CDN打造高质量的视频业务
网络是业务的基础,业务是网络价值的具体体现。作为业务承载的关键层面,城域网的建设一直是各运营商网络建设中的重点。那么,在话音业务发展趋于饱和、数据通信与互联网业务迅猛增长的业务转型过程中,城域网的建设、改造和升级无疑仍然是运营商新一轮网络建设的重中之重,也是运营商打造核心竞争力的关键。
随着宽带网络和宽带流媒体应用的兴起,CDN作为一种提高网络内容特别是流媒体内容传输的服务质量、节省骨干网络带宽的技术,在国内外得到越来越广泛的应用。
CDN通常被称为内容分发网络(Content distribution network),有时也被称作内容传递网络(Content delivery network)。内容分发和传递一方面可以看作是CDN的两个阶段,分发是内容从信息源分布到CDN边界节点的过程,传递是用户通过CDN获取内容的过程;另一方面,分发和传递可以看作是CDN的两种不同的实现方式,分发强调CDN作为透明的内容承载平台,传递强调CDN作为内容的提供和服务平台。
CDN最初被用于分发Web内容,即主要实现WebCache的功能。随着宽带接入的普及以及基于流媒体的宽带应用的迅速发展,CDN被发现是一种能够有效缓解流媒体传输的高吞吐率对骨干网络带宽带来的压力,同时提升流媒体服务质量的有效手段。因此,近年来,CDN得到越来越多的重视,并在国内外得到广泛的部署,而流媒体内容也取代Web内容成为CDN主要承载的对象。
CDN的核心思想是将内容从中心推到边缘靠近用户的地方,这样,不但有效提高了用户访问内容的性能,而且有效减轻了中心设备和骨干网络的压力。通过CDN,可以将内容服务从原来的单一中心结构变为分布式的结构。
尽管CDN的发展已经有多年的历史,但是至今CDN还缺乏统一的国际标准。不同的CDN解决方案在实现上各不相同。总体上,CDN网络的设计有两种思路:一种是将CDN设计为一种透明的承载网络;另一种是将CDN设计为一个分布式内容服务网络。
CDN的关键技术主要有内容路由技术、内容分发技术、内容存储技术、内容管理技术等。
在宽带流媒体业务的驱动下,CDN目前正处于高速发展的时期。
在设备开发方面,CDN发展趋势主要表现在三个方面:首先是不同CDN实现方式的融合,例如,硬件厂商在不断降低成本,软件厂商在不断提高单台设备的性能、支持更多的功能,引入一些硬件设备设计思路;其次是流媒体在CDN中日益成为主流,因此,CDN的设计和实现越来越多地考虑到流媒体内容分发和服务的需求;最后是CDN的可运营性和可管理性方面的功能得到不断增强,由于运营商建设CDN越来越普遍,因此,可运营可管理的需求越来越高,CDN设备提供商和CDN网络集成商普遍在解决方案中增强了系统的可运营、可管理的能力。
在标准化进展方面,CDN长期以来缺乏统一的技术标准。这给CDN的大规模应用造成很大障碍。近年来,CDN的标准化工作得到了较多重视。各个标准化组织都展开了相关的研究。例如,IETF对内容互联的架构方面正展开相关的研究。在ITU,有一些关于移动CDN的提案正在被讨论。尽管如此,CDN的标准化工作还是落后于产品的研发。CDN的标准化工作还有很长的路要走。
CDN作为一种支持大规模高质量的视频业务的关键技术已经基本成熟,并得到了越来越广泛的应用。从目前已经运营的CDN网络的情况来看,CDN对于提高视频业务的服务质量、降低骨干网络带宽的作用非常明显。但由于CDN缺乏统一的技术标准,因此,会在一定程度上制约CDN的发展。可以预见,在视频业务应用的驱动下,CDN将进一步得到长足发展。
IPTV关键技术研究与标准制定
摘要 详细介绍了IPTV关键技术中的编码技术、数字版权管理(DRM)技术、内容分发网络(CDN)技术、电子节目指南(EPG)技术、机顶盒(STB)技术,IPTV标准化情况中电信行业IPTV标准制定情况、广电行业IPTV相关标准制定情况,以及对目前IPTV技术研究与标准制定工作的思考。
关键词 IPTV 关键技术 标准
1、引言
IPTV既可以提供电视节目直播(LTV)、视频点播业务(VOD)、准视频点播(NVOD)、时移电视点播(TSTV)、电视网络冲浪(Web-TV)等基本业务,又可以提供如视频即时通信、电视短信、互动广告、在线游戏、在线购物等各种视频增值业务,由于这些业务用于电视机终端后,受众面极为广泛,因此IPTV业务被普遍认为具有非常好的发展前途。但是,传统电视是一种广播级的服务,操作简单、反应实时、画面稳定和服务可靠。与之相比,IPTV还具有接入带宽不足、画面质量不高、用户使用费用较高、产品不成熟等诸多弱点。IPTV要成为真正意义上的可运营的业务,就必须能保证达到或接近达到传统电视广播级的质量。为了达到这一目标,在从内容制作到终端接收的整个实现过程中需要用到许多的关键技术,包括编码、数字版权管理(DRM)、内容分发网络(CDN)、电子节目指南(EPG)、机顶盒(STB)技术等,这些技术都需要深入的研究探讨,并且这些技术应用的标准化工作也只是刚刚开始。
2、IPTV关键技术
2.1 编码技术
编码技术是多媒体通信中使用的基本技术之一。多媒体通信的一个显著特点就是要传输的信息量非常大,尤其是视频数据,其编码技术甚至会在较大程度上影响业务质量,因此视频编码技术在IPTV中的地位非常重要。
随着人们对视频编码技术研究的不断深入,一些视频编码技术成果相继诞生。有的甚至已经被国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO)接受为国际标准。其中,已经发布的有:H.261,H.262,H.263,H.264以及MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4等。目前,国内外已经开展的IPTV业务基本上都是使用MPEG-2编码方式。
AVS是我国自行开发、具有自主知识产权的新一代编码方式。目前,我国正在进行AVS的规格制订工作,AVS视频主要面向高清晰度电视、高密度光存储媒体等应用中的视频压缩。
除视频编码技术之外,目前互联网使用较多的流媒体格式主要是美国Real Networks公司的RealMedia,Apple公司的QuickTime,微软公司的WindowsMedia以及Macromedia的ShockWave Flash。
2.2 数字版权管理(DRM)技术
数字多媒体内容是IPTV中最为关键的节目来源。数据数字版权管理(Digital Rights Management,简称DRM)技术为内容提供者保护他们的私有视频、音乐或其他数据的版权提供了一种技术手段。它的工作原理是,媒体制作者在节目制作阶段将版权信息嵌入到媒体内容之中,并通过加密方式对其加以保护。有了DRM技术,可使各个平台(无论是因特网、流媒体还是交互数字电视)的内容提供商们放心地提供更多的内容,采取更灵活的节目销售方式,同时有效地保护知识产权。当需要验证媒体合法性的信息时。再通过技术方法或手段从媒体之中将版权信息读取出来,这样就可以进行版权信息的比对了。
目前,使用最为普遍的DRM技术是数字水印(Digital Watermark)。它使用一定的算法,在被保护的数字格式的音乐、歌曲、图片或影片中嵌入某些标志性信息(称为数字水印),来达到证明版权归属和跟踪侵权行为的目的。数字水印信息一般包括作者的序列号、公司标志以及一些有特殊意义的文本信息。
2.3 内容分发网络(CDN)技术
内容分发网络(CDN)起初只是一个为了加快用户的互联网访问速度而建立的网络,一般由各类网站自己建立。其目的是,通过CDN把互联网视频和网页内容分发到靠近用户端的CDN节点,在一定程度上保证端到端的服务质量,提高用户的响应速度。
由于现有CDN不是针对大尺寸流媒体文件而设计的,因而无法直接用来承载IPTV业务,需要针对IPTV业务的特点,引入先进技术来进行建设和管理。例如,针对IPTV需要存储海量数据的特点,可以利用刀片式服务器、NAS、SAN等以先进的存储装备配置、先进的存储技术和先进的存储管理方式来对CDN网络进行改造。针对IPTV实时性和高质量的要求,可采用将原来依靠Internet的网络传输改为通过专线传输和将文件进行切片并利用P2P机制传输来解决。对于CDN网络管理,可以制定一个合理的内容管理方案来提高CDN网络的效率,变被动管理为主动管理。例如,可将媒体内容分为直播内容、点播内容来分别处理。再根据点播率将点播内容分为冷/热片来分别对待。
2.4 电子节目指南(EPG)技术
电子节目指南(EPG)也就是电视节目导航系统,主要用来描述提供给电视观众的所有节目的信息,它是构成交互电视的重要技术之一。在IPTV业务中,用户可通过EPG来了解电视节目的名称、播放时间和内容梗概等相关信息,并实现对节目的快速检索和访问,进行频道选择或视频点播等操作。除了电视节目的导航之外,还可通过电子节目指南向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界面来实现各种增值业务的导航。
一般来讲,一个EPG系统包含两个主要部分,即发生器子系统和解码器子系统。发生器子系统负责产生IPTV业务信息(Service Information,SI),一般由平台运营商提供。解码器子系统负责对业务信息进行解析并生成电子节目菜单,一般在接收端机顶盒的综合接收解码器(IRD)中实现。这就要求发生器子系统产生的信息,必须能保证被解码器子系统正确解析。
2.5 机顶盒(STB)技术
IPTV终端有三种基本类型,分别是计算机、手机和电视机。计算机配备相应的软件。即可直接用作IPTV的终端:用于移动流媒体平台的多媒体手机也可以直接使用;但对于电视机来讲,情况就不同了。由于电视机本身并没有存储功能,不支持软件安装,也无法像手机那样加装流媒体支持功能,因而无法实现IP的支持功能,必须加装一个将IP数据流转换成电视机可以接受的信号的机顶盒设备作为中介才能收看IPTV节目。这样,作为普及面最广的接收终端——电视机,为它制作机顶盒就成为开展IPTV业务的关键。
就目前的发展情况来看,作为用户接收端设备,STB需要具备包括数据转换、接入支持、协议支持、业务支持、解码支持等在内的多种功能。数据转换是STB最基本的功能,就是要将接收到的IP数据转换成电视屏幕可以显示的数据。在接入支持方面,STB一般需要支持目前应用较多的LAN或xDSL或WLAN等多种宽带接入方式,未来还要提供FTTH接入支持。在协议支持方面,STB需要支持TCP/UDP/IP协议族来完成互操作信息的网络传输,以及IP数据和视频流媒体数据的接收和处理工作。在业务支持方面,STB一般需要支持目前较为流行的视频点播、组播、Internet浏览、短消息、可视业务和网络游戏等业务。在解码支持方面,STB需要支持对多媒体码流的解码能力,一般需要支持现行的国际标准格式(如MPEG-2,MPEG-4等)以及国产标准格式AVS。除了上述这些功能之外,STB还要支持数字版权管理、内容缓存、交互控制、接入鉴权和业务及网络管理功能。
3、IPTV标准化情况及目前存在的问题
3.1 电信行业IPTV标准制定情况
(1)国际标准情况
虽然在欧美地区和亚太部分地区的电信运营商都不同程度地部署了IPTV业务,由于他们各自采用的技术和编码格式的不同,至今还没有一个统一的国际标准。到目前为止,ITU等国际组织还没有专门针对IPTV的标准或草案。2005年初,由信息产业部电信研究院起草的《基于IP网络的视讯点播业务需求》是向国际标准化组织ITU-T提交的关于IPTV内容的第一份提案,但还很单薄,距离形成一个完整的体系还相差甚远。
(2)国内标准情况
我国关于IPTV的行业标准已经开始制定。中国通信标准化协会归口管理的行业标准《IPTV业务终端技术要求》已经进入报批稿阶段。预计与之相关的系列标准也将会陆续开始制定工作,这些标准可能包括《IPTV业务总体技术要求》、《IPTV业务内容分发网络技术要求》、《IPTV业务流媒体服务器技术要求》、《IPTV业务数字版权管理系统技术要求》、《IPTV业务认证计费运营管理技术要求》和《IPTV业务内容检索技术要求》等。此外,IPTV关联项目《流媒体业务技术框架》也已经进入讨论稿阶段。
除了行业组织之外,我国的电信运营企业也正在加紧对IPTV系列标准的研究,通过对相关设备和技术进行测试和比对,研究和制订业务网和承载网的系列技术标准,作为网络优化和设备选型的参考。其中,中国网通正在制定的系列企业标准包括《中国网通IPTV应用服务系统技术规范》、《中国网通IPTV EPG技术规范》、《中国网通IPTV机顶盒技术规范》、《中国网通IPTV DRM技术规范》、《中国网通IPTV视频编解码标准》、《中国网通IPTV运营支撑系统技术规范》、《中国网通IPTV应用服务系统设备接口规范》、《中国网通机顶盒功能规范》和《中国网通IPTV业务规范》等,该系列标准有的已经完成,有的还正在紧锣密鼓地制定当中。
3.2 广电行业IPTV相关标准制定情况
严格来讲,广电行业还没有开始IPTV标准的制定工作,只是在数字电视标准制定方面的工作比较深入,但由于数字电视与IPTV业务有许多相似之处,并且相互之间有很大关系,本文简要介绍一下:
(1)国际标准情况
为了使用户可以通过广播和在线方式搜索、选择和合法利用数字电视的内容,ETSI和EBU(Europe Broadcasting Union)等在2003年10月开始制定TV-Anytime Phase 1系列规范,该系列包括7个方面的内容,分别是“Phase 1 Benchmark Feature(第1阶段基准特性)”,“System Description(系统描述)”,“Metadata(元数据)”,“Content Referencing(内容处理参考模型)”,“RightManagementandProtection(RMP)Information for Broadcast Applicable(用于广播的版权管理和保护的信息)”,“Delivery of Metadata Over a Bi-di-rectional Network(双向网络上的元数据传送)”,“Bi-directional Metadata Delivery Protection(双向元数据传送保护)”。
(2)国内标准情况
广电行业数字电视标准制定主要有全国广播电视标准化技术委员会和全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会两个机构。全国广播电视标准化技术委员会的相关标准制定工作开展的较早些,目前已经或正在制定的标准包括《数字电视图像质量主观评价方法》、《卫星数字电视广播信道编码与调制规范(DVB-S)》、《有线数字电视广播信道编码与调制规范(DVB-C)》、《数字电视广播条件接收系统规范(CA)》、《数字电视广播业务信息规范(SI)》、《广播电视音像资料编目规范(Metadata)》、《数字电视广播电子节目指南规范(EPG)》、《数字电视系统中的数据广播规范(Data Broadcasting)》、《数字电视传输中间件规范》(草案)和《地面数字电视广播信道编码与调制规范(DVB-T)》(讨论)等。全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会目前已经或正在制定的标准包括《卫星数字电视机顶盒规范(DVB-SSTB)》、《有线数字电视机顶盒规范(DVB-C STB)》(草案)、《数字电视机顶盒中间件规范》(草案)、《家庭网络体系结构与参考模型》(讨论)和《家庭网络系统控制子网规范》(讨论)等。
4、关于目前IPTV技术研究与标准制定工作的思考
4.1 关于业务开展的问题
从目前的情况来看,IPTV业务质量还没有达到可运营的水平,除了政策环境、费用等因素之外,这里也有技术和标准方面的因素。从今后一段时间内的发展来看,尤其是到2008年奥运会时,IPTV业务可能会有一个飞跃式的发展。因此,必须要加快编码、DRM、CDN、EPG、STB等技术研究的步伐,从提高QoS、满足不同层次用户需求和加强网络与内容的安全管理等出发,制定出相应的切实可行的标准,以使IPTV尽快完成正式运营的准备工作。
4.2 关于民族技术与标准发展的问题
IPTV是一个巨大的产业,这一点是众所周知的。然而,目前我国电信产业仍然受制于人这一不争的事实在IPTV产业初期就体现的淋漓尽致,尤其是编码技术高昂的专利费用已经使我国前几年还蓬勃发展的VCD,DVD产业坠入了日落黄花的地步。为了避免再次落入他人的专利和技术陷阱,避免再次沦为替他人打工的境地,在技术研究和标准制定工作中必须充分考虑对国产自由知识产权的技术和标准(如AVS标准等)的支持。
4.3 关于互联互通的问题
IPTV是一个全国乃至全球性的产业,因此其互联互通问题也涉及到网络运营商、接入服务提供商、内容服务提供商等各个方面。一方面,我国的网络运营商包括电信、网通、移动、联通、铁通、卫通等多家企业,而广电网络运营商则是各省市之间分割成块的局面,各电信网络间业务如何互联互通,各广电网络间如何互联互通,电信与广电网络之间是否需要互联互通。另一方面,为保护广大收视观众的利益。多平台运营商并存肯定是不可避免的。EPG与STB一般由不同的提供商提供,前者位于网络平台,后者位于用户终端,不管二者在技术上是如何实现的,它们之间通信的基本信息必须通过标准形式确定下来。
4.4 关于标准融合的问题
如果抛开计算机和手机两种终端方式的话,IPTV主要是IP技术与TV终端的结合,这就涉及到电信与广电相关标准的融合问题。广电方面已经制定了很多的相关标准,其中很多对电信方面标准的制定工作都有借鉴意义。两个行业间在制定标准时是否需要以及如何照顾到对方的网络、业务与技术特点,是否有必要成立标准制定联合小组,还需要两个行业以及相关主管部门仔细思考。
4.5 关于国际标准主动权的问题
目前,ITU基本上只是开展了一些针对流媒体标准的制定工作,还没有开始专门针对IPTV标准的制定工作,应该说这对于我国是一个很好的发展机会。然而,IPTV是流媒体业务的一种,如果再专门提出来制定系列标准,可能会引起争议。但IPTV是一种融合的业务,与传统意义上的流媒体又有些区别。因此,如果开展这方面的国际标准研究工作,找准切入点是关键。
5、结束语
IPTV是一个巨大的产业,它涉及到编码、DRM、CDN、EPG、STB等很多技术,这些技术还有许多方面需要研究和探讨。虽然包括这些技术标准在内的系列标准制定工作已经开始,但这还只是处于起步阶段。在今后的标准制定工作中,还有业务开展、民族技术与标准发展、互联互通、标准融合、国际标准主动权等很多问题需要考虑。因此,还需要业内人士共同努力,共同推进IPTV相关技术研究和标准制定工作的前进。
从流媒体与CDN承载技术看互联网的发展
本文从宽带接入带动互联网业务的发展分析入手,提出宽带多媒体技术和业务的发展趋势,然后特别分析了目前可以运营的流媒体技术和业务特点,并由此引申出对CDN承载技术的需求。
一、宽带接入带动互联网业务的发展
互联网作为一种新的信息流动承载平台,正在深刻地改变着人们的交流和思维方式。近年来中国的上网用户数正在迅猛增长,根据中国互联网络信息中心(CNNIC)统计报告,截止到2003年12月31日,中国上网用户总人数为7950万人。其中宽带上网用户人数达到1740万人,半年内增加了760万人,增长率为77.6%,和去年同期相比增长163.6%.在四种方式的上网用户中,宽带用户增长速度最快。从CNNIC的统计数据可以看出,目前,中国互联网宽带接入业务正处于高速发展阶段。
宽带网络和宽带接入问题基本上解决以后,业务就成了关键。目前,中国互联网宽带接入和应用业务正处于良性互动的高速发展阶段,宽带上网已经逐渐成为城镇地区居民的消费时尚,宽带用户数的不断增加也直接导致更多的SP/CP从事宽带内容的经营,网上宽带的内容和应用精彩纷呈。
从宽带开始,互联网的价值正在超越提供单纯的IP连接性、浏览静态网页和支持文本方式的电子邮件交换,真正成为人们生活工作、企事业运行的必经途径。根据CNNIC的调查显示:休闲娱乐成为继获取信息之后的第二大主要目的,并且其所占比例呈递增趋势。调查情况如图1所示-详图请参见《中国多媒体视讯》第九期。
显而易见,发展动态的、可互动的丰富媒体内容和增值应用是吸引用户的重要手段。以宽带为基础构成的网络产业与传统的窄带互联网产业有着本质的区别,两者具有截然不同的应用前景和运营模式:宽带面对的是商业应用、娱乐、消费和家庭服务,它需要丰富多彩的内容为基础。
二、打造宽带多媒体应用是关键
宽带多媒体业务充分利用高带宽和交互性的优点,提供各种能满足用户有效需求的增值服务,让用户感觉宽带收费物有所值。成熟的宽带多媒体业务至少应该具备下面四个特点:
(1)多媒体化:宽带业务应充分利用高带宽的特点,运用图像、声音和动画等各种窄带网络所无法提供的传媒手段向用户提供丰富多彩的内容。
(2)互动性:随着带宽的增加,制约互动性发挥的瓶颈将基本消除,以互动为核心的各种服务也将成为互联网服务的主流。宽带业务只有具备了互动性,才能够调动起用户消费的积极性。
(3)人性化:网络技术的成熟,网络服务经验的积累,再加上带宽的增加,为网络人性化服务提供了条件。以数字家庭、多媒体虚拟城市和社区为基本服务空间,以拟人化的互动为基本服务形式的宽带网络服务正在逐步形成。
(4)个性化:宽带业务应是个性化的服务。对应于不同的客户群体,如不同行业、不同年龄层次,用户都能根据其消费习惯和实际使用情况,自由选择和定制具体的宽带增值服务。
由满足上述特点的业务衍生的宽带增值应用很多,如远程视讯会议、VOD视频点播、网络电视、远程教学、远程医疗、互动网络游戏、数字家庭等,还有其他的像数字化图书馆、多媒体商城、数码导游等等,这其中所蕴涵的商机有可能是我们现在所无法估计的。
宽带多媒体应用需要营造一个完善的产业价值链环境,这个链条涉及多个产业实体,每个应用涉及的产业实体又不一样,即便是同一个产业实体,在不同的应用中关注点又会有所不同。以视频通信业务为例,其产业价值链中的成员可能包括:网络提供商、视讯设备提供商、视讯服务提供商、行业应用系统提供商、视讯增值服务提供商、视讯用户等,在该产业链中,运营商通常作为网络提供商和视讯服务提供商出现。
宽带多媒体业务产品要想成功获得市场认可,需要相关各方都有收益或获得服务的机会,需要有一个良好的业务运营模式。符合市场游戏规则,各方都乐于接受的运营模式,是宽带业务得以顺利发展的关键因素,应该引起各方足够的重视。
三、流媒体是宽带多媒体中的一个重要分支
以说,流媒体技术和业务是宽带多媒体技术和业务中的一个重要分支。流媒体指在Internet/Intranet中严格按时间先后次序传输和播放的连续音/视数据流。流媒体具有三个特点:连续性(continuous)、实时性(real-time)、时序性(time-ordered),即有严格的前后时序关系。与传统的多媒体文件下载后播放的方式不同,流媒体在播放前并不下载整个文件,只将部分内容缓存后,流媒体数据流随时传送随时播放。
流的传输可以分为两种,一种是顺序流式传输(progressive
streaming),一种是实时流式传输(real-time
streaming)。顺序流式传输是顺序下载,在下载文件的同时用户可观看在线媒体,在给定时刻,用户只能观看已下载的那部分,而不能跳到还未下载的前头部分。顺序流式传输不像实时流式传输能在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件,也不需要其他特殊协议,它经常被称作HTTP流式传输。实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接匹配,使媒体可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同,它需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输总是实时传送,特别适合现场事件,也支持随机访问,用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。
顺序流式传输比较简单,更接近于传统的下载观看方式,其适应性较差,也不能支持交互,其应用范围有限,但是由于它对时延要求低,因此可以支持高质量的流媒体数据传送。实时流媒体则具有更为灵活的功能,对网络的适应能力也较强,它需要专门的流媒体服务器,相关的控制协议,需要更为稳定的网络传输条件。目前的流媒体技术主要集中于对这种实时流传输提供支持。
实时流式传输的实现需要合适的传输协议。通常不采用TCP传输实时数据,因为TCP的每包确认的机制需要较多的开销,而且TCP基于窗口的拥塞控制技术不能很好地支持稳定速率的流媒体传送。其次,TCP对丢包比较敏感,它的重传机制对实时流也是没有必要的。所以在实时流式传输的实现方案中,一般采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输实时数据信息。
流媒体技术能够广泛应用于多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等,它丰富了传统互联网内容的表现形式,赋予宽带应用更多的娱乐性和互动性。流媒体技术必将成为未来宽带网络业务的主流技术。实时性和质量是流媒体的关键问题。为了保证时延和质量,网络必须提供足够的带宽资源,而资源的保证又依赖于许多其他的控制,如流量控制、拥塞控制等。当网络资源变化时,还必须能够适应这种变化并做出相应的调节。另外,有效的音频和视频编码方式不但能够减少传输的数据量,还能够有效地减少因数据丢失带来的质量降级(结合一定的传输控制协议),因此,编码方式也是保证流媒体应用质量的重要技术。
四、流媒体内容的传递需要CDN的支撑
以视频点播等影视节目为主的流媒体业务的引入,给网络运营带来了很大冲击,传统的网络模型和业务模型难以满足流媒体业务的需要。从上面的论述中,可以归纳出流媒体业务的属性主要体现在如下几个方面:
(1)高带宽需求。一般影视节目带宽需高达500kbit/s~1Mbit/s,而且要求稳定的带宽保证。
(2)高QoS保证需求。流媒体业务对QoS提出了严格的要求,如750kbit/s的MMS/TCP媒体流要求端到端丢包率小于2%,双向时延小于140ms.
(3)双向不对称/对称流需求。对于视频点播节目,一般是双向不对称的服务。
(4)点对多点的广播流需求。对于IPTV、直播类业务,需要支持从单点(广播源)到多个接受点(用户终端)的流传输。
(5)并发服务/业务数是个瓶颈。流媒体类业务一般是服务器—客户端或客户端—客户端的业务服务架构,视音频编解码是服务器和客户端的重要功能之一,视音频编解码需要耗费大量的服务器/客户端软件和硬件资源,因此目前的服务器或客户端难以承受大的并发服务/业务请求,一般服务器只能支持1000以内的并发影视媒体流访问。正是由于流媒体业务具有上述属性,而目前基于包交换的IP网不是为上述业务属性设计的,因此直接在当前的IP网上承载具有上述属性的流媒体业务会产生如下问题:
(1)端到端带宽和QoS难以保证。
(2)网络通常不支持多播,广播型业务需要采用多个点对点传输实现,不但耗费大量的骨干网络带宽,而且对源点也构成极大的压力。
(3)一旦流媒体业务用户量和业务量加大,对现有网络的流量流向模型造成很大的冲击,甚至会使得现有网络难以满足常规业务的开展。
(4)SP的接入是个瓶颈,会影响业务的正在开展,接入带宽、业务访问能力描述。
上述问题在现有网络框架下是难以解决的,引入内容分发网络(CDN)正是为了解决上述问题。其好处是:
(1)通过CDN的引入,可以将用户业务服务点更靠近用户,可以放在省网、本地网,甚至放在小区里,可以将目前尚未解决的带宽保证和QoS保证问题的距离缩短,从而可以有效地“解决”此问题。
(2)通过CDN的引入,可以将大量流媒体内容预先分发到省网、本地网范围内,同时可以通过本地自动缓存操作,大大缓解流媒体业务对骨干网流量流向的冲击。
(3)通过CDN的引入,可以实现广播流的树型分发和服务,实现“应用层”多播。
(4)通过CDN的引入,将流媒体业务服务器分散和下放,可以有效缓解对SP接入的压力。
五、CDN技术将促进流媒体业务的开展
内容分发网络(CDN,Content
Distribution Network),有时也可以称作内容传递网络(Content Delivery
Network)。CDN的核心思想是将内容从中心推到边缘靠近用户的地方,这样,不但有效地提高了用户访问内容的服务质量,而且还能减轻中心设备和骨干网络的压力。通过CDN,可以将内容服务从原来的单一中心服务结构变为分布式服务结构。
在宽带流媒体应用的推动下,近年来,CDN在国内外得到迅速发展,流媒体内容取代Web内容成为CDN主要承载的对象。
第三代搜索引擎技术与P2P
或许有些人会认为,这些所谓的实验项目似乎看不出搜索引擎技术将在观念上进行大的转变,实际上,搜索引擎技术在8年多的时间里一直是以一个渐变的过程在发展。“一个搜索引擎并不是说某一方面好就能受大众喜欢,必须方方面面做到了才行”,李彦宏这么认为,“现在搜索还不能完全满足人们的需求,因为需求太多样化,很难一一满足”。这也是主流搜索引擎目前更重视在细节上下功夫的原因。
无论如何,包括Google的佩杰在内的搜索技术领域的领先者都认为,最终的搜索引擎将是智能化的,能够理解世界上的所有事物。佩杰还是Web服务技术领域积极的参与者,他正在尝试将Web服务技术应用到搜索当中,以解决跨平台、多格式的信息检索。而我们现在所见到的,主流搜索技术把注意力集中在提升自身搜索引擎质量、扩展应用范围,比如支持图片检索、PDA等移动手持设备的检索,这些都将成为下一代技术实现过程中必不可少的步骤。