P2P流媒體業(yè)務(wù)技術(shù)分析與設(shè)計

1、P2P流媒體業(yè)務(wù)技術(shù)分析與設(shè)計日期：2008-07-24 來源：通信世界網(wǎng)  作者：馬少武 唐雄燕 字體：大 中 小 摘要：基于對等網(wǎng)絡(luò)(P2P)模式的業(yè)務(wù)和應用給傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)帶來了巨大的影響，如何更有效地利用P2P技術(shù)來發(fā)展新的增值業(yè)務(wù)，是P2P業(yè)務(wù)開展各方迫切需要解決的問題。新興P2P流媒體運營商、主流數(shù)字媒體運營商、電信運營商業(yè)務(wù)實現(xiàn)方案及部署思路各不相同。對于電信運營商，目前網(wǎng)絡(luò)上P2P應用最成熟的模式為P2P直播，初期開展業(yè)務(wù)容易，用戶接受程度較高。建議運營商結(jié)合自身的帶寬資源對業(yè)務(wù)流量采用“疏”、“堵”、“用”相結(jié)合的手段，先期實現(xiàn)P2P直播業(yè)務(wù)，逐步嘗試開展P2P下載和點

2、播業(yè)務(wù)，同時加強P2P流媒體業(yè)務(wù)的安全保障系統(tǒng)方案及開展該業(yè)務(wù)可能的盈利模式的研究，使P2P流媒體業(yè)務(wù)成為的電信運營商轉(zhuǎn)型和發(fā)展的重要支撐業(yè)務(wù)。 關(guān)鍵詞：對等網(wǎng)絡(luò)；流媒體；內(nèi)容傳送網(wǎng)絡(luò)；數(shù)字版權(quán)管理Abstract:P2Pservicesandapplications bring enormous impact to the current Internet. Using P2P technology to more effectively create new value-added services is a key problem that each part of the P2P in

3、dustrial chain has to solve. There are different services realization plans and formal operation deployment thoughts among new P2P streaming media providers, mainstream digital media carriers and telecommunications carriers. On-line live broadcast based on P2P is the most popular business model for

4、telecommunications carriers now. It is easy to be deployed at the initial stages and to be accepted by user. According to the present situation of network resources, telecommunications carriers should comprehensively adopt "redistributing", "control" and "using" approac

5、hes to deal with P2P traffic. Firstly, telecommunications carriers should realize P2P living broadcast services, and then develop P2P downloading and Video on Demand (VOD) services. Meanwhile researching the security infrastructure about P2P streaming media services and its profit model, telecommuni

6、cation carriers could make P2P streaming media services become important supporting services during carriers' restructuring and developing.Keywords:P2Pnetwork;streaming media; CDN; DRM    當前，基于對等網(wǎng)絡(luò)(P2P)模式的業(yè)務(wù)和應用給互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了巨大影響，一方面基于P2P模式的業(yè)務(wù)推動了互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)的快速發(fā)展；另一方面各種P2P流量大量占用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，網(wǎng)絡(luò)升級擴

7、容的速度跟不上P2P流量增長的速度，大客戶的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量難以得到切實的保障，網(wǎng)絡(luò)增量不增收。    在對P2P流量的增量采取措施適度控制、疏導的同時，如何有效利用P2P技術(shù)來發(fā)展新的增值業(yè)務(wù)，為用戶提供新的增值服務(wù)，實現(xiàn)新的盈利增長點，成為運營商迫切需要解決的問題。    基于P2P技術(shù)的數(shù)字媒體內(nèi)容直播、點播、下載等業(yè)務(wù)是目前業(yè)界關(guān)注的熱點，本文將深入探討如何充分利用P2P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)帶寬利用效率、可靠性等的優(yōu)點來發(fā)展數(shù)字流媒體內(nèi)容業(yè)務(wù)，從技術(shù)實現(xiàn)和運營部署的角度，提出P2P數(shù)字流媒體內(nèi)容業(yè)務(wù)技術(shù)實現(xiàn)方案1。1  現(xiàn)網(wǎng)主要P2P

8、應用    目前互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)P2P流量的發(fā)展異常迅速，P2P類的流量占到了網(wǎng)絡(luò)流量帶寬的40%60%，中國互聯(lián)網(wǎng)流量中各類應用和業(yè)務(wù)的典型分布情況是：通用數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)類應用占12%；通用傳輸控制協(xié)議(TCP)類應用占12%；Internet流量占18%(其中HTTP占13%，F(xiàn)TP占3%，Mail占2%)；實時流式媒體協(xié)議(RTSP)類應用占1%；會話初始協(xié)議(SIP)類應用占1%；P2P類應用占46%(其中BT占8%，eMule/eDonkey占8%，PPLive占10%，Thunder下載占3.8%，POCO占4%，SKYPE占1%，未知P2P占10%，

9、IM占0.2%)；其他類應用占10%。當然在不同地域、不同時段，并且由于用戶上網(wǎng)的行為、習慣等的不同，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的比例也會不同，并且網(wǎng)絡(luò)中還存在大量的短時間網(wǎng)絡(luò)攻擊、蠕動病毒、垃圾郵件等流量。目前中國P2P類業(yè)務(wù)主要有如下4類： (1)P2P下載類業(yè)務(wù)，如Bittorrent、eMule/eDonkey、迅雷P2P下載、POCO、Gnutella、Vagaa、Napster和KaZaA等。 (2)P2P流媒體類業(yè)務(wù)，如PPLive、QQLive、PPStream、UUSee等。 (3)IM類業(yè)務(wù)，如MSN、Yahoo Messager、Google Talk等。

10、 (4)VoIP類業(yè)務(wù)，如Skype、H.323、SIP、MGCP等。 以上P2P業(yè)務(wù)還可以分為基于TCP和UDP的P2P業(yè)務(wù)兩大類1-2。2  P2P數(shù)字媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展現(xiàn)狀    2006年中國的互聯(lián)網(wǎng)P2P流媒體市場，進入初步發(fā)展時期。根據(jù)艾瑞咨詢的研究發(fā)現(xiàn)，未來5年該市場將保持一個快速上升的態(tài)勢(如圖1所示)。2010年市場規(guī)模將超過4億元，所服務(wù)的網(wǎng)民數(shù)量也將達到1.4億。國內(nèi)主流運營商也紛紛在該領(lǐng)域推出新的舉措，中國網(wǎng)通的寬帶門戶CNCMAX推出商業(yè)性演出的直播和轉(zhuǎn)播服務(wù)；中國電信將互聯(lián)星空打造成視頻服務(wù)的聚合器；中國移動則

11、將視頻作為移動新媒體戰(zhàn)略的實現(xiàn)手段；中國聯(lián)通的“視訊新干線”則利用3G實現(xiàn)流媒體播放。    國外運營商也在重點打造該領(lǐng)域的新業(yè)務(wù)，如：美國Verizon在2005年就提出通過視頻服務(wù)在未來轉(zhuǎn)型成為一家傳媒公司，西班牙Telefonica也加大了在DSL上開展寬帶視頻業(yè)務(wù)的力度。    基于P2P技術(shù)的流媒體業(yè)務(wù)，尤其是直播業(yè)務(wù)部署迅速、成本低廉，一些新興的P2P流媒體運營商也因此迅速崛起，如PPLive、QQLive、UUSee、PPStream、JOOST等，其中PPLive號稱目前為止已發(fā)展7 500萬用戶。目前大部分P2P流媒

12、體運營商依靠風險投資資金的支持大規(guī)模擴大內(nèi)容渠道和增強技術(shù)實力，其主要的盈利模式是網(wǎng)絡(luò)廣告和P2P技術(shù)提供，由于市場剛起步，網(wǎng)絡(luò)廣告的收入效果并未達到大家的預期，隨著市場的發(fā)展與完善，網(wǎng)絡(luò)廣告會是整個P2P流媒體運營商的主要收入來源。業(yè)界主流P2P流媒體平臺運營模式如圖2所示。網(wǎng)絡(luò)電視廣告處于初期階段，廣告投放者的態(tài)度將決定新興P2P流媒體運營商未來的主要業(yè)務(wù)收入，但可以預計北京奧運將為網(wǎng)絡(luò)廣告的飛速發(fā)展提供市場機遇3。3  P2P流媒體業(yè)務(wù)實現(xiàn)方案及部署思路    基于P2P的流媒體業(yè)務(wù)主要包括：直播或輪播的流媒體觀看方式、用戶可以根據(jù)喜好隨意拖動時點

13、進行觀看的點播方式、用戶下載后觀看方式。    目前直播和下載方式在技術(shù)上比較成熟，PPLive等流媒體運營商目前主要實現(xiàn)的是P2P直播業(yè)務(wù)；點播方式由于需要一定量的P2P用戶同時觀看，并且需要保證所有用戶在觀看不同片段時的播放質(zhì)量以及應對用戶頻繁的加入退出，技術(shù)實現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)支持的難度較大，目前還處于發(fā)展階段；下載后再觀看的方式，從嚴格意義上來講屬于文件共享下載。本文將著重分析基于P2P流媒體直播業(yè)務(wù)的技術(shù)實現(xiàn)方案及其運營部署思路。    新興P2P流媒體運營商充分利用P2P技術(shù)的去中心化、可擴展性、健壯性及負載均衡

14、等特點，在全國建立一個媒體播放中心，在用戶數(shù)較多的區(qū)域建立若干個媒體加速中心，最大限度地利用通信運營商為用戶提供的寬帶接入資源，免費為用戶提供網(wǎng)絡(luò)視頻直播業(yè)務(wù)，并通過視頻廣告或提供技術(shù)服務(wù)實現(xiàn)盈利，典型的網(wǎng)絡(luò)部署方案如圖3所示。     對于主流數(shù)字媒體運營商而言，由于網(wǎng)絡(luò)資源豐富、技術(shù)力量雄厚，可以依托其3G、IP承載專網(wǎng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及混合光纖/同軸電纜(HFC)系統(tǒng)提供數(shù)字電視、手機電視、IPTV、基于內(nèi)容傳送網(wǎng)絡(luò)(CDN)的直播、點播、下載，基于P2P的直播、點播、下載等數(shù)字流媒體業(yè)務(wù)。    

15、針對電信運營商而言，可以依托IP承載網(wǎng)建設(shè)IPTV專網(wǎng)，提供高質(zhì)量的數(shù)字媒體內(nèi)容業(yè)務(wù)；可以利用已有的CDN內(nèi)容分發(fā)平臺，提供點播、直播、下載等數(shù)字媒體內(nèi)容業(yè)務(wù)；還可以選擇P2P技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字媒體內(nèi)容集成分發(fā)業(yè)務(wù)，如直播、下載及點播等。從P2P流媒體業(yè)務(wù)的總體部署系統(tǒng)架構(gòu)來講，建議應該包括如下5個模塊：業(yè)務(wù)展示門戶、內(nèi)容管理、業(yè)務(wù)管理、分發(fā)系統(tǒng)、用戶終端。圖4給出了典型的數(shù)字媒體集成分發(fā)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署方案。利用IP專網(wǎng)實現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)承載由于成本太高，大規(guī)模實施難度較大；采用SCDN/CDN接入節(jié)點(POP)承載方式，本質(zhì)是客戶機/服務(wù)器(C/S)模式，質(zhì)量較好，但易受并發(fā)用戶數(shù)限制，擴展性差、擴容

16、成本較高，建議主要用于分擔骨干層數(shù)字媒體流量分發(fā)；采用P2PCDN POP節(jié)點承載方式，由于是P2P模式，部署快速、質(zhì)量較好，擴容成本低，可以充分利用城域網(wǎng)內(nèi)資源實現(xiàn)媒體資源分發(fā)，延伸SCDN/CDN覆蓋范圍，尤其對未建CDN省份可考慮采用P2P下載、直播優(yōu)先開展業(yè)務(wù)，探索P2P業(yè)務(wù)應用模式及增值范圍。對于傳統(tǒng)CDN系統(tǒng)同新建P2PCDN系統(tǒng)的關(guān)系，兩套數(shù)字媒體內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)將會是并列共存、互為補充的模式。目前網(wǎng)絡(luò)上P2P應用最成熟的模式為P2P直播，初期開展業(yè)務(wù)容易，用戶接受程度較高，建議運營商結(jié)合自身的帶寬資源進行疏、堵、用相結(jié)合的方式，先期實現(xiàn)P2P直播業(yè)務(wù)，逐步嘗試開展P2P下載和點播業(yè)

17、務(wù)。4  P2P流媒體業(yè)務(wù)安全保障系統(tǒng)分析    電信運營商要想開展P2P流媒體業(yè)務(wù)，并獲得較好收益，就必須在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和業(yè)務(wù)提供方面優(yōu)于現(xiàn)有的新興P2P流媒體業(yè)務(wù)提供商，并進一步在業(yè)務(wù)質(zhì)量保證、版權(quán)保護等方面發(fā)揮運營商的優(yōu)勢作用，為用戶提供具有高價值的內(nèi)容，實現(xiàn)按內(nèi)容收費。     P2P流媒體內(nèi)容要實現(xiàn)收費觀看，首先需要考慮內(nèi)容的版權(quán)保護。數(shù)字版權(quán)管理(DRM)系統(tǒng)為數(shù)字媒體內(nèi)容商業(yè)化運作、有效保護知識產(chǎn)權(quán)提供了一套完整的實現(xiàn)手段。    通過DRM技術(shù)，內(nèi)容提供

18、商可以方便地對各種音樂、圖像等媒體文件進行加密保護，使受保護的多媒體文件不會被用戶非法屏拷和復制。P2P流媒體系統(tǒng)中DRM實現(xiàn)的基本原理如圖5所示。  實現(xiàn)過程如下：(1)節(jié)目源向流媒體發(fā)布端傳送媒體流；(2)DRM版權(quán)許可服務(wù)器將DRM的許可信息傳送給流媒體發(fā)布端；(3)流媒體發(fā)布端收到步驟(1)、步驟(2)的信息后把媒體流進行DRM封裝，并且混合隨機的節(jié)點信息后生成統(tǒng)一資源定位(URL)信息發(fā)布到Web服務(wù)器上；(4)服務(wù)器進行用戶身份和密碼認證；(5)登陸服務(wù)器返回Cookie和混淆后的URL給客戶端；(6)用戶選擇了相應頻道的URL后，定向到流媒體發(fā)布端，從而獲取媒

19、體流；(7)用戶收到混有DRM保密信息的URL之后，首先到DRM版權(quán)許可服務(wù)器進行認證；(8)DRM版權(quán)許可服務(wù)器返回用戶發(fā)送的DRM認證請求結(jié)果，如果通過了認證，則用戶可以播放相應的媒體流。    這里需要指出，對于不同的媒體格式為保證播放的質(zhì)量和傳輸?shù)男?，在P2P分片時可能采用不同的分片策略，從而DRM加密的片段也會不同。另外，P2P流媒體系統(tǒng)還應保證頻道內(nèi)容不被非法入侵者破壞和盜用，對欺詐行為有檢查和處理手段，保證管理系統(tǒng)的安全性和分發(fā)系統(tǒng)的安全性，并應具有基本的訪病毒能力，具有安全報警能力等。    對于

20、數(shù)字媒體內(nèi)容通過P2P技術(shù)進行傳輸所采用的安全機制主要包括：URL加密，實現(xiàn)后臺服務(wù)器隱藏，并實現(xiàn)防盜鏈技術(shù)；采用MD5加密算法傳輸Hash代碼、無重復的用戶唯一標識、多位一體認證信息等，采用不損傷硬盤，保護用戶機器的安全性；要有效防止非法用戶訪問，由于用戶除了能通過流媒體發(fā)布端訪問媒體資源之外，還可以通過相鄰的用戶節(jié)點來使用媒體資源，這就為非法登陸的用戶訪問媒體資源提供了便利，通過客戶端軟件相關(guān)接口的二次功能開發(fā)可以達到對非法用戶操作控制的目的4。5  P2P流媒體商業(yè)盈利模式分析    傳統(tǒng)通信運營商可以采取純網(wǎng)絡(luò)通道提供、資源出租、業(yè)務(wù)自營