大规模IPTV点播系统解决方案

前言

Internet技术、网络和业务的发展从各方面改变了人们的学习、工作和生活方式，给人们带来了巨大的便利，Internet已经成为人们生活中不可缺少的一部分。如果说移动电话解放了空间对人们的限制，那么IPTV恰恰解放了时间对人们的限制。通过IPTV，使“大家的电视”变成了“我的电视”，把“你播我看”的方式变成了“我选我看”的方式。简单地说，IPTV是一种利用宽带网络为用户提供交互式多媒体服务的业务，其主要特点在于交互性和实时性，通过IPTV业务，用户可以得到高质量的数字媒体服务，可以自由地选择宽带IP网的视频节目，还可以非常容易地将电视服务和互联网浏览、电子邮件收发以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起。这是一个颠覆性的技术，将给电信市场带来革命性的变化，它的宽带服务模式将形成一个极具前景的产业。可以说，IPTV将成为在宽带发展的杀手级应用，是最具潜力的增值业务之一。

从全球范围来看，截至2004年9月，全球已有50多家电信运营商推出IPTV业务。直至2004年底，全球的IPTV用户已经超过700万。

世界著名市场分析机构StrategyAnalytics对IPTV市场总体收入和用户数进行了预测，预计2006年IPTV全球业务收入将达到80亿美元，用户数将达到800万以上。StrategyAnalytics对全球IPTV业务的预测结果表明，用户数从2004年持续增长，预计市场大规模启动将在2006年，2008年将达到2000万以上。

在全球范围内将IPTV业务看作是IP网络上具有很好的前途的一种业务的情况下，我国在IPTV业务的试验也开始起步。中国两家最大的商业IP网络运营者中国电信和中国网络通信公司也在不同的地点进行IPTV的试验或试运行。

IPTV业务的发展得益于信息处理技术和内容分发技术的发展。主要包括视频图像编码技术、流化技术（包括MPEG-4/H.264编码技术，MPEG-7、MPEG-21）、DRM(数字版权管理)技术、数据存储及访问技术等等……

下面我们主要针对IPTV系统中核心的数据存储及数据访问方面的应用进行分析与比较，力图为广大用户的IPTV系统建设起到积极地参考作用。

IPTV系统应用特性分析

IPTV系统通常为用户提供两类使用方式：

1.直播：将各类视频信号转换为流模式，用户可实现类似于电视的收视方式；

2.点播：将直播信号以流媒体文件的方式存储在磁盘设备上，用户可选择自己感兴趣的节目进行播放；

在前文中已经提到过，对最终用户而言，IPTV的最大优势就在于可以通过点播的方式访问自己感兴趣的节目。而点播方式无疑是实现这一重要功能的必然结果，因此，在IPTV系统中如何使最终用户得到良好的点播效果，尤其是大量用户同时访问时的点播效果，则是IPTV系统的重中之重。

1.1传统IPTV点播系统的技术局限性

传统的视频点播系统，由于受限于当时的IT技术以及出于对成本的考虑，大多采用多个服务器+SCSI存储设备或者多个服务器+ 服务器内部硬盘的方式构成，其基本结构如下图所示：



传统IPTV点播系统基本结构图

随着各地宽带用户数量的不断增长，这类点播系统结构上的不足，已严重影响与制约了点播业务自身地发展。其缺陷主要表现在如下几个方面。

1.点播系统最大并发访问用户数量，尤其是对热点数据的并发访问受到极大限制

当IPTV系统推出当前热门数据后，必然会产大量的用户集中访问。假设一台点播服务器能够支持的并发访问用户数为N，一旦用户数超过上限，该服务器上所有用户的视频点播质量都会受到影响–出现频繁的缓冲、用户无法得到流畅的播放效果。也就是说，即便是系统总体能承载点播服务器个数x N的理论并发量，但实际上承载能力仅为一台服务器所能承受的最大限度N，因为在传统的点播系统中，特定数据只能由一台服务器提供对外的点播服务。

2.无数据冗余能力

传统的点播系统，采用DAS结构的数据存储系统，各个服务器所管理的数据相互独立，一旦出现某台服务器故障，导致的必然结果就是该服务器所有的文件全部无法访问甚至损坏，无论是业务恢复还是重建片源库，都会造成服务的长时间中断。

3.数据管理性差

由于每个服务器及相关的存储设备各自为政，彼此之间的数据、存储空间无法实现灵活的调配、管理，使得存储空间无法得到充分的利用。同时，也加大的系统的后期维护量--系统规模越大，管理性越低、管理难度越大。

4.无法实现各服务器之间真正的负载均衡

由于每台服务器上的数据各自独立，无法通过负载均衡类软件对系统负载进行自动的分配。为解决负载问题，需要网络管理员手工修改WEB服务器与流媒体文件的对应关系，在大规模的点播系统中，媒体文件数量数以千计，实际执行起来，工作量巨大，而且对系统负载的所谓平衡具有很大的随意性与不确定性，无法实现真正意义上的负载均匀分布。

1.2用户需要什么样的IPTV点播系统?

大型的IPTV点播系统，究竟需要提供一些什么样的功能特性呢？通过我们与大量用户的交流与研讨，我们发现，用户所关心的焦点问题集中在如下几个方面：

1．足够的数据访问稳定性

2．点播服务器群的负载均衡

3．高扩展性

4．易于管理

5．系统性价比

为了实现大规模点播应用，必须从系统结构上对点播系统进行改进，以满足上述的多种功能需求。