IBM视频点播方案

2004-6-10　发布方：IBM 中国　网友评论 0 条　点击进入论坛

　　1.体系结构和性能特点
　　一个完整的视频点播系统应包括视频服务器、网络传输系统和用户端点播回放系统。
　　视频服务器的主要功能是：
　　
　　提供视频节目单
　　响应用户点播请求
　　提供稳定的视频流
　　响应用户在点播过程中的交互
　　提供完整的计费、身份认证功能
　　用户点播回放系统的主要功能是：
　　接收视频节目单
　　接收视频流
　　回放视频流
　　完成与视频服务器的交互
　　
　　1.1体系结构
　　"IBM VOD"支持DAVIC协议，采用分布式体系结构设计。
　　"IBM VOD"体系结构图
　　
　　在"IBM VOD"的体系结构中，AS（Appication Server：应用服务器）负责接收用户点播请求，下传节目单，并管理PS的负载平衡；PS（Pump Server：媒体服务器）负责节目的存储，发送视频流，响应用户点播过程的VCR请求； MS（Management Server:管理工作站）负责节目和用户的管理及点播记录和计费。AS、MS、一个或多个PS构成一个UNIT（组），根据用户需求，系统可由一个或多个UNIT组成。
　　
　　在具体方案设计中，AS、PS、MS可分布于独立的硬件平台上，也可共存于一台或多台硬件平台上。很显然，在每个UNIT中，各PS间依靠建立在TCP/IP或ATM/AA5基础上的RTSP协议通讯，与操作系统和硬件无关，这就为"Mind VOD"在满足高并发点播需求上，极大地降低硬件和网络投资成本提供了准备，同时具备较强的扩展性。
　　
　　在网络服务竞争加剧的时代，性价比最高、扩展性最好成为各网络建设商选择方案的首要指标。
　　
　　1.2 性能特点
　　
　　为了支持大规模并发和各种复杂的传输网络，"IBM VOD"采用流（Stream）结构实现视频信息传输。
　　
　　如果采用价格昂贵的实时操作系统和可分配固定带宽的网络（如ATM PVC），我们可以很容易地实现有质量保证的流传输；但如何在流行的IP网络上、性价比好的硬件平台上（如Sun Enterprise Server、DEC、HP PC Server）、和主流操作系统上，如UNIX、WinNT、inux，也实现平稳的流传输，则体现了VOD系统的核心能力。
　　
　　"IBM VOD"在高性能计算、磁盘I/O处理及内存控制管理上做了大量的工作，对CPU、存储带宽、网络带宽等资源进行合理的分配，使系统可获得一定的有保证的传输流。另在解码端加以配合，"Mind VOD"使用户获得满意的点播效果。
　　
　　"流"的物理结构示意图

　
　　1.2.1高性能计算（High Performance Tech）
　　
　　"IBM VOD"是一个典型的多线程体系机构的软件服务器，无论从内存预测调度、节目分盘存储还是多并发视频流稳定输出，都采用了多线程技术。
　　
　　多线程技术使得CPU的使用效率得到极大提高，高并发流对服务器硬件的核心需求依赖大大减少，建设一个VOD系统通过合理配置服务器硬件的内存和外设即可达到良好的性价比。
　　
　　同时，系统采用了多服务器体系结构和负载平衡技术，支持更大规模的分布和并发。
　　
　　1.2.2分盘存储技术（Muti Disk Store Tech）
　　
　　"IBM VOD"系统对节目采用分盘存储方式。传统的顺序存放节目内容的方式会产生诸多弊病：由于热点节目并发点播集中而导致硬盘I/O成为瓶颈；以文件方式存在的节目内容表现得不安全。
　　
　　"IBM VOD"引入了设备的概念，即将每个物理硬盘定义成为一个存储设备，每个存储被划分为若干个64KB大小的块。系统统将节目切分为若干64KB的块按顺序存放在各个设备上。每个设备（或磁盘）对应一个读控制线程，该线程负责执行与该磁盘相关的读取功能。读控制线程将分析buffer poo（缓冲池）中的信息，根据当前磁盘状态（如磁头位置、磁头状态），利用预读机制读取节目块。分盘存储方式和合理的预读机制能大大减少硬盘寻道时间，全面提高系统并发点播能力。
　　
　　"分盘存储"示意图

1.2.3内存预读缓冲技术（Caching & Pre Dissu Tech）

　　"IBM VOD"在视频流的输出上采用了内存缓冲技术。在视频信息的读取和播放过程中，由于网络I/O的不稳定性，特别是MPEG流对时间的不平衡性，使得可能产生如下问题：在某一时刻视频信息的读取和播放速率不匹配，进而导致视频信息播放不稳定。为此，我们采用了内存预读和缓存机制。
　　"IBM VOD"中设计了缓冲池（buffer poo）。系统根据用户的点播情况，预先由读控制线程读取一定时间片段的视频内容置入缓冲池，并由流控制线程完成输出。在该机制的作用下，当磁盘读取能力或网络瞬时带宽和播放速率不匹配时，系统仍可以正常工作，不至出现马赛克现象。内存缓冲区域越多，则缓冲能力越大，系统的稳定性就越强。

"内存预读缓冲"示意图

1.2.4 MPEGI、MPEGII解码技术（MPEG Decoding Tech）

　　由于掌握源码级的MPEG I、MPEG II解码技术，所以"IBM VOD"可以很方便地实现码流加密（应用于国防、安全领域）。
　　"IBM VOD"支持同一节目的多码流拷贝，以适应不同连接速率下用户的需求。同时支持MPEG I系统流、VCD格式流、RM、MP3流、WAV、MIDI、MPEG II 传输流（TS）和MPEG II文件流（PS），码流速率从64Kbps可扩展至12Mbps。

1.2.5支持DAVIC协议（Support DAVIC）

　　DAVIC是由IBM、SONY、HP、ORACE等多家厂商共同提出的多媒体设备互联通讯协议，用以支持不同设备制造商的产品间互联。
　　"IBM VOD"支持DAVIC协议，可与多种STB和其他VOD系统互联，具有良好的开放性和扩展性。

1.2.6开放性设计（Opening Design）

　　"IBM VOD"支持多操作系统、多硬件平台，如Sun、DEC、HP、Inte PC Server；支持多种网络传输协议，如TCP/IP、ATM/AA5、IP over ATM；支持STB和PC接入，具有良好的开放性和扩展性。
　　"IBM VOD"的网管计费系统支持大型关系型数据库，如Orace、Informix、Sybase、MS SQ Server，同时对并不复杂的计费需求，通过系统自带的文件型数据库也可解决。
　　"IBM VOD"提供了丰富的高层/低层API，大大降低了再开发成本，同时可为企业化的运营商培养研发队伍。

"IBM VOD"宽带网VOD解决方案

"IBM VOD"宽带解决方案"示意图
　　强大的服务器处理能力
　　1、式体系结构，可实现多服务器并发工作
　　2、系统配置灵活，适应能力强
    3、分盘存储机制，同一节目信息可分布存储于多个存储设备
    4、点播的同时可进行节目装载、删除操作

全面的视频点播解决方案

　　1、系统支持TCP/IP，AA5/ATM网络协议，适用范围广泛
　　2、支持DAVIC协议，易与各类STB互联
　　3、系统支持MPEG II（TS&PS）、MPEG I协议
　　4、同时支持点播与分组广播（Broadcast & Muticast）

完善的点播前端

　　1、支持STB 和PC。利用PC，用户无需增加任何硬件设备，即可实现MPEGI、MPEGII、
　　    MPEGIV 、RM、SVCD、WAV、MP3等媒体格式的回放
　　2、用户可通过Web界面按节目分类或节目名称、演员、关键字等信息查询节目，
　　    浏览节目详细信息
　　3、用户可进行播放、暂停、快进、后退、跳跃、慢放、区域播放、循环播放等多
　　    种交互操作，响应时间小于1秒

强大的管理功能

　　1、系统支持全面的用户增加、查询、删除和分级管理
　　2、系统实现计费、结算、缴费等业务管理
　　3、系统支持节目的增加、查询、删除和分级管理
　　4、系统支持节目的多级分类管理
　　5、支持文件、FTP等多种节目装载机制
　　6、对系统可实时监控

    支持Web方式的远程管理

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