寶麗通移動流媒體業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)方案

1、寶麗通移動流媒體業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)方案背景在寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,人們逐漸認(rèn)識到寬帶應(yīng)用才是真正支撐寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的力量源泉,也是寬帶網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者的效益來源。基于中、高速網(wǎng)絡(luò)的流媒體技術(shù)由此誕生,它的誕生和發(fā)展推動了互聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)的革新,同時賦予寬帶應(yīng)用更多的娛樂性和互動性。流媒體是指運用可變帶寬技術(shù),在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按時間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視頻數(shù)據(jù)的一種格式。流媒體數(shù)據(jù)流具有連續(xù)性、實時性、時序性三大特點,具有嚴(yán)格的前后時序關(guān)系。流媒體在播放前只將部分內(nèi)容緩存,并不下載整個文件,在數(shù)據(jù)流傳送的同時,用戶可在計算機上利用相應(yīng)的播放器或其它的硬件、軟件對壓縮的動畫、視音頻等流式多媒體文件解壓后進行播放,這

2、樣就節(jié)省了下載等待時間和存儲空間,使時延大大減少,而多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。移動通信的未來發(fā)展方向主要體現(xiàn)在多媒體服務(wù)和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上,足夠高的數(shù)據(jù)傳送速率和準(zhǔn)確性、可靠性是其基本要求。目前的cdma-1x經(jīng)實測其數(shù)據(jù)速率平均為80kb ps,最高已達到153.6kbps,達到或超過了通常有線上網(wǎng)的速率,在這樣高速的通信平臺之上,其可以承載的應(yīng)用將無可限量,無線上網(wǎng)、移動OA、電子商務(wù)、移動購物、電子銀行、財經(jīng)交通等信息服務(wù)、定位服務(wù)、多媒體信息傳送、游戲娛樂服務(wù)、網(wǎng)上下載音樂圖片等各種各樣的業(yè)務(wù)在聯(lián)通cdma-1x網(wǎng)上將得以完美的實現(xiàn)。借助于cdma-1x的高速網(wǎng)絡(luò),

3、流媒體業(yè)務(wù)的開通將使得用戶可以高速率在線觀看電視、電影、新聞以及各種娛樂、體育節(jié)目,也可以進行VOD/AOD視頻點播,從而使用戶與手機媒體進行互動,因而此項業(yè)務(wù)有著極為廣闊的市場前景。在3G項目啟動之后,手機VOD視頻點播增值業(yè)務(wù)將會成為寬帶網(wǎng)絡(luò)中極具發(fā)展前景的特色業(yè)務(wù)。2. 設(shè)計目標(biāo)Ø運營級的業(yè)務(wù)管理平臺Ø高可伸縮性的統(tǒng)一應(yīng)用管理平臺Ø智能化的自動錄播系統(tǒng)Ø穩(wěn)健的系統(tǒng)平臺Ø良好的可擴展性Ø一期300人同時在線點播第二章業(yè)務(wù)與功能利用流媒體業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng),我們可以方便的實現(xiàn)手機用戶的認(rèn)證,內(nèi)容訪問控制和計費,靈活引入CSP的內(nèi)容資源(V

4、OD、財經(jīng)、教育、游戲等。整個流媒體業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)可由如下部分組成:Ø系統(tǒng)后臺管理Ø客戶端用戶系統(tǒng)Ø流媒體發(fā)布及管理系統(tǒng)2.1 系統(tǒng)后臺管理2.1.1用戶管理用戶增加和刪除、信息修改姓名、電話、郵箱用戶訪問權(quán)限管理用戶鎖定解鎖功能用戶分組管理2.1.2內(nèi)容提供商管理2.1.2權(quán)限管理基于用戶的權(quán)限管理:管理員采用分級權(quán)限,各管理員統(tǒng)一由超級管理員來管理,管理員的權(quán)限以屬性的方式出現(xiàn),可方便的進行增加、修改、刪除。管理員應(yīng)區(qū)分角色,如超級管理員、內(nèi)容管理員、內(nèi)容審核管理員、等,系統(tǒng)應(yīng)為不同的管理員角色分配不同的管理資源和管理權(quán)限。2.1.3報表統(tǒng)計業(yè)務(wù)報告:統(tǒng)計點播次

5、數(shù),節(jié)目訪問統(tǒng)計和業(yè)務(wù)收入統(tǒng)計等、用戶收視率分析、點播排行榜報表、來訪區(qū)域統(tǒng)計報表系統(tǒng)運行報告:按照日、周、月統(tǒng)計包括點播總數(shù)、點播總費用、日訪問流量、最高峰流量進行統(tǒng)計2.1.4終端系統(tǒng)媒體規(guī)格管理定義終端系統(tǒng)的屏幕大小,支持視頻、音頻、圖片的具體參數(shù)。當(dāng)內(nèi)容發(fā)布時,生成對應(yīng)終端的媒體文件。支持不同的媒體格式media(一期,real(后期2.1.5服務(wù)器管理支持對集群、分布式媒體流媒體服務(wù)器,包括視頻服務(wù)器注冊、視頻服務(wù)器刪除等功能服務(wù)器組管理(實施組策略,包括IP地址訪問策略,負(fù)載均衡策略,內(nèi)容分發(fā)策略2.1.6系統(tǒng)監(jiān)控包括各個視頻服務(wù)器在線用戶數(shù)以及在一定的時間間隔中統(tǒng)計各個視頻服務(wù)器

6、訪問的人數(shù)?？蓪崟r監(jiān)控每個點播服務(wù)器當(dāng)前的負(fù)載情況,包括監(jiān)控所有節(jié)點、通道I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O的使用率;CPU、內(nèi)存、磁盤陣列的空間占用和運行狀態(tài)。2.1.7業(yè)務(wù)管理計費策略:記費費率、節(jié)目折扣(時間段、節(jié)假日、雙休日、?？偷?、多種記費策略、記費方式的設(shè)定,一期僅考慮計次與包月兩種模式。服務(wù)套餐定義:定義內(nèi)容頻道及頻道中節(jié)目的單價,針對包月制用戶可以靈活的根據(jù)內(nèi)容頻道組合定義服務(wù)套餐。2.1.8帳務(wù)管理收費管理:包括點播日期、節(jié)目名稱、點播費用、點播時間、點播總費用等信息。用戶可通過WEB方式查詢資費情況2.1.9用戶登錄、注銷、修改密碼2.2 客戶端用戶系統(tǒng)2.2.1節(jié)目瀏覽通過手持終端登錄系

7、統(tǒng),瀏覽不同欄目及節(jié)目信息。2.2.2免費預(yù)覽用戶在點播視頻內(nèi)容之前,可通過預(yù)覽影片片段了解影片內(nèi)容、質(zhì)量等情況,以決定是否點播。免費預(yù)覽的時間由管理員管理節(jié)目時設(shè)定,每個影片可有時間長度不同的預(yù)覽片段。2.2.3節(jié)目搜索用戶可根據(jù)頻道類型對內(nèi)容等屬性快速搜索節(jié)目。2.2.4最新推薦為方便用戶了解最新內(nèi)容信息,每一頻道下可列出推薦內(nèi)容。2.2.5排行榜排行榜初始列出了點播最熱門的內(nèi)容。2.2.6資費查詢查詢點播記錄、帳單信息2.3 流媒體發(fā)布及管理系統(tǒng)2.3.1頻道管理對頻道及子頻道進行添加、修改、刪除。2.3.2內(nèi)容管理節(jié)目歸檔及發(fā)布、節(jié)目發(fā)布流程管理、節(jié)目供應(yīng)商信息管理。2.3.3節(jié)目排行

8、管理節(jié)目管理員對節(jié)目排行信息進行調(diào)整。2.3.4節(jié)目推薦管理節(jié)目管理員對推薦節(jié)目進行管理。2.3.5節(jié)目供應(yīng)商節(jié)目點播信息查詢供應(yīng)商可對提供節(jié)目的點播情況進行查詢,提供日報告、月報告或某段時間內(nèi)的點播報告。第三章技術(shù)實現(xiàn)視頻點播業(yè)務(wù)主要是利用國內(nèi)外先進的媒體資源,實時地為寬帶用戶群體提供各種業(yè)務(wù)服務(wù)。系統(tǒng)的設(shè)計主要考慮以下兩個方面的內(nèi)容,即業(yè)務(wù)模式及系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)平臺部分主要是在網(wǎng)站上實現(xiàn)寬帶接入系統(tǒng)的支撐平臺,包括接入網(wǎng)絡(luò)、WWW服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、視頻服務(wù)器、內(nèi)容存儲、數(shù)據(jù)庫、節(jié)目制作系統(tǒng)組成。3.1系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)由用戶接入層、應(yīng)用服務(wù)層、業(yè)務(wù)管理層以及系統(tǒng)支撐環(huán)境構(gòu)成。系統(tǒng)支撐環(huán)境為整個系

9、統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲、節(jié)目采編以及點播和直播服務(wù),保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行;業(yè)務(wù)管理層處理系統(tǒng)相關(guān)的用戶、權(quán)限以及計費策略等事務(wù),對系統(tǒng)進行維護和監(jiān)控;應(yīng)用服務(wù)層則為不同接入設(shè)備提供豐富多樣的界面,與用戶直接進行交互。在統(tǒng)一的Web應(yīng)用平臺上,我們可以方便地實現(xiàn)手機用戶的預(yù)覽、節(jié)目查詢、點播等功能。另一方面后臺的管理者可以通過PC的瀏覽器進行對系統(tǒng)的管理、查詢和對帳,也可以利用PC的瀏覽器部署、管理提供的節(jié)目。3.2技術(shù)架構(gòu)流媒體業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)是一個功能很強的系統(tǒng),針對流媒體的應(yīng)用特點,結(jié)合當(dāng)前先進技術(shù)的發(fā)展趨勢,系統(tǒng)基于J2EE技術(shù)體系,建立在Java的“Write Once, run anywher

10、e”(一次開發(fā),隨處運行的理念上,是一個開放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的平臺。平臺具有開發(fā)、部署和管理的N層結(jié)構(gòu),是面向Web、以服務(wù)器為中心的企業(yè)級應(yīng)用。采用MVC模式。流媒體應(yīng)用平臺按視圖、控制和模型來組織業(yè)務(wù)支撐框架,是當(dāng)今應(yīng)用系統(tǒng)模式的成熟可用的技術(shù)潮流。流媒體具有松耦合,高擴展性的特點。Web應(yīng)用的軟件層次內(nèi)部“高內(nèi)聚”,層次之間“松耦合”,使得平臺系統(tǒng)上的應(yīng)用開發(fā)能夠根據(jù)不斷變化的應(yīng)用需求快速擴展。流媒體應(yīng)用平臺是企業(yè)級J2EE應(yīng)用,我們采用分層的方法來分解模型,分解后系統(tǒng)按邏輯分為子系統(tǒng)和模塊。層將這些子系統(tǒng)隔離開來,并且確定每個子系統(tǒng)的功能和使用權(quán)限。層以設(shè)計重用為目的,它為系統(tǒng)提供以重用為

11、目的的服務(wù)。層之間的關(guān)系經(jīng)過嚴(yán)格的劃分。一個層依賴于處在它下面的層,同時它又為它的上層提供某種服務(wù)。層一般不能繞過在它下面的層去訪問其他層,除非它下面的層僅僅為傳遞信息而存在。不直接相鄰的層沒有任何的通信聯(lián)系。這樣就降低了系統(tǒng)的耦合性。在系統(tǒng)功能不變的情況下,可以替換某些層,也可以橫向擴展功能。流媒體應(yīng)用平臺的分層系統(tǒng)架構(gòu)如下圖:l 控制層使用Servlet技術(shù)實現(xiàn)。在控制層完成對客戶信息的校驗、實現(xiàn)權(quán)限控管,業(yè)務(wù)邏輯的環(huán)境參數(shù)設(shè)定、業(yè)務(wù)邏輯的輸入輸出控制和通訊數(shù)據(jù)打包解包等功能。每次進行Web交易,主控保持客戶信息。同一客戶進行下一次交易時判斷其權(quán)限是否達到要求。由于進行Web交易的請求都來

12、自于聯(lián)通授權(quán)的用戶,Web并發(fā)量小,可以采用這種比較消耗內(nèi)存資源但效率較高的實現(xiàn)方式。對于手機用戶,控制層根據(jù)手機請求進行資源調(diào)配,為表現(xiàn)層提供約定的數(shù)據(jù)格式。l 表現(xiàn)層系統(tǒng)有手機接入和PC機接入兩種接入方式。對于不同的手機可能還會由于手機客戶端的不同而有不同的接入要求。針對不同的接入方式需要有不同的展現(xiàn)方式。在表現(xiàn)層需要使用多個適配器來適應(yīng)不同的情形。這些適配器可以在表現(xiàn)層上橫向擴展,而不需要更改其他層次的應(yīng)用程序。l 應(yīng)用邏輯層應(yīng)用邏輯層使用無狀態(tài)會話(StatelessEJB技術(shù)實現(xiàn)流媒體點播的應(yīng)用邏輯。EJB是J2EE技術(shù)規(guī)范中的一部分。它簡化了中間件組件的開發(fā),這些中間件組件都是事務(wù)

13、性的、可伸縮的和可移植的。EJB的體系結(jié)構(gòu)使的編寫應(yīng)用程序變得容易,應(yīng)用程序開發(fā)人員將不必了解低層次的事務(wù)和狀態(tài)管理的細(xì)節(jié)、多線程、資源共享和其它復(fù)雜的低級API。當(dāng)客戶機發(fā)出請求要建立Bean的實例時,EJB容器不一定要創(chuàng)建一個新的Bean實例供客戶機調(diào)用,因為無狀態(tài)的會話Bean是沒有記錄任何狀態(tài)信息的,客戶調(diào)用哪個實例都一樣,所以容器會隨便找個現(xiàn)有的實例提供給客戶機。這種輕量級的組件有助于系統(tǒng)資源的高效率使用。l 數(shù)據(jù)層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫聯(lián)接函數(shù)接口,該函數(shù)通過JDBC與數(shù)據(jù)庫聯(lián)接,使用SQL對數(shù)據(jù)庫進行操作。l 通訊層隨著聯(lián)通的增值業(yè)務(wù)的發(fā)展,可能會有一些業(yè)務(wù)需要提供和聯(lián)通系統(tǒng)的互聯(lián)。通

14、訊層可以組織所要求的數(shù)據(jù)內(nèi)容成為報文,傳送給聯(lián)通主機系統(tǒng),獲得應(yīng)答后直接反饋到用戶手機上。3.3系統(tǒng)實現(xiàn)方案網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)上圖為高可用可伸縮可運營流媒體網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)鋱D,該方案可以有效節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬,降低網(wǎng)絡(luò)延遲,同時減輕原始服務(wù)器的工作負(fù)荷,提高系統(tǒng)并發(fā)數(shù)。一期在業(yè)務(wù)量較小的情況下亦可采取集中式部署,即沒有Cache Proxy 作為邊緣服務(wù)器支持。系統(tǒng)構(gòu)成在核心數(shù)據(jù)中心,系統(tǒng)主要由視頻服務(wù)器集群、管理系統(tǒng)、計費系統(tǒng)、節(jié)目制作系統(tǒng)、節(jié)目庫組成。Ø視頻服務(wù)器集群主要用于調(diào)度節(jié)目、滿足用戶點播響應(yīng),它是整個系統(tǒng)的核心。Ø管理系統(tǒng)包含用戶管理、節(jié)目管理、系統(tǒng)監(jiān)控、服務(wù)器管理、內(nèi)容分布

15、管理等模塊。Ø計費系統(tǒng)包含計費策略管理(計次、包月等、收費管理、報表統(tǒng)計等模塊。Ø節(jié)目制作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將各類節(jié)目源(VCD,DVD錄相帶轉(zhuǎn)換制作成適合點播的MPEG-4數(shù)字流媒體節(jié)目。Ø節(jié)目庫用于存儲所有點播節(jié)目,它可以是多臺服務(wù)器共享的磁盤陣列,也可以是SAN(存儲局域網(wǎng)或離線存儲庫。在網(wǎng)絡(luò)匯接或接入層,Cache Proxy服務(wù)器自動緩存高點播率的節(jié)目并響應(yīng)來自該節(jié)點接入用戶的點播請求,該服務(wù)器自動定時地根據(jù)節(jié)目分發(fā)策略更新存儲單元的節(jié)目內(nèi)容。系統(tǒng)根據(jù)用戶接入數(shù)量來確定Cache Proxy服務(wù)器的數(shù)量及存儲單元的容量。流媒體服務(wù)器分析流媒體服務(wù)器作為VOD應(yīng)用的

16、核心硬件設(shè)備,為充分發(fā)揮軟件系統(tǒng)的效能,需綜合考慮與硬件設(shè)備合理配合使用。通常從如下幾方面入手:A. 服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)I/OB. 服務(wù)器總線I/O和CPU處理能力C. 磁盤I/OD. 磁盤陣列與服務(wù)器之間I/OE. 內(nèi)存容量具體分析如下:CPU:通常當(dāng)服務(wù)器的瓶頸出現(xiàn)時,添加更多的CPU并不能提高其吞吐量。流媒體服務(wù)器處理能力在一個到兩個CPU之間會是線性增長的,但超出兩個以后并不能得到較好的性價比。內(nèi)存:增加更多的內(nèi)存會提高流媒體服務(wù)器的并發(fā)數(shù),但首先必須是如CPU、磁盤I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O 沒有超出最大值,比較合理的配置是 512 MB ,超過512MB后性價比下降。網(wǎng)絡(luò)接口:考慮采用多塊網(wǎng)卡。一

17、塊專用于流媒體點播,一塊用于遠程管理、監(jiān)控以及接受實時媒體流和分發(fā)媒體流。磁盤I/O:為流媒體服務(wù)器性能主要瓶頸,如何優(yōu)化磁盤讀寫速度至關(guān)重要。流媒體服務(wù)器應(yīng)當(dāng)采用高可靠、讀寫快的RAID0或RAID5。通常,由于受計算機總線速度限制,超過三塊磁盤時并不能提高整體性能。流媒體服務(wù)器配置:基本配置推薦配置操作系統(tǒng)Windows Server 2003 標(biāo)準(zhǔn)版Windows Server 2003 企業(yè)版或數(shù)據(jù)中心版處理器233MHz550 MHz 或更高內(nèi)存256MB RAM1 GB RAM 或更高網(wǎng)絡(luò)接口單塊千兆以太網(wǎng)卡兩塊千兆以太網(wǎng)卡或更多硬盤SCSI RAIDSCSI RAID系統(tǒng)并發(fā)能力

18、評估下表為流媒體服務(wù)器單機并發(fā)數(shù)流傳輸速率(Kbps連接類型支持并發(fā)數(shù)(每服務(wù)器28.8撥號1,20056.6撥號600100ISDN300300DSL/cable/LAN100以分發(fā)56.6K媒體為例,如果采用集中式部署,滿足1000人同時在線點播服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)I/O必須達到55.3Mbps,在基本配置情況下,則至少需要2臺流媒體服務(wù)器,主干網(wǎng)為100M。3.4關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)在視頻點播系統(tǒng)中對并發(fā)用戶的支持和大容量的信息存儲是檢驗點播系統(tǒng)性能高低的兩個主要因素。為支持并發(fā)用戶,可以采用CDN技術(shù)和負(fù)載均衡技術(shù),而大容量的信息存儲就需要使用適當(dāng)?shù)拇鎯夹g(shù)。3.4.1 CDN技術(shù)CDN技術(shù)和流媒體技

19、術(shù)融合為在廣域和城域網(wǎng)范圍內(nèi)發(fā)展流媒體技術(shù)應(yīng)用提供了保證。CDN技術(shù)是通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),將內(nèi)容(包括流媒體內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)“邊緣”,使用戶可以就近取得所需要的內(nèi)容,以提高用戶訪問內(nèi)容的響應(yīng)速度。它解決了由于用戶訪問量大、網(wǎng)點分布不均對骨干網(wǎng)帶來的擁塞,從而提高了用戶訪問流媒體內(nèi)容的范圍和響應(yīng)速度。具體而言,具有以下作用:(1系統(tǒng)支持各節(jié)點之間的本地動態(tài)負(fù)載均衡和全局動態(tài)負(fù)載均衡。(2系統(tǒng)提供高效的流量平衡和用戶數(shù)限制管理機制,最大限度保證用戶的訪問質(zhì)量。(3支持多種負(fù)載均衡策略,可根據(jù)URL數(shù)量、系統(tǒng)負(fù)載、響應(yīng)時間等分配流量。CDN可以采用手動分布和

20、自動分布兩種方法。當(dāng)采用手動分布時,用戶先從完整的節(jié)目列表中選擇需要臨時分布的視頻節(jié)目,然后用戶選擇需要分布的服務(wù)器或目錄,接著用戶確定當(dāng)前需要的分發(fā)節(jié)目,最后經(jīng)過確認(rèn),系統(tǒng)自動將節(jié)目分發(fā)到遠程的服務(wù)器上。如果采用自動分布,用戶先確認(rèn)自動分發(fā)的方式,可選擇按最新的片源或者最熱門的片源進行自動分發(fā),然后用戶確認(rèn)自動分發(fā)的時間限制,以避開最繁忙的網(wǎng)絡(luò)工作時間,接著用戶選擇需要分發(fā)的節(jié)目服務(wù)器,最后用戶確認(rèn)自己的分布策略。此后系統(tǒng)就可以按照用戶發(fā)布的策略自動將節(jié)目分發(fā)到遠程的服務(wù)器上了。3.4.2數(shù)據(jù)存儲為了實現(xiàn)中心服務(wù)器群的流服務(wù)負(fù)載均衡,必須對內(nèi)容實現(xiàn)有效的物理鏡像。一般有兩種方式實現(xiàn):集中存儲

21、器(DAS、NAS、SAN結(jié)構(gòu)和本地硬盤存儲方式,下面我們專門就采用本地硬盤實現(xiàn)分布式存儲進行說明。與NAS、SAN等專門存儲系統(tǒng)相比,本地存儲設(shè)備具有價格便宜、速度快的特點,試驗表明采用多塊小的SCSI 硬盤的媒體播放性能也具有不小的潛力。通過分布式的流媒體存儲可以在各邊緣服務(wù)器上存儲熱點及緩沖節(jié)目,保證視頻點播的高質(zhì)量服務(wù)。下面是一種常用的分布式存儲應(yīng)用方案:1.將所有服務(wù)器按照兩臺一組的原則進行規(guī)劃,每個服務(wù)器中10%空間用來安裝操作系統(tǒng),30%空間用來做熱片的本地緩存(M1,60%空間用來做冷片的本地節(jié)目存儲(M2。2.所有服務(wù)器中M1是用來存儲熱片的,這些熱片的內(nèi)容完全相同,用來實現(xiàn)全部熱片的負(fù)載均衡。3. M2是用來存儲和發(fā)布視頻節(jié)目的,例如分節(jié)