?????? Internet技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的發(fā)展從各方面改變了人們的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，給人們帶來(lái)了巨大的便利，Internet已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。如果說(shuō)移動(dòng)電話解放了空間對(duì)人們的限制，那么IPTV恰恰解放了時(shí)間對(duì)人們的限制。通過(guò)IPTV，使“大家的電視”變成了“我的電視”，把“你播我看”的方式變成了“我選我看”的方式。簡(jiǎn)單地說(shuō)，IPTV是一種利用寬帶網(wǎng)絡(luò)為用戶提供交互式多媒體服務(wù)的業(yè)務(wù)，其主要特點(diǎn)在于交互性和實(shí)時(shí)性，通過(guò)IPTV業(yè)務(wù)，用戶可以得到高質(zhì)量的數(shù)字媒體服務(wù)，可以自由地選擇寬帶IP網(wǎng)的視頻節(jié)目，還可以非常容易地將電視服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、電子郵件收發(fā)以及多種在線信息咨詢、娛樂(lè)、教育及商務(wù)功能結(jié)合在一起。這是一個(gè)顛覆性的技術(shù)，將給電信市場(chǎng)帶來(lái)革命性的變化，它的寬帶服務(wù)模式將形成一個(gè)極具前景的產(chǎn)業(yè)。可以說(shuō)，IPTV將成為在寬帶發(fā)展的殺手級(jí)應(yīng)用，是最具潛力的增值業(yè)務(wù)之一。
??????? 從全球范圍來(lái)看，截至2004年9月，全球已有50多家電信運(yùn)營(yíng)商推出IPTV業(yè)務(wù)。直至2004年底，全球的IPTV用戶已經(jīng)超過(guò)700萬(wàn)。
??????? 世界著名市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)StrategyAnalytics對(duì)IPTV市場(chǎng)總體收入和用戶數(shù)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2006年IPTV全球業(yè)務(wù)收入將達(dá)到80億美元，用戶數(shù)將達(dá)到800萬(wàn)以上。StrategyAnalytics對(duì)全球IPTV業(yè)務(wù)的預(yù)測(cè)結(jié)果表明，用戶數(shù)從2004年持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)市場(chǎng)大規(guī)模啟動(dòng)將在2006年，2008年將達(dá)到2000萬(wàn)以上。
??????? 在全球范圍內(nèi)將IPTV業(yè)務(wù)看作是IP網(wǎng)絡(luò)上具有很好的前途的一種業(yè)務(wù)的情況下，我國(guó)在IPTV業(yè)務(wù)的試驗(yàn)也開(kāi)始起步。中國(guó)兩家最大" title="最大">最大的商業(yè)IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信公司也在不同的地點(diǎn)進(jìn)行IPTV的試驗(yàn)或試運(yùn)行。
??????? IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展得益于信息處理技術(shù)和內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的發(fā)展。主要包括視頻圖像編碼技術(shù)、流化技術(shù)（包括MPEG-4/H.264編碼技術(shù)，MPEG-7、MPEG-21）、DRM(數(shù)字版權(quán)管理)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及訪問(wèn)技術(shù)等等……
??????? 下面我們主要針對(duì)IPTV系統(tǒng)中核心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)訪問(wèn)" title="數(shù)據(jù)訪問(wèn)">數(shù)據(jù)訪問(wèn)方面的應(yīng)用進(jìn)行分析與比較，力圖為廣大用戶的IPTV系統(tǒng)建設(shè)起到積極地參考作用。
????? IPTV系統(tǒng)應(yīng)用特性分析
?????? IPTV系統(tǒng)通常為用戶提供兩類使用方式：
?????? 1.直播：將各類視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為流模式，用戶可實(shí)現(xiàn)類似于電視的收視方式；
?????? 2.點(diǎn)播：將直播信號(hào)以流媒體文件的方式存儲(chǔ)在磁盤(pán)設(shè)備上，用戶可選擇自己感興趣的節(jié)目進(jìn)行播放；
??????? 在前文中已經(jīng)提到過(guò)，對(duì)最終用戶而言，IPTV的最大優(yōu)勢(shì)就在于可以通過(guò)點(diǎn)播的方式訪問(wèn)自己感興趣的節(jié)目。而點(diǎn)播方式無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)這一重要功能的必然結(jié)果，因此，在IPTV系統(tǒng)中如何使最終用戶得到良好的點(diǎn)播效果，尤其是大量用戶同時(shí)訪問(wèn)時(shí)的點(diǎn)播效果，則是IPTV系統(tǒng)的重中之重。
????? 1.1傳統(tǒng)IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)" title="點(diǎn)播系統(tǒng)">點(diǎn)播系統(tǒng)的技術(shù)局限性
??????? 傳統(tǒng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，由于受限于當(dāng)時(shí)的IT技術(shù)以及出于對(duì)成本的考慮，大多采用多個(gè)服務(wù)器+SCSI存儲(chǔ)設(shè)備或者多個(gè)服務(wù)器+ 服務(wù)器內(nèi)部硬盤(pán)的方式構(gòu)成，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：?
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??????? 傳統(tǒng)IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖
??????? 隨著各地寬帶用戶數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，這類點(diǎn)播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的不足，已嚴(yán)重影響與制約了點(diǎn)播業(yè)務(wù)自身地發(fā)展。其缺陷主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
????? 1.點(diǎn)播系統(tǒng)最大并發(fā)訪問(wèn)用戶數(shù)量，尤其是對(duì)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問(wèn)受到極大限制
??????? 當(dāng)IPTV系統(tǒng)推出當(dāng)前熱門(mén)數(shù)據(jù)后，必然會(huì)產(chǎn)大量的用戶集中訪問(wèn)。假設(shè)一臺(tái)點(diǎn)播服務(wù)器能夠支持的并發(fā)訪問(wèn)用戶數(shù)為N，一旦用戶數(shù)超過(guò)上限，該服務(wù)器上所有用戶的視頻點(diǎn)播質(zhì)量都會(huì)受到影響–出現(xiàn)頻繁的緩沖、用戶無(wú)法得到流暢的播放效果。也就是說(shuō)，即便是系統(tǒng)總體能承載點(diǎn)播服務(wù)器個(gè)數(shù)x N的理論并發(fā)量，但實(shí)際上承載能力僅為一臺(tái)服務(wù)器所能承受的最大限度N，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)中，特定數(shù)據(jù)只能由一臺(tái)服務(wù)器提供對(duì)外的點(diǎn)播服務(wù)。
????? 2.無(wú)數(shù)據(jù)冗余能力
??????? 傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)，采用DAS結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，各個(gè)服務(wù)器所管理的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，一旦出現(xiàn)某臺(tái)服務(wù)器故障，導(dǎo)致的必然結(jié)果就是該服務(wù)器所有的文件全部無(wú)法訪問(wèn)甚至損壞，無(wú)論是業(yè)務(wù)恢復(fù)還是重建片源庫(kù)，都會(huì)造成服務(wù)的長(zhǎng)時(shí)間中斷。
????? 3.數(shù)據(jù)管理性差
??????? 由于每個(gè)服務(wù)器及相關(guān)的存儲(chǔ)設(shè)備各自為政，彼此之間的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)空間無(wú)法實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)配、管理，使得存儲(chǔ)空間無(wú)法得到充分的利用。同時(shí)，也加大的系統(tǒng)的后期維護(hù)量--系統(tǒng)規(guī)模越大，管理性越低、管理難度越大。?
??????4.無(wú)法實(shí)現(xiàn)各服務(wù)器之間真正的負(fù)載均衡
??????? 由于每臺(tái)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)各自獨(dú)立，無(wú)法通過(guò)負(fù)載均衡" title="負(fù)載均衡">負(fù)載均衡類軟件對(duì)系統(tǒng)負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)的分配。為解決負(fù)載問(wèn)題，需要網(wǎng)絡(luò)管理員手工修改WEB服務(wù)器與流媒體文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在大規(guī)模的點(diǎn)播系統(tǒng)中，媒體文件數(shù)量數(shù)以千計(jì)，實(shí)際執(zhí)行起來(lái)，工作量巨大，而且對(duì)系統(tǒng)負(fù)載的所謂平衡具有很大的隨意性與不確定性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均勻分布。?
????? 1.2用戶需要什么樣的IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)?
??????? 大型的IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)，究竟需要提供一些什么樣的功能特性呢？通過(guò)我們與大量用戶的交流與研討，我們發(fā)現(xiàn)，用戶所關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題集中在如下幾個(gè)方面：
????? 1．足夠的數(shù)據(jù)訪問(wèn)穩(wěn)定性
????? 2．點(diǎn)播服務(wù)器群的負(fù)載均衡
????? 3．高擴(kuò)展性
????? 4．易于管理
????? 5．系統(tǒng)性價(jià)比
??????? 為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用，必須從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上對(duì)點(diǎn)播系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以滿足上述的多種功能需求。
??????? 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(guò)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)" title="分布式系統(tǒng)">分布式系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)?
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??????? 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(guò)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(guò)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(lái)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(wèn)。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(pán)上，供最終用戶訪問(wèn)。
??????? 舉例說(shuō)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(méi)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(jiàn)，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(lái)說(shuō)，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(pán)容量，則能達(dá)到最高的運(yùn)行效率。但這樣磁盤(pán)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(guò)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(wú)意義。
2.用戶訪問(wèn)的數(shù)據(jù)是否集中
如果某個(gè)用戶訪問(wèn)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(pán)，供用戶訪問(wèn)。在這樣的工作機(jī)制下，如果用戶的數(shù)據(jù)訪問(wèn)較為集中，邊緣服務(wù)器能夠?qū)⒓性L問(wèn)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(wèn)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(shuō)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：?
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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(wèn)方式上并沒(méi)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(jiàn)的局限性：
1.3.4.1系統(tǒng)用戶總?cè)萘俊⒎€(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(kù)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(wèn)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(wèn)題：媒體資料庫(kù)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(guò)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(pán)容量（a）大于或者等于所有分發(fā)服務(wù)器的磁盤(pán)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(wèn)具有相當(dāng)大的隨機(jī)性，根本無(wú)法預(yù)測(cè)用戶會(huì)在什么時(shí)候訪問(wèn)什么數(shù)據(jù)。因此媒體資料庫(kù)的容量越大，則邊緣服務(wù)器上的緩沖數(shù)據(jù)訪問(wèn)率越低，結(jié)果來(lái)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)。
1.3.4.4后期管理、維護(hù)困難
由于核心服務(wù)器與邊緣服務(wù)器之間、各邊緣服務(wù)器之間的內(nèi)容都不一致。因此，對(duì)每臺(tái)服務(wù)器都需要分別的、單獨(dú)的維護(hù)與管理，僅僅是設(shè)置各服務(wù)器裝載點(diǎn)及鏈接指向，就需要消耗管理員大量的精力和時(shí)間，再加上服務(wù)器本身以及各個(gè)本地緩沖磁盤(pán)空間的維護(hù)工作，管理員不得不忙于大量重復(fù)的系統(tǒng)的維護(hù)。
通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)點(diǎn)播系統(tǒng)以及基于流媒體數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制的分布式點(diǎn)播系統(tǒng)的分析，可以看出，受到數(shù)據(jù)與服務(wù)器之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的限制，上述的點(diǎn)播解決方案都存在著非常明顯的不足。為滿足寬帶用戶群日益增長(zhǎng)的娛樂(lè)需求，大規(guī)模點(diǎn)播系統(tǒng)的建設(shè)可以說(shuō)是勢(shì)在必行的，而如何改善數(shù)據(jù)的訪問(wèn)結(jié)構(gòu)，則是大規(guī)模點(diǎn)播系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵。
1.4共享式點(diǎn)播系統(tǒng)分析
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針對(duì)傳統(tǒng)點(diǎn)播系統(tǒng)以及分布式點(diǎn)播系統(tǒng)中所存在的問(wèn)題，共享式點(diǎn)播系統(tǒng)從存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，引入了全新的SAN數(shù)據(jù)共享技術(shù)，為大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用奠定了一個(gè)近乎完美的基礎(chǔ)。
1.4.1共享式系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)
共享式系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)
共享式點(diǎn)播系統(tǒng)采用了標(biāo)準(zhǔn)的C/S結(jié)構(gòu)，以運(yùn)行流媒體、WMS等點(diǎn)播程序的服務(wù)器作為服務(wù)器端，最終用戶作為客戶端，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)直接從點(diǎn)播服務(wù)器上獲取所需媒體數(shù)據(jù)。
1.4.2共享式系統(tǒng)工作原理
在共享式點(diǎn)播系統(tǒng)中，所有的點(diǎn)播服務(wù)器利用FC光纖通道技術(shù)，接入到存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN）；每個(gè)點(diǎn)播服務(wù)器都能夠通過(guò)SAN網(wǎng)絡(luò)同時(shí)高速訪問(wèn)所有的媒體數(shù)據(jù)；通過(guò)負(fù)載均衡技術(shù)，將所有的點(diǎn)播服務(wù)器組成一臺(tái)虛擬的服務(wù)器對(duì)外提供服務(wù)，無(wú)論系統(tǒng)使用多少臺(tái)真實(shí)的服務(wù)器，對(duì)客戶端來(lái)說(shuō)，看到的都只是1個(gè)服務(wù)器、1個(gè)計(jì)算機(jī)名、1個(gè)IP地址，而系統(tǒng)負(fù)載則由全部的點(diǎn)播服務(wù)器來(lái)均勻承擔(dān)。
舉例說(shuō)明：假定系統(tǒng)由4臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成共享式點(diǎn)播系統(tǒng)，此時(shí)，用戶1向系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)播請(qǐng)求，則系統(tǒng)將自動(dòng)把客戶的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器1，并由服務(wù)器1來(lái)完成其請(qǐng)求；用戶2的點(diǎn)播請(qǐng)求則由服務(wù)器2完成……用戶5的請(qǐng)求由服務(wù)器1完成，并以此類推。
1.4.3分布式和共享式點(diǎn)播系統(tǒng)功能比較
1.4.3.1如何確保數(shù)據(jù)訪問(wèn)的穩(wěn)定性
點(diǎn)播系統(tǒng)屬于全天候工作的生產(chǎn)系統(tǒng)，任何時(shí)間段都會(huì)有用戶使用，確保數(shù)據(jù)訪問(wèn)的穩(wěn)定性，更是ISP服務(wù)質(zhì)量的直接體現(xiàn)。
確保數(shù)據(jù)訪問(wèn)的穩(wěn)定性，最根本的手段就是消除“數(shù)據(jù)孤島”，也就是避免數(shù)據(jù)依賴于特定服務(wù)器才能訪問(wèn)的局限性。例如在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中，如果指環(huán)王3這部影片只能由服務(wù)器A訪問(wèn)，那么一旦服務(wù)器A宕機(jī)或損壞，則無(wú)法對(duì)指環(huán)王3這部影片進(jìn)行訪問(wèn)，而且這種現(xiàn)象一直會(huì)持續(xù)到服務(wù)器A恢復(fù)正常。服務(wù)器A的這種狀態(tài)，我們即可稱之為“數(shù)據(jù)孤島”。
分布式的點(diǎn)播系統(tǒng)中是否存在“數(shù)據(jù)孤島”呢？我們知道，分布式系統(tǒng)中，為了提高整體性能，必須使用多個(gè)核心服務(wù)器--否則核心服務(wù)器將會(huì)成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸所在。而多個(gè)核心服務(wù)器的使用，則直接導(dǎo)致了多個(gè)“數(shù)據(jù)孤島”的出現(xiàn)– 不同的核心服務(wù)器各自管理著不同的數(shù)據(jù)。因此，為了提高性能而不得不采用多核心服務(wù)器的分布式點(diǎn)播系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)一樣，存在著“數(shù)據(jù)孤島”的問(wèn)題，無(wú)法確保大規(guī)模點(diǎn)播系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)穩(wěn)定性的要求。
共享式的點(diǎn)播系統(tǒng)，采用了ImageSAN文件共享系統(tǒng)，所有的點(diǎn)播服務(wù)器，均能夠同時(shí)高速訪問(wèn)集中存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)，無(wú)論有幾個(gè)點(diǎn)播服務(wù)器宕機(jī)，只要有一個(gè)點(diǎn)播服務(wù)器處于工作狀態(tài)，整個(gè)點(diǎn)播系統(tǒng)仍然能夠?qū)ν馓峁┱７?wù)。通過(guò)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)并且完全共享的方式，共享式點(diǎn)播系統(tǒng)徹底解決了“數(shù)據(jù)孤島”的問(wèn)題，在確保數(shù)據(jù)訪問(wèn)的穩(wěn)定性方面，提供了有力的保障。
1.4.3.2系統(tǒng)負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的負(fù)載均衡，是一直以來(lái)點(diǎn)播系統(tǒng)中的一個(gè)重要課題。通常來(lái)講，負(fù)載均衡分為兩種類型：
1.大量的并發(fā)訪問(wèn)或數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理，減少用戶等待響應(yīng)的時(shí)間；
2.單個(gè)重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理結(jié)束后，將結(jié)果匯總，返回給用戶，使系統(tǒng)處理能力得到大幅度提高。
當(dāng)然，在點(diǎn)播系統(tǒng)中所涉及的負(fù)載均衡技術(shù)主要旨在均衡多臺(tái)服務(wù)器和應(yīng)用程序之間的流量負(fù)載。
傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)始終無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均衡，其根本原因即在于：無(wú)法根據(jù)點(diǎn)播服務(wù)器的負(fù)載對(duì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行分配，只能依賴于數(shù)據(jù)的分布進(jìn)行分配。我們?cè)俅我灾腑h(huán)王3這部影片作為實(shí)際案例--由于該數(shù)據(jù)只能由服務(wù)器A訪問(wèn)，因此，無(wú)論采用何種先進(jìn)的均衡機(jī)制，所有對(duì)該文件的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，最后都會(huì)集中到服務(wù)器A。這也是傳統(tǒng)點(diǎn)播系統(tǒng)不可避免的8-2現(xiàn)象-- 即80%的負(fù)載，集中在20%服務(wù)器上。
分布式系統(tǒng)通過(guò)將大量數(shù)據(jù)分發(fā)到邊緣服務(wù)器的工作機(jī)制，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“負(fù)載均衡”–如果用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)在多個(gè)邊緣服務(wù)器上均有緩沖，那么多個(gè)這樣的數(shù)據(jù)請(qǐng)求能夠被分配到多個(gè)邊緣服務(wù)器上。但是，如果請(qǐng)求的數(shù)據(jù)僅存在于一個(gè)邊緣服務(wù)器或者存在于分發(fā)服務(wù)器上，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求的負(fù)載均衡。另外，邊緣服務(wù)器的緩沖區(qū)是不斷更新的，因此無(wú)法保證負(fù)載均衡的有效性和長(zhǎng)期性。
共享式系統(tǒng)中，所有點(diǎn)播服務(wù)器訪問(wèn)的數(shù)據(jù)都是一致的。對(duì)于任何數(shù)據(jù)請(qǐng)求，都能夠有效地進(jìn)行負(fù)載分配–根據(jù)管理員設(shè)定的策略進(jìn)行自動(dòng)均衡，能夠達(dá)到“點(diǎn)播系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)量= 單服務(wù)器最大并發(fā)用戶 x 服務(wù)器數(shù)量”這一理想狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均衡，能夠確保用戶得到最大化的投資收益。
1.4.3.3系統(tǒng)擴(kuò)展性
系統(tǒng)擴(kuò)展性主要是指點(diǎn)播系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)量，以及點(diǎn)播媒體資料庫(kù)容量這兩點(diǎn)。
分布式系統(tǒng)在擴(kuò)展性上存在著一個(gè)非常矛盾的問(wèn)題：媒體資料庫(kù)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(guò)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(pán)容量（a）大于或者等于所有分發(fā)服務(wù)器的磁盤(pán)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(wèn)具有相當(dāng)大的隨機(jī)性，根本無(wú)法預(yù)測(cè)用戶會(huì)在什么時(shí)候訪問(wèn)什么數(shù)據(jù)。因此媒體資料庫(kù)的容量越大，則邊緣服務(wù)器上的緩沖數(shù)據(jù)訪問(wèn)率越低，結(jié)果來(lái)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)。
基于ImageSAN的共享式點(diǎn)播系統(tǒng)的擴(kuò)展性基本上不受限制，通過(guò)添加點(diǎn)播服務(wù)器和高性能、大容量磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)即可滿足各方面的擴(kuò)展需求，甚至在整個(gè)系統(tǒng)升級(jí)的過(guò)程中，點(diǎn)播服務(wù)都無(wú)需中斷。
1.4.3.4系統(tǒng)管理性
分布式系統(tǒng)采用的核心服務(wù)器+邊緣服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，使服務(wù)器的數(shù)量增加，從而增加了管理員的工作量；由于數(shù)據(jù)廣泛地分布在整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)中，對(duì)于媒體資料庫(kù)內(nèi)容更新、存儲(chǔ)空間的調(diào)配、邊緣服務(wù)器緩沖空間管理等過(guò)程充斥在管理員的日常工作中，極大地增加了管理員的工作難度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障點(diǎn)難以迅速確認(rèn)……
共享式點(diǎn)播系統(tǒng)的管理工作可謂簡(jiǎn)易：服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量較少，管理工作量也隨之減少；媒體資料更新只需要執(zhí)行一次，即可在所有點(diǎn)播服務(wù)器上提供對(duì)外的服務(wù)，也無(wú)需考慮存儲(chǔ)空間如何調(diào)配等問(wèn)題；簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，也能夠更加迅速地找到故障點(diǎn)并加以排除。
1.4.3.5系統(tǒng)性價(jià)比
用戶在進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，總是希望能夠以最小的投入換回最大的收益。成都登峰科技有限公司作為專業(yè)的存儲(chǔ)解決方案供應(yīng)商，一直致力于將我們豐富的存儲(chǔ)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與對(duì)用戶具體應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合，為用戶提供真正切合實(shí)際應(yīng)用的解決方案，同時(shí)幫助用戶降低總體擁有成本，提高投資回報(bào)。
結(jié)合前面的分析，我們認(rèn)為，分布式的點(diǎn)播系統(tǒng)實(shí)際上并沒(méi)有徹底克服傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)中存在的弊病；而基于ImageSAN的共享式點(diǎn)播系統(tǒng)在各種功能性上已經(jīng)通過(guò)結(jié)構(gòu)的改善而達(dá)到了相當(dāng)理想的效果。
從成本上考慮，分布式系統(tǒng)需要在服務(wù)器、流媒體軟件上面增加相當(dāng)?shù)耐度耄欢蚕硎较到y(tǒng)僅需要增加ImageSAN共享系統(tǒng)的投入。分布式系統(tǒng)的投入是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于共享式系統(tǒng)的，即便是考慮到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的一些特殊因素，分布式系統(tǒng)與共享式系統(tǒng)的成本也是相差無(wú)幾。
綜合功能性和成本兩方面的因素，基于ImageSAN的共享式點(diǎn)播系統(tǒng)無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用的理想選擇。