节点具有4条Ultra2SCSI总线，总计320MB的存储带宽，以下是针对流媒体应用时，在系统完全采用数据共享的方式的前提下，系统最高组态的一些主要性能数据：

流输出能力：130Gb/s(16.5GB/s,支持44000个3Mb/s用户同时在线）

系统内部互连峰值性能：512Gb/s(64GB/s)

系统的总互连带宽：2048Gb/s(256GB/s)

系统存储能力：150TB

总的存储带宽：650Gb/s(81.92GB/s)

nCUBE具有较高的系统输出能力，而对于这样的输出能力，系统提供5个PCI插槽，可以插nCUBE公司的各种专门的数据流输出卡，以下是这些专用网络输出卡的介绍：

（1）AIM（ATM接口模块）

每个AIM提供4oc-3or1oc-12的输出能力,输出能力为622Mb/s

支持TCP/IP或MPEGTS方式,AIM有一个板内MIPS控制器，一个具有256KSAR内存的ATMSAR处理，还有一个PMC/SierraSUNI-liteSONET/SDH帧生成器，能够执行多种ATM适配和MPEG封装方案，ATM输出的同步可以采用多种方案，AIM可以采用nCUBE系统内时钟同步，也可以采用“光收”利用ATM信元和网络同步来实现。AIM的API允许用户的调用利用E.164或者OSINSAP通过AAL-5(VPI=0/VCI=5)用虚电路联接与ATM交换机进行通信。

视频处理能力：

AAL-5:150~160个3M流

TCP/IP(IPOverATM):75~80个3M流

（2）DVB_ASI接口模块(DVBIM)

每个卡提供3个DVB-ASI的输出，输出能力最大为70M*3，DVBIM允许以QAM的速率进行配置，每个DVB-ASI接口都支持将多个MPEGSPTS复用到一个MPEGMPTS中，同时，也可以将多个SPTS复用到一个单个或多个的私有UBR数据流中，UBR流是配置MPTS后富余的流速率。如果没有有效的uBR数据，那么将填入相应的空包。

视频处理能力：

Max：70个3M流

（3）EIM（以太网接口模块）

每个卡提供4个10/100M以太网口。每个节点最多可配置5块，EIM模块提供基于LAN的多媒体应用，同时也具有基于UDP/IP的多媒体性能。

Max:100个3M流（100M）

（4）CIM（电缆接口模块）

每个卡提供3个QAM64/256的输出，输出能力最大为50M*3，支持将MPEGSPTS复用到一个MPEGMPTS中，同时，也可以将多个SPTS复用到一个单个或多个的私有UBR数据流中，UBR流是配置MPTS后富余的流速率。如果没有有效的uBR数据，那么将填入相应的空包。

处理能力：

24个3M流（64QAM6MChannel）

36个3M流（256QAM6MChannel）

36个3M流（64QAM8Mchannel）

48个3M流（256QAM8MChannel）

CIM卡具有如下特征：

①提供3个独立的QAM通道

②每个通道都可以配置成64/256QAM,完全带宽运行时速率为27~51Mbps

③通道的带宽为6M或8M（NTSC/PAL）

④支持DigiCipherII,DVB或DAVIC前向数据差错矫正

⑤MPEGMPTS协议

⑥MPEG-2PAT,PMT和PID操作

⑦MPEG-2PCRre-time-stamping

⑧私有数据插入

⑨多个CBR速率的填充

nCUBE每个节点（MediaHUB）具有5个PCI插槽，可以根据需要配置以上插槽中的任意一种或几种。

每个节点具有172*3M的处理能力，实际组网时根据这个处理能力的范围来选配以上的各种插卡。1.2SGIOrigin

SGI的Origin系列有Origin2000系列和Origin3000系列，Origin2000系列中有Origin200,2100,2400,2800等几款，而Origin3000系列有Origin3200,3400,3800三款机型，以下是这几款服务器性能的数据：

Origin2000系列的性能：指标名称Origin200Origin2100Origin2400Origin2800CPU1-41-8，可扩至64,1282-64，可扩至12865-128最高节点数243264I/O带宽2.56GB/s5.12GB/s41GB/s82GB/s内存4GB16GB128GB256GB系统峰值带宽1.56GB/s6.24GB/s51.2GB/s102.4GB/s最大容量的磁盘*4TBSCSI*16TBSCSIRAID*20TBFC*3.5TBSCSI*13.5TBSCSIRAID*14.5TBFC*14TBSCSI*54TBSCSIRAID*58TBFC*14TBSCSI*54TBSCSIRAID*58TBFC流输出能力1.6Gb/s3.2Gb/s25.6Gbps51.2Gbps并发用户数550个1100个8800个17600个

Origin3000系列的性能数据：指标名称Origin3200Origin3400CrayOrigin3800CPU数2-84-3216~512最高节点数28128系统带宽11.2GB/smax44.8GB/smax716.8GB/smaxI/O带宽4.8GB/smax19.2GB/smax307.2GB/smaxI-Brick数1-21-81-128内存16GB64GB1TB存储容量根据需要配置根据需要配置根据需要配置流输出能力4Gbps16Gbps256Gbps并发用户数1,200个5,200个85,000个

注：表中的并发用户数按每个用户3Mbps计算,origin2400，2800目前已经可以扩展到512个节点，这里依然按原来版本的数据。

就Origin系列本身来说，其内部互连性能比nCUBE的服务器高得多，其路由器一个端口的速率就达到了3.2GB/s，大大超过了nCUBE的HAVOC的性能，但由于其高度密集型设计，Origin2000是每个节点（2个CPU）1.6GB的存储带宽，而Origin3000是每节点（4个CPU）2.4GB的存储带宽，同时由于CPU本身处理能力等原因，系统的网络吞吐性能，尤其是在共享数据态时的网络性能就大打折扣了，表中的流输出能力和并发用户数是与nCUBE同等条件下的估计值，并考虑到了合理性，如对于Origin2000系列，每2个节点公用1.56GBI/O峰值带宽，这其中一部分用于存储，一部分用于网络吞吐，同时还有XIO到PCI转换的开销和损失等因素，并考虑到CPU实际的性能，表中Origin2000按每CPU对应400Mbps的网络吞吐性能计算，Origin3000按每CPU对应500Mbps的网络吞吐性能计算，因此，对SGI来说仅有其Origin3800系列的性能超过了nCUBE4服务器。从这里可以看出，Origin系列的服务器由于CPU主频（MIPS处理器）比较低，因此，系统的实际性能上不去，充足的互连带宽大部分都被浪费。

对Origin2000而言，其网络输出和存储系统都是挂接在XIO模块上，每个机柜4个节点8个CPU，有12个XIO插槽，在实现3.2Gb/s的网络吞吐能力时，系统需配置XIO到PCI总线的适配器（SGI称为XIO内置PCI盒），将XIO转换到PCI总线的I/O，这样才可以插ATM、以太网卡、DVB-ASI卡。而对数据存储，则配置其专门的FC或SCSI卡，用于连接存储设备。由于存储和网络I/O都需要占用XIO插槽，因此可能会产生插槽数不够的情况，这是其设计缺陷。

对于Origin3000而言，其网络输出和存储完全分开，对于I/O而言，有通用的I-Brick:输入输出(I/O)模块，用于扩展输出能力的P-Brick（PCI扩展模块），用于HiPPI的XIO-Brick:HiPPI适配插槽，用于存储系统的D-Brick:存储模块，这种设计可以完全根据用户的需要来定制I/O和数据存储，克服了Origin2000的这个缺点。

SGIorigin3800的出色性能使其具有300GBI/O吞吐能力，这一点是nCUBE所不及的，因此，即使根据40%的利用率来计算，也有120GB（约1Tbps）的吞吐能力可用于网络输出和数据存储带宽，这意味着，达到256Gbps的网络吞吐能力是很容易的事情。

和nCUBE一样，SGIOrigin系列也支持各种媒体输出卡，如ATM卡，以太网卡，DVB-ASI卡等，这里就不再重复。不同的是，这些卡对Origin2000而言插在XIO内置PCI盒中，而对Origin3000而言则插在P-Brick（PCI扩展模块）中。1.3MediaHawk2000的性能

MediaHawk2000的性能与一般的高级工作站性能相当，对于每个IVM（或称为VA），可以配置4个网络输出模块，每个模块有200Mbps网络吞吐能力，总共800M输出能力，每个模块包括一个PowerPC300MHzRISCCPU，128MB内存，一个光纤仲裁环（FC-AL）磁盘控制器等，针对接入网络的不同，可选配DVB-ASI卡、10/100M以太网卡、ATM网卡等输出设备。Mediahawk系统的VA在数据共享态下的带宽很小，仅有800Mbps,如果采用DVA共享数据的模式，也仅仅只有1600Mbps的共享网络带宽，在组建大的系统时，系统就必须配置多个独立的DVA了，这些DVA通过局域网相连，成为一个完全分布式的多系统结构，即不支持单一系统映像（SSI）的体系结构，这是MediaHawk与nCUBE4以及Origin相比最大的弱点，即MediaHawk系统不具有线性可扩展性。

1.4性能点评

nCUBE4和Origin2000,Origin3000，以及MediaHawk这几款服务器相比，在面向流媒体应用时。从网络吞吐性能上说，Origin3000是最好的，nCUBE4次之，Origin2000排在第3位，Mediahawk的性能则是最差的。从系统互连、系统内部带宽等的性能指标来看，在系统节点数目一定的情况下，Origin3000,Origin2000的性能分别列一、二位，nCUBE4列第3位，Mediahawk依然排在最后，因此，对这几款服务器性能的印象评分如下：

nCUBE4：★★★★★

SGIOrigin2000：★★★★

SGIOrigin3000：★★★★★

MediaHawk：★★★常见视频服务器系统指标2.1nCUBE4

nCUBE4对流媒体提供了全面的支持，其系统专门针对流媒体应用而设计，以下是其针对流媒体应用的系统相关指标：

传输格式支持：MPEG-1,MPEG-2TS,RTP

视频格式支持：MPEG-1,MPEG-2，RealMedia,MPEG-4,QuickTime，AVI

流媒体速率支持：96kbps~15Mbps

存储系统：每节点4条Ultra2SCSI总线，320MB/s存储带宽，每节点600GB存储能力(12块50GB磁盘)，总计150TB的数据存储能力，即86,000小时3Mbps媒体流存储。

I/O接口数：5个I/O扩展槽可供选择

I/O选择：QAM64/256(6/8MChannel)，DVB-ASI,ATMoc-3/12,10/100BaseT,GigabitEthernet

网络支持：支持IP(LAN,MAN,WAN),ADSL,ATM/SDH,HFC网络流媒体应用

组网方式：支持分布式，集中式，分布+集中混合式

最高容量：256节点（256PIICPU），130Gbps网络吞吐，支持44000个并发3Mbps用户2.2SGIOrigin

Origin的设计是用于通用的高性能服务器，并非专门针对流媒体应用，因此有些相关指标如I/O性能不是很准确，而仅仅是估计值，以下是有关数据：

（1）Origin2000

传输格式支持：MPEG-1,MPEG-2TS,RTP

视频格式支持：MPEG-1,MPEG-2，RealMedia,MPEG-4,QuickTime,AVI

流媒体速率支持：96kbps~8Mbps

I/O接口数：根据需要配置，最多96个PCI设备，384个XIO设备

存储系统：根据需要配置

I/O选择：QAM64/256(6/8MChannel)，DVB-ASI,ATMoc-3/12,10/100BaseT,GigabitEthernet

网络支持：支持IP(LAN,MAN,WAN),ADSL,ATM/SDH,HFC网络流媒体应用

最高容量：Origin2800可支持2万个以上并发3Mbps用户

组网方式：支持分布式，集中式，分布+集中混合式

（2）Origin3000

传输格式支持：MPEG-1,MPEG-2TS,RTP

视频格式支持：MPEG-1,MPEG-2，RealMedia,MPEG-4,QuickTime,AVI

流媒体速率支持：96kbps~8Mbps

I/O接口数：根据需要配置，最多372个PCI设备，124个XIO设备

存储系统：根据需要配置

I/O选择：QAM64/256(6/8MChannel)，DVB-ASI,ATMoc-3/12,10/100BaseT,GigabitEthernet

网络支持：支持IP(LAN,MAN,WAN),ADSL,ATM/SDH,HFC网络流媒体应用

最高容量：Origin3800的能力可支持8万个以上并发3Mbps用户

组网方式：支持分布式，集中式，分布+集中混合式2.3MediaHawk2000

MediaHawk2000的设计是典型的基于SMP体系结构的高级工作站，且专门针对流媒体应用，组大系统时是这些工作站之间通过商用网络连接，其相关指标如下：

传输格式支持：MPEG-1,MPEG-2TS,RTP

视频格式支持：MPEG-1,MPEG-2，MPEG-4,QuickTime,AVI

流媒体速率支持：96kbps~8Mbps流媒体，300kbps~10MbpsMPEG-2

I/O接口数：每个VA4个

存储系统：根据需要配置UltraSCSI,FC-AL接口的存储系统，每个DVA500小时存储容量

I/O选择：QAM64/256(6MChannel)，DVB-ASI,ATMoc-3/12,10/100BaseT,GigabitEthernet

网络支持：支持IP(LAN,MAN,WAN),ADSL,ATM/SDH,HFC网络流媒体应用

最高容量：一个DVA输出1600Mbps，支持500个并发用户

组网方式：支持分布式2.4系统指标点评

nCUBE4和Origin系列由于其体系结构的灵活性，都支持分布式和集中式组网方式，因此非常具有适应性，不过这两款服务器的价格比较高；MediaHawk2000由于体系结构的限制，仅仅支持分布式组网方式，因此，其进行大规模组网时的灵活性很差，运行维护很复杂，唯一的优势就是其价格相对来说比较低。在媒体格式、媒体速率和网络接入支持等指标上，几款服务器都是骑虎相当的，但MediaHawk不支持欧洲标准的HFC频道分割方式，因此，对这几款服务器针对流媒体应用的综合印象评分如下：

nCUBE4：★★★★★

SGIOrigin2000：★★★★★

SGIOrigin3000：★★★★★

MediaHawk：★★★常见流媒体服务器指标列表及综合评分(1)各服务器系统指标：

根据前面几个部分的有关介绍分析和归类，几款流媒体服务器的主要指标参见下表：指标条目nCUBE-4Origin2x00Origin3x00MediaHk2000拓扑结构超立方体超立方体超立方体全分布式系统媒体格式支持MPEG-1,2,4,RealAVI

QuickTimeMPEG-1,2,4,RealAVI,

QuickTimeMPEG-1,2,4,RealAVI,

QuickTimeMPEG-1,2,4AVI,QuickTime最大VOD组网并发能力44,000个15,000个80,000个500个单系统网络吞吐能力130Gbps50Gbps256Gbps1.6Gbps媒体速率96k~15Mbps96K~8Mbps96K~8Mbps300k~10Mbps网络接口支持DVB-ASI,QAM64/256Oc-3,oc-1210/100Base-TGbitEthernet10/100BaseToc-3/oc-12SerialHIPPIDVB-ASIGbitEthernet10/100BaseToc-3/oc-12HIPPIDVB-ASIGbitEthernet10/100BaseToc-3/oc-12GbitEthernetQAM64/256DVB-ASI网络支持ATM、IP、HFCADSLATM，IP，HFCADSL,HiPPI