AnySee-基于P2P的在線流媒體服務(wù)系統(tǒng)

1、AnySee: 基于P2P的在線流媒體效力系統(tǒng)金 海集群與網(wǎng)格計(jì)算湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室華中科技大學(xué).流媒體效力的開(kāi)展現(xiàn)狀社會(huì)行為認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展現(xiàn)狀 /anysee.流媒體效力的開(kāi)展現(xiàn)狀流媒體效力的需求背景教育小區(qū)IPTV網(wǎng)絡(luò)傳媒無(wú)線媒體他所能想到的 /anysee.流媒體效力的開(kāi)展現(xiàn)狀流媒體效力閱歷了三個(gè)過(guò)程單機(jī)效力方式性?xún)r(jià)比低，規(guī)模不可擴(kuò)展集群效力方式規(guī)?？蓴U(kuò)展，地域難以分布一次投資過(guò)大 呼喚新技術(shù)的出現(xiàn) /anysee.社會(huì)行為認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變網(wǎng)絡(luò)個(gè)人英雄主義真誠(chéng)互助的人本主義陌生的信任主義共享

2、資源的愿望 提供對(duì)等平臺(tái)給有英雄理想的人們 /anysee.網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展現(xiàn)狀 網(wǎng)絡(luò)帶寬逐漸提高從幾十M到幾個(gè)G桌面速度提升到M從IPv4向IPv6騰躍內(nèi)網(wǎng)問(wèn)題衍生的問(wèn)題可以處理組播方式更加合理端到端的效力更為普遍 /anysee.應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù)對(duì)等計(jì)算 個(gè)體平等互助 帶寬高效利用 無(wú)龐大投資需求 資源無(wú)限增長(zhǎng) 資源擁有者之間的對(duì)話(huà) /anysee.內(nèi)容安排相關(guān)研討背景AnySee系統(tǒng)總體構(gòu)造AnySee關(guān)鍵技術(shù)AnySee運(yùn)用展現(xiàn)挑戰(zhàn)與對(duì)策 /anysee.P2P流媒表達(dá)實(shí)情況P2P開(kāi)創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)媒體

3、新時(shí)代2004年6月是互聯(lián)網(wǎng)歷史上的分水嶺，視頻流量初次超越音頻流量。這闡明宏大的無(wú)形的P2P文件共享網(wǎng)絡(luò)正在被用來(lái)分發(fā)電視節(jié)目和電影(IDG報(bào)告)互聯(lián)網(wǎng)寬帶“對(duì)等廣播“peercasting的興起它對(duì)視聽(tīng)媒體的影響就像互聯(lián)網(wǎng)對(duì)印刷媒體的影響一樣媒體網(wǎng)Medianet觀念的興起知識(shí)產(chǎn)權(quán)維護(hù)問(wèn)題正在開(kāi)展不用集中效力器的VoD /anysee.網(wǎng)絡(luò)對(duì)等廣播和柔性電視 Peercasting and Flexible TV2004年6月BBC開(kāi)場(chǎng)進(jìn)展其“柔性電視“Flexible TV)第一次有限范圍公共實(shí)驗(yàn)。 在英國(guó)的寬帶用戶(hù)可以下載“BBC互聯(lián)網(wǎng)媒體播放器，用它可以下載

4、收看前一周和后一周的BBC的全部節(jié)目由于BBC消費(fèi)制造節(jié)目，擁有版權(quán)，這種方法不違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)維護(hù)，可以快速檢索分發(fā)給用戶(hù) /anysee.網(wǎng)絡(luò)對(duì)等廣播和柔性電視 Peercasting and Flexible TVBBC采用P2P的對(duì)等廣播Peercast技術(shù)每一個(gè)播放器運(yùn)用Peer-to-Peer對(duì)等銜接文件共享軟件實(shí)現(xiàn)向用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)內(nèi)容節(jié)目文件被分解為很多小的片段，每個(gè)用戶(hù)下載存儲(chǔ)假設(shè)干片段再相互對(duì)接交換，最后每個(gè)用戶(hù)都得到完好的拷貝這種方法同時(shí)下載用戶(hù)越多，下載速度越快一切節(jié)目文件實(shí)踐上被存儲(chǔ)在用戶(hù)終端中互聯(lián)網(wǎng)交互媒體新方式對(duì)等廣播柔性電視 grid.hust

5、.edu/anysee.P2P流媒體研討情況許多P2P流媒體系統(tǒng)曾經(jīng)被開(kāi)發(fā)ESM、PeerCast、CoopNet、splitStream、GnuStream、CollectStream根據(jù)效力方式分類(lèi)單對(duì)多方式多對(duì)單方式多對(duì)多方式 /anysee.單對(duì)多方式流媒體效力提供的主要方式適宜實(shí)時(shí)的熱點(diǎn)節(jié)目，如：奧運(yùn)會(huì)、世界杯ESM 、 ZigZag、 DirectStream、 P2Cast /anysee.多對(duì)單方式主要用于提供不同質(zhì)量的視頻節(jié)目視頻數(shù)據(jù)從多個(gè)數(shù)據(jù)效力者得到穩(wěn)定性高，可用性好PROMISE、 CoopNet 、 GNUStrea

6、m 問(wèn)題兩種方式：文件分片戰(zhàn)略與文件分層戰(zhàn)略戰(zhàn)略復(fù)雜、適用性有待提高實(shí)際上有待完善 /anysee.多對(duì)多方式前兩種方式的混合最大限制的利用單個(gè)節(jié)點(diǎn)的效力才干改良系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性，經(jīng)過(guò)緩存元數(shù)據(jù)以效力其他節(jié)點(diǎn)，提高了可擴(kuò)展性HoneyComb /anysee.效力近鄰原那么的討論效力近鄰原那么是保證QoS的中心如何表述效力近鄰有待研討ESM：根據(jù)帶寬多重編碼、地域相近效力調(diào)度拓?fù)淦ヅ洌何锢砼c邏輯拓?fù)鋭?dòng)態(tài)匹配AnySee: 根據(jù)IP地址分域戰(zhàn)略調(diào)度效力 /anysee.AnySee系統(tǒng)總體構(gòu)造設(shè)計(jì)原那么媒體數(shù)據(jù)一次

7、路由原那么媒體效力臨近獲取原那么高可靠、高可用原那么效力規(guī)?？蓴U(kuò)展原那么 /anysee.視頻源視頻卡Shoutcast/ window media encoderBroadcast媒體文件asf、avi、nsv、mp3等讀取/轉(zhuǎn)發(fā)模塊AnySee視頻直播網(wǎng)絡(luò)媒體數(shù)據(jù)獲取層視頻直播層：視頻數(shù)據(jù)流 /anysee.系統(tǒng)總體構(gòu)造媒體數(shù)據(jù)獲取層描畫(huà)媒體數(shù)據(jù)的兩種來(lái)源磁盤(pán)文件實(shí)時(shí)緊縮獲取視頻直播層提供媒體效力的層次 /anysee.媒體數(shù)據(jù)獲取層視頻直播數(shù)據(jù)的獲取從視頻卡或者采集卡上實(shí)時(shí)獲取媒體數(shù)據(jù)這種方式便于進(jìn)展實(shí)時(shí)性的媒

8、體效力，如：現(xiàn)場(chǎng)直播、電視轉(zhuǎn)播曾采用這種方式在教育網(wǎng)內(nèi)對(duì)2004年的奧運(yùn)會(huì)、GCC國(guó)際會(huì)議進(jìn)展了全程直播讀取媒體文件這種方式可以有效的豐富視頻直播網(wǎng)絡(luò)中媒體效力 /anysee.清華大學(xué)華中科技大學(xué)視頻直播層華南理工大學(xué)武漢大學(xué)武漢理工大學(xué)上海交通大學(xué)汕頭大學(xué)中山大學(xué)邏輯拓?fù)?NearCast /anysee.紫松公寓視頻直播層邏輯拓?fù)湟匀A中科技大學(xué)為例西7樓沁園韻園東13樓 /anysee.視頻直播層結(jié)點(diǎn)的類(lèi)型按功能劃分源節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)葉子節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性平臺(tái)異構(gòu)WINDOWS/LINUX性能異構(gòu)-硬件性能不一、帶寬不

9、同志愿異構(gòu)-角色自在、來(lái)去自在 /anysee.視頻直播層采用NearCast戰(zhàn)略，使得系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的邏輯位置盡量和實(shí)踐的物理位置堅(jiān)持一致。這樣可以很好的保證QoS強(qiáng)壯的多播樹(shù)維護(hù)戰(zhàn)略，使得整個(gè)系一致方面可以順應(yīng)P2P系統(tǒng)高度的動(dòng)態(tài)性，一方面進(jìn)一步保證QoS以人為本的設(shè)計(jì)戰(zhàn)略，根據(jù)節(jié)點(diǎn)性能采用不同的效力戰(zhàn)略。即使性能比較差的節(jié)點(diǎn)也可以參與系統(tǒng)，享用效力 /anysee.關(guān)鍵技術(shù)Landmark運(yùn)用層多播戰(zhàn)略NAT & Firewall的處置Buffer管理戰(zhàn)略 /anysee.Landmark在AnySee中，為了到達(dá)

10、Nearcast的思想，即地理位置相近的調(diào)度原那么，需求運(yùn)用landmark值來(lái)做為調(diào)度途徑上的“路標(biāo)Landmark是一個(gè)56位數(shù)據(jù)類(lèi)型的值，利用固定幾位分別表示國(guó)家、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、省份、城市和學(xué)校 /anysee.Landmark詳細(xì)數(shù)位表示內(nèi)容地域城市學(xué)校校內(nèi)ID網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型國(guó)家16位4位16位8位8位4位每個(gè)參與AnySee的Peer都有本人的一個(gè)Landmark值，它由地理位置與IP的對(duì)應(yīng)關(guān)系和一定的編碼規(guī)那么產(chǎn)生 /anysee. 例如，華中科技大學(xué)的某個(gè)Peer的Landmark值為：00000001 0001 0001 0000000

11、1 0000000000000001 0000000000000100Landmark /anysee.ALMApplication Layer MulticastAnySee是一棵運(yùn)用層上的多播樹(shù)，它的這種網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)構(gòu)造減輕了數(shù)據(jù)發(fā)送端的效力帶寬壓力，添加了整個(gè)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性Nearcast戰(zhàn)略的運(yùn)用保證了QoS,節(jié)約了帶寬構(gòu)建和維護(hù)多播樹(shù)是AnySee最為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù) /anysee.節(jié)點(diǎn)的參與Broadcast懇求參與點(diǎn)PeerALMApplication Layer Multicast /anysee.節(jié)點(diǎn)的

12、參與Broadcast懇求參與點(diǎn)PeerALMApplication Layer Multicast /anysee.節(jié)點(diǎn)的正常分開(kāi)Broadcast分開(kāi)節(jié)點(diǎn)PeerALMApplication Layer Multicast /anysee.節(jié)點(diǎn)的正常分開(kāi)Broadcast分開(kāi)節(jié)點(diǎn)PeerALMApplication Layer Multicast /anysee.節(jié)點(diǎn)的異常分開(kāi)Broadcast分開(kāi)節(jié)點(diǎn)PeerALMApplication Layer Multicast /anysee.

13、節(jié)點(diǎn)的異常分開(kāi)Broadcast分開(kāi)節(jié)點(diǎn)PeerALMApplication Layer Multicast /anysee.NAT & Firewall的處置NAT & Firewall的Peer約束了AnySee的可擴(kuò)展性BroadcastNAT or FirewallPeer懇求參與點(diǎn) /anysee.NAT & Firewall的處置BroadcastNAT or FirewallPeer懇求參與點(diǎn) 將NAT or Firewall的Peer動(dòng)態(tài)調(diào)理到葉子位置。一定程度上抑制了所帶來(lái)的制約 /anysee.B

14、uffer管理戰(zhàn)略Buffer的必要性媒體效力的軟實(shí)時(shí)特征網(wǎng)絡(luò)的抖動(dòng)p2p系統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)性AnySee的Buffer管理戰(zhàn)略每個(gè)peer都擁有一個(gè)buffer,以時(shí)間間隔為單位進(jìn)展管理Buffer緩存最近固定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)的媒體數(shù)據(jù)Buffer占用的空間大小隨時(shí)間呈動(dòng)態(tài)變化頭部元數(shù)據(jù)包和媒體數(shù)據(jù)包分別進(jìn)展管理 /anysee.Buffer的組織構(gòu)造Data packets(40秒Header packetSeq arrivaltime headerseq timestamp data /anysee.00:00:0000:00:1000:00:20

15、00:00:4000:00:41。Buffer管理戰(zhàn)略續(xù)Header packet00:00:41-00:00:0040Data packets(40秒00:00:00每參與一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)檢查當(dāng)前buffer內(nèi)最“老的包離當(dāng)前時(shí)間能否超越40秒，保證buffer內(nèi)存放最新數(shù)據(jù) /anysee.Buffer管理戰(zhàn)略續(xù)Data packets(40秒Header packetFather peerHeader packet。Child peerOrPlayerBuffer內(nèi)數(shù)據(jù)到達(dá)一定門(mén)限值后才開(kāi)場(chǎng)向播放器或下層節(jié)點(diǎn)提供效力平滑拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化對(duì)效力質(zhì)量的影響 grid.hus

16、//anysee.AnySee的運(yùn)用展現(xiàn)12004奧運(yùn)會(huì)直播源提供者：普通pc機(jī)，2-3個(gè)源參與對(duì)象：教育網(wǎng)內(nèi)無(wú)電視可看的用戶(hù)效力規(guī)模：10000人次觀看 /anysee.AnySee的運(yùn)用展現(xiàn)2武漢電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)多媒體效力處理方案效力對(duì)象：896個(gè)社區(qū)，跨兩江分布武漢三鎮(zhèn)效力設(shè)備：IPOA網(wǎng)絡(luò)，桌面2MbpsInternet /anysee.Anysee的運(yùn)用展現(xiàn)3華中大在線的每天電視直播一臺(tái)pc機(jī)作為源效力提供者每天幾百人在線效力每天直播鳳凰衛(wèi)視等節(jié)目 /anysee.AnySee挑戰(zhàn)與對(duì)策1效力種類(lèi)多樣化缺乏點(diǎn)播效力對(duì)策源節(jié)點(diǎn)必需參與到多個(gè)ALM樹(shù)中媒體節(jié)目必需實(shí)施分片存儲(chǔ)分片規(guī)那么、分布規(guī)那么需求討