流媒体系统架构的应用探索
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作者: 陈玉峰 殷刚
摘要：针对国内当前流媒体行业的现状，本文对国内主流视频媒体公司的服务器架构进行了对比研究。分析了基于C／S架构的流媒体系统和基于P2P架构的流媒体系统的优缺点，并针对其不足提出了建议最后对行业整体的发展提出了展望，
关键词：流媒体；P2P：系统架构
中图分类号：TP393 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2011)21-0088-02
一、引言
流媒体(Streaming Media)又称流式媒体，是指采用流式传输方式在互联网上播放的媒体格式，如音频、视频或多媒体文件，用户可以边接收边播放。近年来互联网的迅猛发展和普及，为流媒体业务发展提供了强大的市场动力。流媒体最初的模式是C／S模式，但随着用户量的激增，很多公司的服务器难以支持巨大的用户量和高昂的带宽费用，最终被迫倒闭或寻求新的解决方案。P2P模式就是为了解决C／S模式的弊端而产生的，很多人认为这种模式必将取代C／S模式。然而随着其追随者的不断增多，这种模式也暴露出了严重的弊端，即版权纠纷问题。严格地说U前国内流媒体公司中大多数公司都无法保证其资源不会被盗取。因此目前C／S模式与P2P模式各有优缺点，还很难说某一种模式具有绝对的优势。
二、两种模式的应用现状
1.基于C／S架构的流媒体系统
在基于C／S架构的流媒体系统中，客户端直接从服务器下载媒体资源。服务器通常由集群组成，并且能提供极高的网络带宽。为了支持这一模式的运营，企业通常需要维护庞大的服务器集群，并支付高额的网络带宽费用。优酷网和土豆网就是这一模式的典型代表，不但需要付出大量的人力物力，每月的带宽费用就高达上千万。由于这两个原因很多企业放弃了这一模式转而采用P2P模式。
对C／S模式贡献最大的是Adobe公司，旗下拥有rtmp、rtsp、rtp、rtep等流媒体协议及rap4、flv、f4v等文件格式。Adobe的基本思想是在文件格式中加入流化信息(数据打包)，通过流媒体协议列数据进行传输(流式传输)，协议中带有流控信息，能够充分保证客户的播放质量(QoS)。有Adobe公司作为C／S模式的后盾，相信C／S模式必然会前途无量。Adobe的方案对于视频点播和视频直播都适用。流式传输的控制机制是时间戳，每一个数据包都带有一个时间戳。当点播(直播)开始时，服务器通过判断时间戳向客户端发送数据。这一机制保证了数据均匀地流向客户端，减少了服务器端的压力，当客户端带宽不足以播放媒体数据时，流媒体协议会通过丢弃一部分数据包(非关键帧)的方式以保证客户端能够流畅播放。时间戳的计算方法通常是一个随机值加上一个相对时间得到。这就决定了即使两个客户端点播同一个媒体资源，其时间戳也是不同的。所以这种思想无法被运用于P2P模式，因为P2P模式要求共享的数据必须是相同的。
C／S模式一般只支持客户端观看，而不支持下载影片。因为下载影片会造成版权纠纷，而这一点在很多P2P模式的流媒体系统中很难得到保障。在P2P模式中为了保证数据分享率，很多公司会强迫客户存储文件内容，甚至是客户根本就不会看到的文件。而文件内容一旦被下载，如果不采取有力的加密方式，很容易遭到盗版。其中一个反而实例就是QVOD软件，这款软件在提供在线观看的同时也会下载影片，完全不能提供版权保障，可以说QVOD提供了一个“完美”的盗版平台。从这一点我们可以看出C／S模式相对于P2P模式是有一定优势的。
2.基于P2P架构的流媒体系统
P2P(Peer to、Peer)技术又称为对等网络技术，它是一种用于不同电脑的用户之间共享数据信息的技术。P2P技术兴起于上世纪90年代，成功的案例有很多，然而应用于流媒体行业的时间还很短，采样P2P模式的流媒体系统只需要提供位数不多的服务器，就可以支持几百万至几千万的客户点播、一方面节省人力物力资源，另一方面大大节省了带宽费用。通常情况下数据分享率能达到95％以上，也就意味着只有不到5％的数据是从公司服务器流出。由于P2P流媒体对服务器和带宽资源的需求低，也就降低了进入这个市场的门槛，这样，就涌现了一批从事P2P流媒体运营的企业。
P2P模式的流媒体系统一般分为两个部分：CDN网和P2P网CDN网是内容分发网，由服务器集群组成。它提供了一套内容分发机制，保证了无论客户端从CDN网的哪个点接人都能流畅地获取数据。P2P是由内部服务器及客户端组成，观看同一资源的客户端彼此之间共享数据。只有少数客户端能够从CDN网获取到数据，其他客户端都是从彼此之间获取数据。为了保证数据分享率足够高，有些公司甚至会将媒体数据提前部署到客户端，当然这一举动是在客户端不知情的情况下进行。
日前P2P模式的流媒体公司大多只注重盈利而不注重标准的研发，没有像Adobe一样的公司能够提供一套标准的解决方案。人多数公司都有自己的一套解决方案，而这些方案或多或少存在缺点。例如迅雷网，其数据传输完全采用私有协议。影片点播类似丁文件传输，先将影片无数据传送到客户端，后续数据只需顺序传送到客户端就可以实现在线播放。这一思想实现起来虽然没有什么问题，但是码率并不稳定，很容易给服务器端造成压力。为了解决码率问题，必须加入一些其他机制，这一点与时间戳机制相差甚远。而且对于点播和直播通常会有两套不同的解决方案，增加了维护的难度。
三、两种模式的对比结果
从两利-模式的对比情况我们可以看出，目前C／S模式和P2P模式的运用是各占半壁江山。C／S模式是传统模式，虽然其维护成本较高，但是不会造成版权纠纷。从长远来看其生命力依然旺盛。P2P模式是后起之秀，从运用角度来讲更适合一个企业的发展，但是其缺点也是很明显的。对于一个成功的企业来说，如果不能创造出一套完美的解决方案并解决版权问题，就很难成为国际级企业。比方说2010年上市的优酷网，由于其采用了Adobe的解决方案，完全避免了版权纠纷。而在国内采用P2P模式的公司中，很多公司无法解决版权纠纷，甚至根本没有解决版权问题，这就决定了这些企业很难成为国际级企业，只能在国内发展。总之两种模式会相互促进，共同发展。
四、展望
随着硬件设备的性能和自动化运维技术的不断提升，C／S模式的弊端会不断减少。目前国内的带宽费用非常高，带宽质量与发达国家相比却相差甚远。小过相信随着我国制度的不断健全，网络带宽费用会大幅下调。C／S模式仍将是一个主流的选样。P2P模式是一种新的模式，从其诞生到现在经历的路程还十分短暂。相信经过几年的发展，会有更多的公司支持这一模式，也会有更完美的解决方案诞生。
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(编辑：隗爽)
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