Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)電視（ＩＰＴＶ）中的應(yīng)用研究

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)電視中的應(yīng)用研究網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)電視中的應(yīng)用研究摘要：P2P打破了傳統(tǒng)/S形式效勞器對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的集中化管理和提供，基于此提出了一種基于超級(jí)節(jié)點(diǎn)的P2P-IPTV體系構(gòu)造，該構(gòu)造使IPTV的實(shí)現(xiàn)更加靈敏高效，但由于其開(kāi)放性的特點(diǎn)，給網(wǎng)絡(luò)的平安性和可管理性帶來(lái)了一定問(wèn)題，該文就此進(jìn)展了分析。關(guān)鍵詞：P2P；IPTV；超級(jí)節(jié)點(diǎn)中圖分類(lèi)號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2022)34-1969-02PrbinginttheAppliatinfP2PTehnlgytIPTVYANGJie1,論文聯(lián)盟.Ll.HENXue-zha2(1.HunanInstitutefSi

2、eneandTehnlgy,Yngzhu425100,hina;2.YngzhuVatinalandTehnialllege,Yngzhu425100,hina)Abstrat:Thedefentralizedanageentandsupplyresuresinthetraditinal/SdelfnetrkserverhasbeenbrkenbytheP2Ptehnlgy.Asuper-ndedelbasedntheP2P-IPTVarhitetureakestheIPTVreflexibleandeffiient,butaertainissuenthenetrkseurityandanag

3、eabilityhasbeenbrughtbeausefitspen-harateristis.Therelatedissueisanalyzedinthepaper.Keyrds:P2P;IPTV;super-nde1引言IPTV網(wǎng)絡(luò)電視是目前全球電信運(yùn)營(yíng)商都高度重視的寬帶視頻業(yè)務(wù)，其特點(diǎn)是利用寬帶IP網(wǎng)絡(luò)，以電視機(jī)加機(jī)頂盒或計(jì)算機(jī)作為終端設(shè)備，向用戶(hù)提供包括視頻節(jié)目、通信、游戲等在內(nèi)的多種交互式多媒體效勞，并提供點(diǎn)播、直播、時(shí)移等靈敏的收視方式。除了將電視機(jī)作為傳統(tǒng)的電視終端使用外，還可利用電視機(jī)作為多媒體通信終端來(lái)開(kāi)展豐富的多媒體增值業(yè)務(wù)，如網(wǎng)頁(yè)閱讀、網(wǎng)絡(luò)游戲、遠(yuǎn)程教育、視頻會(huì)議、視頻監(jiān)

4、控、電子商務(wù)、三重播放業(yè)務(wù)等，開(kāi)拓新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。IPTV業(yè)務(wù)是通信、IT、廣電及娛樂(lè)業(yè)務(wù)的綜合，是傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)向綜合信息效勞商和寬帶效勞商轉(zhuǎn)型的重要手段。目前的IPTV系統(tǒng)大多采用傳統(tǒng)的效勞器/客戶(hù)端/S形式來(lái)提供效勞。在該形式下，同一時(shí)刻效勞器所能支持的客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)數(shù)量受到自身處理才能和效勞器所在網(wǎng)絡(luò)吞吐才能的限制，隨著節(jié)點(diǎn)的不斷增加，效勞器的負(fù)載就越來(lái)越重，很容易形成系統(tǒng)的瓶頸。P2P技術(shù)為IPTV系統(tǒng)提供了一個(gè)新的選擇，在網(wǎng)絡(luò)性能方面，P2P的優(yōu)點(diǎn)在于它是基于互聯(lián)網(wǎng)的對(duì)等架構(gòu)，可以大大改善資源的流量分布，解決網(wǎng)絡(luò)擁塞和帶寬的瓶頸問(wèn)題，減緩存儲(chǔ)效勞器的響應(yīng)壓力。在通信方式上，基于P2

5、P的系統(tǒng)由于peer之間的協(xié)作，具有高度的容錯(cuò)性和非常好的可擴(kuò)展性，可以快速對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展發(fā)布和資源的聚合，數(shù)據(jù)傳輸?shù)募磿r(shí)性和本錢(qián)都具有/S所無(wú)法比較的優(yōu)越性。2P2P技術(shù)簡(jiǎn)介P2PPeer-t-Peer技術(shù)又稱(chēng)為對(duì)等計(jì)算，是建立在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層上的一種特殊的分布式系統(tǒng)，每一個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)各自的路由互相通信。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)主要的應(yīng)用方式是/S形式，在這種網(wǎng)絡(luò)形式下整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由獨(dú)立的客戶(hù)端和效勞器組成的，兩者在功能上有著明確分工。效勞器為每一個(gè)用戶(hù)提供獨(dú)立的資源和效勞，當(dāng)用戶(hù)數(shù)量增加到一定程度時(shí)，效勞器端得貸款資源就會(huì)枯竭，從而無(wú)法響應(yīng)用戶(hù)的需求，形成系統(tǒng)瓶頸。而在P2P形式中，系統(tǒng)降低了對(duì)效勞器的

6、依賴(lài)性，一些P2P系統(tǒng)甚至不需要效勞器，用戶(hù)可以不經(jīng)過(guò)效勞器和其他用戶(hù)進(jìn)展連接。在P2P系統(tǒng)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是平等的參與者，既是系統(tǒng)效勞的使用者，又為系統(tǒng)中的其它節(jié)點(diǎn)提供效勞。系統(tǒng)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)既可以作為客戶(hù)端向其它節(jié)點(diǎn)懇求效勞，同時(shí)也可以作為效勞器端為其它節(jié)點(diǎn)提供效勞，從而有效的利用分布在終端計(jì)算機(jī)上的邊緣性網(wǎng)絡(luò)資源，以降低對(duì)中央效勞器資源的消耗需求。P2P計(jì)算并不是是一種全新的技術(shù)或思想，互聯(lián)網(wǎng)的雛形Arpanet最初就是將計(jì)算機(jī)對(duì)等相連共享資源，互聯(lián)網(wǎng)最根本的協(xié)議TP/IP協(xié)議也是對(duì)等的。IB為P2P下了如下定義：系統(tǒng)依存于邊緣化非中央式效勞器設(shè)備的主動(dòng)協(xié)作，每個(gè)成員直接從其他成員而不是

7、從效勞器的參與中受益；系統(tǒng)中成員同時(shí)扮演效勞器與客戶(hù)端的角色；系統(tǒng)應(yīng)用的用戶(hù)可以意識(shí)到彼此的存在，構(gòu)成一個(gè)虛擬或?qū)嶋H的群體。/S形式和P2P形式的比照方圖1所示。P2P技術(shù)的特點(diǎn)表達(dá)在以下幾個(gè)方面：1)無(wú)中心點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中的資源和效勞分散在所有結(jié)點(diǎn)上，每一個(gè)對(duì)等點(diǎn)具有一樣的地位，既可以懇求效勞也可以提供效勞，同時(shí)扮演著/S形式中的效勞器和客戶(hù)端兩個(gè)角色，無(wú)須集中的效勞器群組，防止了可能的瓶頸。2)強(qiáng)健性和可擴(kuò)展性強(qiáng)：在傳統(tǒng)的/S形式中，系統(tǒng)可以包容的用戶(hù)數(shù)量和提供效勞的才能主要受效勞器的資源限制，一旦效勞器發(fā)生異常就會(huì)影響到所有用戶(hù)的使用。而在P2P網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)的資源和效勞較均勻的分布在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)

8、節(jié)點(diǎn)上，因此局部結(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)遭到破壞對(duì)其它局部的影響很小，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。在擴(kuò)展性方面，隨著用戶(hù)的參加，雖然系統(tǒng)效勞的增加，但是P2P系統(tǒng)整體的資源和效勞才能也在同步地?cái)U(kuò)大，始終能較容易地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。整個(gè)體系是全分布的，不存在中心點(diǎn)和瓶頸。從理論上說(shuō)，P2P系統(tǒng)的可擴(kuò)展性幾乎可以認(rèn)為是無(wú)限的。3)高性能/價(jià)格比：優(yōu)良的處理性能是P2P技術(shù)被廣泛應(yīng)用的重要原因。隨著信息技術(shù)開(kāi)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)處理才能、存儲(chǔ)才能以及接入帶寬等都有了論文聯(lián)盟.Ll.大幅提升。P2P技術(shù)可以有效地利用分散在互聯(lián)網(wǎng)中的大量普通結(jié)點(diǎn)，從而以更低本錢(qián)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源共享。4)負(fù)載平衡：P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下由于每個(gè)節(jié)

9、點(diǎn)既是效勞器又是客戶(hù)機(jī)，減少了對(duì)傳統(tǒng)/S構(gòu)造效勞器計(jì)算才能、存儲(chǔ)才能的要求，同時(shí)因?yàn)橘Y源分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，更好的實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載平衡。3P2P技術(shù)在IPTV中的應(yīng)用3.1IPTV的工作原理IPTV利用IP寬帶網(wǎng)絡(luò)，以電視機(jī)+機(jī)頂盒為主要終端設(shè)備，為用戶(hù)提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的互動(dòng)多媒體效勞的寬帶增值業(yè)務(wù)。其工作原理與基于互聯(lián)網(wǎng)的 效勞VIP相似，它把呼叫分為數(shù)據(jù)包，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送，然后在另一端進(jìn)展復(fù)原。其過(guò)程與多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程大致一樣。首先是編碼，即對(duì)原始的電視信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)展編碼，轉(zhuǎn)化成合適Internet傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式；然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送，最后解碼通過(guò)電腦或是電視播放。但因?yàn)樗鶄鬏數(shù)臄?shù)據(jù)是視頻

10、和同步的聲音，假如效果到達(dá)普通的電視效果每秒24幀甚至是DVD效果，顯然所要求的傳輸速度是非常高的。IPTV能提供點(diǎn)播、播送/自播、視頻通信、短信/彩信、信息效勞、游戲等業(yè)務(wù)。IPTV技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)，主要包括音視頻編解碼技術(shù)、流媒體傳送技術(shù)、寬帶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、IP機(jī)頂盒技術(shù)等。IPTV的特點(diǎn)主要包括：1)采用高效的視頻壓縮技術(shù)，用戶(hù)可以得到高質(zhì)量DVD程度的數(shù)字媒體效勞；2)用戶(hù)可有極其廣泛的自山度，隨意選擇寬帶IP網(wǎng)上各網(wǎng)站提供的視頻節(jié)目；3)實(shí)現(xiàn)媒體提供者和媒體消費(fèi)者的本質(zhì)性互動(dòng)。IPTV能根據(jù)用戶(hù)的選擇配置多種多媒體效勞功能，包括數(shù)字電視節(jié)目、可視IP 、DVD/VD播放、互聯(lián)網(wǎng)閱讀

11、、電子郵件，以及多種在線(xiàn)信息咨詢(xún)、游戲、娛樂(lè)、教育及商務(wù)功能等。從層次構(gòu)造上分析，一個(gè)典型的IPTV系統(tǒng)主要包含支撐層、業(yè)務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)承載層和終端層等局部，如圖2所示。支撐層主要完成IPTV用戶(hù)的管理認(rèn)證受權(quán)以及系統(tǒng)設(shè)備的管理。業(yè)務(wù)層主要是為IPTV提供多種多樣的多媒體交互業(yè)務(wù)，如視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)，體育自播業(yè)務(wù)等；網(wǎng)絡(luò)承載層主要是IPTV的物理介質(zhì)，要求帶寬比較大，最好支持組播，并具有一定的平安保護(hù)措施，詳細(xì)又可分為接入網(wǎng)、會(huì)聚網(wǎng)和核心網(wǎng)三個(gè)局部。終端層那么表示IPTV的最終用戶(hù)，他們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)承載層進(jìn)展不同方式的網(wǎng)絡(luò)接入效勞，并在P或者配介機(jī)頂盒的TVSet上觀(guān)看電視節(jié)目。3.2P2P-IPTV體系構(gòu)造在傳統(tǒng)的基于/S形式的IPTV系統(tǒng)中，效勞器端的帶寬往往成為限制系統(tǒng)效勞才能的瓶頸，通過(guò)DN效勞方式和組播方式雖然可適當(dāng)進(jìn)步系統(tǒng)的效勞才能，但本錢(qián)較高，也不是一種很好的解決方案。而在P2P網(wǎng)絡(luò)中，各節(jié)點(diǎn)主機(jī)既是效勞器又是客戶(hù)機(jī)，互相共享資源，是一種對(duì)等的關(guān)系，基于P2P形式的IPTV系統(tǒng)利用P2P網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)的效勞才能隨著用戶(hù)數(shù)量的增加而增加。圖3所示是一個(gè)基于P2P形式的IPTV體系構(gòu)造，其中的SuperPeer超級(jí)節(jié)點(diǎn)是在1個(gè)用戶(hù)組內(nèi)負(fù)責(zé)維護(hù)組內(nèi)成員信息及各成員所擁有資源信息的用戶(hù)，它作為信息搜索中心，搜集和反應(yīng)某一區(qū)域內(nèi)多個(gè)對(duì)等點(diǎn)的信息，同時(shí)還