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從流媒體與CDN承載技術(shù)看互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 |
| 本文從寬帶接入帶動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展分析入手，提出寬帶多媒體技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢，然后特別分析了目前可以運營的流媒體技術(shù)和業(yè)務(wù)特點，并由此引申出對CDN承載技術(shù)的需求。 一、寬帶接入帶動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展 互聯(lián)網(wǎng)作為一種新的信息流動承載平臺，正在深刻地改變著人們的交流和思維方式。近年來中國的上網(wǎng)用戶數(shù)正在迅猛增長，根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）統(tǒng)計報告，截止到2003年12月31日，中國上網(wǎng)用戶總?cè)藬?shù)為7950萬人。其中寬帶上網(wǎng)用戶人數(shù)達(dá)到1740萬人，半年內(nèi)增加了760萬人，增長率為77.6%，和去年同期相比增長163.6%.在四種方式的上網(wǎng)用戶中，寬帶用戶增長速度最快。從CNNIC的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，目前，中國互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入業(yè)務(wù)正處于高速發(fā)展階段。 寬帶網(wǎng)絡(luò)和寬帶接入問題基本上解決以后，業(yè)務(wù)就成了關(guān)鍵。目前，中國互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入和應(yīng)用業(yè)務(wù)正處于良性互動的高速發(fā)展階段，寬帶上網(wǎng)已經(jīng)逐漸成為城鎮(zhèn)地區(qū)居民的消費時尚，寬帶用戶數(shù)的不斷增加也直接導(dǎo)致更多的SP/CP從事寬帶內(nèi)容的經(jīng)營，網(wǎng)上寬帶的內(nèi)容和應(yīng)用精彩紛呈。 從寬帶開始，互聯(lián)網(wǎng)的價值正在超越提供單純的IP連接性、瀏覽靜態(tài)網(wǎng)頁和支持文本方式的電子郵件交換，真正成為人們生活工作、企事業(yè)運行的必經(jīng)途徑。根據(jù)CNNIC的調(diào)查顯示：休閑娛樂成為繼獲取信息之后的第二大主要目的，并且其所占比例呈遞增趨勢。調(diào)查情況如圖1所示-詳圖請參見《中國多媒體視訊》第九期。 顯而易見，發(fā)展動態(tài)的、可互動的豐富媒體內(nèi)容和增值應(yīng)用是吸引用戶的重要手段。以寬帶為基礎(chǔ)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)的窄帶互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)有著本質(zhì)的區(qū)別，兩者具有截然不同的應(yīng)用前景和運營模式：寬帶面對的是商業(yè)應(yīng)用、娛樂、消費和家庭服務(wù)，它需要豐富多彩的內(nèi)容為基礎(chǔ)。 二、打造寬帶多媒體應(yīng)用是關(guān)鍵 寬帶多媒體業(yè)務(wù)充分利用高帶寬和交互性的優(yōu)點，提供各種能滿足用戶有效需求的增值服務(wù)，讓用戶感覺寬帶收費物有所值。成熟的寬帶多媒體業(yè)務(wù)至少應(yīng)該具備下面四個特點： �。�1）多媒體化：寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)充分利用高帶寬的特點，運用圖像、聲音和動畫等各種窄帶網(wǎng)絡(luò)所無法提供的傳媒手段向用戶提供豐富多彩的內(nèi)容。 �。�2）互動性：隨著帶寬的增加，制約互動性發(fā)揮的瓶頸將基本消除，以互動為核心的各種服務(wù)也將成為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的主流。寬帶業(yè)務(wù)只有具備了互動性，才能夠調(diào)動起用戶消費的積極性。 �。�3）人性化：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)經(jīng)驗的積累，再加上帶寬的增加，為網(wǎng)絡(luò)人性化服務(wù)提供了條件。以數(shù)字家庭、多媒體虛擬城市和社區(qū)為基本服務(wù)空間，以擬人化的互動為基本服務(wù)形式的寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)正在逐步形成。 �。�4）個性化：寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)是個性化的服務(wù)。對應(yīng)于不同的客戶群體，如不同行業(yè)、不同年齡層次，用戶都能根據(jù)其消費習(xí)慣和實際使用情況，自由選擇和定制具體的寬帶增值服務(wù)。 由滿足上述特點的業(yè)務(wù)衍生的寬帶增值應(yīng)用很多，如遠(yuǎn)程視訊會議、VOD視頻點播、網(wǎng)絡(luò)電視、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、互動網(wǎng)絡(luò)游戲、數(shù)字家庭等，還有其他的像數(shù)字化圖書館、多媒體商城、數(shù)碼導(dǎo)游等等，這其中所蘊涵的商機有可能是我們現(xiàn)在所無法估計的。 寬帶多媒體應(yīng)用需要營造一個完善的產(chǎn)業(yè)價值鏈環(huán)境，這個鏈條涉及多個產(chǎn)業(yè)實體，每個應(yīng)用涉及的產(chǎn)業(yè)實體又不一樣，即便是同一個產(chǎn)業(yè)實體，在不同的應(yīng)用中關(guān)注點又會有所不同。以視頻通信業(yè)務(wù)為例，其產(chǎn)業(yè)價值鏈中的成員可能包括：網(wǎng)絡(luò)提供商、視訊設(shè)備提供商、視訊服務(wù)提供商、行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)提供商、視訊增值服務(wù)提供商、視訊用戶等，在該產(chǎn)業(yè)鏈中，運營商通常作為網(wǎng)絡(luò)提供商和視訊服務(wù)提供商出現(xiàn)。 寬帶多媒體業(yè)務(wù)產(chǎn)品要想成功獲得市場認(rèn)可，需要相關(guān)各方都有收益或獲得服務(wù)的機會，需要有一個良好的業(yè)務(wù)運營模式。符合市場游戲規(guī)則，各方都樂于接受的運營模式，是寬帶業(yè)務(wù)得以順利發(fā)展的關(guān)鍵因素，應(yīng)該引起各方足夠的重視。 三、流媒體是寬帶多媒體中的一個重要分支 以說，流媒體技術(shù)和業(yè)務(wù)是寬帶多媒體技術(shù)和業(yè)務(wù)中的一個重要分支。流媒體指在Internet/Intranet中嚴(yán)格按時間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視數(shù)據(jù)流。流媒體具有三個特點：連續(xù)性（continuous）、實時性（real-time）、時序性（time-ordered），即有嚴(yán)格的前后時序關(guān)系。與傳統(tǒng)的多媒體文件下載后播放的方式不同，流媒體在播放前并不下載整個文件，只將部分內(nèi)容緩存后，流媒體數(shù)據(jù)流隨時傳送隨時播放。 流的傳輸可以分為兩種，一種是順序流式傳輸（progressive streaming），一種是實時流式傳輸（real-time streaming）。順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的前頭部分。順序流式傳輸不像實時流式傳輸能在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度做調(diào)整。由于標(biāo)準(zhǔn)的HTTP服務(wù)器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作HTTP流式傳輸。實時流式傳輸指保證媒體信號帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接匹配，使媒體可被實時觀看到。實時流與HTTP流式傳輸不同，它需要專用的流媒體服務(wù)器與傳輸協(xié)議。實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內(nèi)容。 順序流式傳輸比較簡單，更接近于傳統(tǒng)的下載觀看方式，其適應(yīng)性較差，也不能支持交互，其應(yīng)用范圍有限，但是由于它對時延要求低，因此可以支持高質(zhì)量的流媒體數(shù)據(jù)傳送。實時流媒體則具有更為靈活的功能，對網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力也較強，它需要專門的流媒體服務(wù)器，相關(guān)的控制協(xié)議，需要更為穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸條件。目前的流媒體技術(shù)主要集中于對這種實時流傳輸提供支持。 實時流式傳輸?shù)膶崿F(xiàn)需要合適的傳輸協(xié)議。通常不采用TCP傳輸實時數(shù)據(jù)，因為TCP的每包確認(rèn)的機制需要較多的開銷，而且TCP基于窗口的擁塞控制技術(shù)不能很好地支持穩(wěn)定速率的流媒體傳送。其次，TCP對丟包比較敏感，它的重傳機制對實時流也是沒有必要的。所以在實時流式傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時數(shù)據(jù)信息。 流媒體技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于多媒體新聞發(fā)布、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、視頻點播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺、實時視頻會議等，它豐富了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的表現(xiàn)形式，賦予寬帶應(yīng)用更多的娛樂性和互動性。流媒體技術(shù)必將成為未來寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的主流技術(shù)。實時性和質(zhì)量是流媒體的關(guān)鍵問題。為了保證時延和質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)必須提供足夠的帶寬資源，而資源的保證又依賴于許多其他的控制，如流量控制、擁塞控制等。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源變化時，還必須能夠適應(yīng)這種變化并做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。另外，有效的音頻和視頻編碼方式不但能夠減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，還能夠有效地減少因數(shù)據(jù)丟失帶來的質(zhì)量降級（結(jié)合一定的傳輸控制協(xié)議），因此，編碼方式也是保證流媒體應(yīng)用質(zhì)量的重要技術(shù)。 四、流媒體內(nèi)容的傳遞需要CDN的支撐 以視頻點播等影視節(jié)目為主的流媒體業(yè)務(wù)的引入，給網(wǎng)絡(luò)運營帶來了很大沖擊，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型和業(yè)務(wù)模型難以滿足流媒體業(yè)務(wù)的需要。從上面的論述中，可以歸納出流媒體業(yè)務(wù)的屬性主要體現(xiàn)在如下幾個方面： �。�1）高帶寬需求。一般影視節(jié)目帶寬需高達(dá)500kbit/s～1Mbit/s，而且要求穩(wěn)定的帶寬保證。 �。�2）高QoS保證需求。流媒體業(yè)務(wù)對QoS提出了嚴(yán)格的要求，如750kbit/s的MMS/TCP媒體流要求端到端丟包率小于2％，雙向時延小于140ms. �。�3）雙向不對稱/對稱流需求。對于視頻點播節(jié)目，一般是雙向不對稱的服務(wù)。 �。�4）點對多點的廣播流需求。對于IPTV、直播類業(yè)務(wù)，需要支持從單點（廣播源）到多個接受點（用戶終端）的流傳輸。 �。�5）并發(fā)服務(wù)/業(yè)務(wù)數(shù)是個瓶頸。流媒體類業(yè)務(wù)一般是服務(wù)器—客戶端或客戶端—客戶端的業(yè)務(wù)服務(wù)架構(gòu)，視音頻編解碼是服務(wù)器和客戶端的重要功能之一，視音頻編解碼需要耗費大量的服務(wù)器/客戶端軟件和硬件資源，因此目前的服務(wù)器或客戶端難以承受大的并發(fā)服務(wù)/業(yè)務(wù)請求，一般服務(wù)器只能支持1000以內(nèi)的并發(fā)影視媒體流訪問。正是由于流媒體業(yè)務(wù)具有上述屬性，而目前基于包交換的IP網(wǎng)不是為上述業(yè)務(wù)屬性設(shè)計的，因此直接在當(dāng)前的IP網(wǎng)上承載具有上述屬性的流媒體業(yè)務(wù)會產(chǎn)生如下問題： �。�1）端到端帶寬和QoS難以保證。 �。�2）網(wǎng)絡(luò)通常不支持多播，廣播型業(yè)務(wù)需要采用多個點對點傳輸實現(xiàn)，不但耗費大量的骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且對源點也構(gòu)成極大的壓力。 �。�3）一旦流媒體業(yè)務(wù)用戶量和業(yè)務(wù)量加大，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的流量流向模型造成很大的沖擊，甚至?xí)沟矛F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)難以滿足常規(guī)業(yè)務(wù)的開展。 �。�4）SP的接入是個瓶頸，會影響業(yè)務(wù)的正在開展，接入帶寬、業(yè)務(wù)訪問能力描述。 上述問題在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)框架下是難以解決的，引入內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）正是為了解決上述問題。其好處是： �。�1）通過CDN的引入，可以將用戶業(yè)務(wù)服務(wù)點更靠近用戶，可以放在省網(wǎng)、本地網(wǎng)，甚至放在小區(qū)里，可以將目前尚未解決的帶寬保證和QoS保證問題的距離縮短，從而可以有效地“解決”此問題。 （2）通過CDN的引入，可以將大量流媒體內(nèi)容預(yù)先分發(fā)到省網(wǎng)、本地網(wǎng)范圍內(nèi)，同時可以通過本地自動緩存操作，大大緩解流媒體業(yè)務(wù)對骨干網(wǎng)流量流向的沖擊。 �。�3）通過CDN的引入，可以實現(xiàn)廣播流的樹型分發(fā)和服務(wù)，實現(xiàn)“應(yīng)用層”多播。 �。�4）通過CDN的引入，將流媒體業(yè)務(wù)服務(wù)器分散和下放，可以有效緩解對SP接入的壓力。 五、CDN技術(shù)將促進流媒體業(yè)務(wù)的開展 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN，Content Distribution Network），有時也可以稱作內(nèi)容傳遞網(wǎng)絡(luò)（Content Delivery Network）。CDN的核心思想是將內(nèi)容從中心推到邊緣靠近用戶的地方，這樣，不但有效地提高了用戶訪問內(nèi)容的服務(wù)質(zhì)量，而且還能減輕中心設(shè)備和骨干網(wǎng)絡(luò)的壓力。通過CDN，可以將內(nèi)容服務(wù)從原來的單一中心服務(wù)結(jié)構(gòu)變?yōu)榉植际椒⻊?wù)結(jié)構(gòu)。 在寬帶流媒體應(yīng)用的推動下，近年來，CDN在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展，流媒體內(nèi)容取代Web內(nèi)容成為CDN主要承載的對象。 |
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【責(zé)任編輯:Chuan】
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