P2P与NGN结合的IPTV控制架构的研究

●将P2P机制引入之后，P2PUE在下载流媒体内容的同时，自身也存储了部分的流媒体内容，供其他P2PUE下载使用。在P2PCF中保存了流媒体内容分片信息在P2PUE上的存储信息和P2PU的在线状态。
　　●P2PCF通过与性能测量功能的交互，获取与用户接入网相关的资源使用信息（如接入网剩余带宽等）。
　　●在接收到P2PUE的内容请求消息后，P2PCF根据流媒体内容在其他用户上的存储信息、CDN-CF为该内容传送分配的CDN-MF信息、接入网资源的使用信息等调用资源调度算法，为该P2P流媒体用户计算各部分内容的存储位置。

（7）资源接纳控制功能（RACF）：负责为非P2P用户的流媒体内容下载进行资源预留，以保障流媒体业务质量。资源接纳控制功能为NGN中定义的功能实体。

（8）性能测量管理点：负责对接入网的网络性能进行测量。目前采用的是业务或应用分配固定带宽的方式，已不能适应P2P过程中实时流媒体高带宽高突发高QoS需求的要求。性能测量功能能够获取接入网流媒体业务的QoS参数（如端口或链路的吞吐量、延迟、丢包率等）并上报给P2PCF。P2PCF根据性能测量功能提供的监测结果和网络运行状态对媒体流做出适时的自动调整，可以更好地提供QoS保证，实现对网络资源的动态反馈控制。

4 典型工作流程

由于普通用户终端和P2P用户终端的控制方式、工作方式和服务质量保证机制都不尽相同，本架构对普通用户终端和P2P终端分别设计了不同的机制和流程，作为示例，图2和图3分别给出了两种终端从业务请求、媒体资源调度和内容传送的工作流程。

图2 普通终端工作流程

图3 P2P终端工作流程

4.1 普通终端的工作流程

图2是普通终端的工作流程示例。

（1）用户通过普通用户终端发起IPTV业务请求。
　　（2）SCF判断终端类型为普通用户终端，则调用RACF执行资源预留，以便为普通用户的业务提供服务质量保证。关于RACF的资源预留过程，可参见ITU-T和TISPAN的相关规定。
　　（3）SCF根据用户所在的地理位置、用户类型等信息选择为该用户服务的CDN-CF，并向CDN-CF发送媒体资源请求。
　　（4）CDN-CF结合用户请求的节目、CDN-MF的负载情况等信息进行资源调度，为用户选择合适的CDN-MF为其服务；并向所选择的CDN-MF发送媒体资源请求。
　　（5）CDN-MF可能需要从本域的其他CDN-MF处获得节目相关的媒体信息。

如果所请求的节目内容在本域内不存在，CDN-CF需要通过上级CDN-CF选择保存有节目内容的管理域，然后CDN-CF和保存有节目内容的管理域中的CDN-CF进行交互，并控制CDN-MF从该域获取相关的媒体资源。

当CDN-MF准备节目内容之后向CDN-CF发送媒体资源响应。

（6）CDN-CF向SCF回送响应，SCF和RACF交互执行资源接纳控制，之后将CDN-MF的地址等信息传送给用户终端。
　　（7）用户终端从CDN-MF获取媒体内容。

4.2 P2P终端的工作流程

图3是P2P终端的工作流程示例。

（1）用户通过P2P用户终端发起IPTV业务请求。
　　（2）会话控制实体收到IPTV业务请求后，根据用户所在的地理位置、用户类型等信息选择为该用户服务的CDN-CF，并向CDN-CF发送媒体资源请求。
　　（3）CDN-CF结合用户请求的节目，CDN-MF的负载情况，用户类型等信息进行资源调度。对于P2PUE，CDN-CF为用户选择合适的 P2PCF作为P2PUE后续网络控制点。CDN-CF将为该用户选择的P2PCF地址等信息发送给SCF，SCF将该响应发送给用户。
　　（4）P2PUE向P2PCF发起媒体下载请求。
　　（5）P2PCF接收到用户请求之后，首先向CDN-CF请求计算节目各分片对应的CDN-MF列表。这样P2PCF可以根据一定的策略将CDN-MF的地址融合在最终传送给P2PUE的对等节点列表中，如为了提高面向用户的响应速度，可以控制P2PUE接入到CDN-MF获取第一个分片或后续几个分片。P2PCF 还可以将CDN-MF作为某个分片的备选地址，当P2PUE在尝试列表中的其他对等节点失败时，仍然可以从CDN-MF获得分片。
　　（6）P2PCF从性能测量管理点获取接入网资源占用的情况，作为资源调度的重要依据。性能测量管理点可以周期性的向P2PCF上报接入网的情况。
　　（7）获得相关信息后，P2PCF根据接入网资源占用情况、从CDN-CF获取的CDN-MF列表、存储相关资源的P2P终端状态，生成供P2PUE下载节目片段的列表。
　　（8）P2PCF将列表发送给P2PUE，P2PUE根据列表和相应的P2P终端交互获取节目片段。
　　（9）在用户观看和/或下载节目的过程中，P2PUE定期或根据一定的触发条件（如完成几个分片下载后）向P2PCF上报本终端上存储的流媒体节目片段的信息，供P2PCF计算列表时。

5 结束语

本文中给出的P2P与NGN结合的IPTV控制架构，关键是将NGN，CDN和P2P相结合，目的是在一定范围内实现P2P终端之间的资源共享。针对P2P技术特点设计了对应的可控、可管和业务质量保障架构和机制，可以为相关研究提供新思路。