P2P實時影音分享技術(shù) - 全文
過去幾年當(dāng)中,一種新的網(wǎng)絡(luò)串流架構(gòu),點對點 (Peer-to-Peer) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)快速的崛起,此種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一開始用在于數(shù)據(jù)文件的交換傳遞,后來進而發(fā)展成實時(real-time)影音內(nèi)容的廣播技術(shù),如NICE, ZIGZAG, Narada and Coolstreaming…等,而當(dāng)P2P的技術(shù)運用于實時影音數(shù)據(jù)分享,即是近來討論火熱的P2P網(wǎng)絡(luò)電視 (IPTV),何謂IPTV呢?簡單的說來,IPTV其實是透過現(xiàn)有Internet的基本架構(gòu),將數(shù)字電視、以及其它影像與聲音透過寬帶網(wǎng)絡(luò)傳送的技術(shù)(或服務(wù)),提供IPTV的業(yè)者可以利用P2P的技術(shù)來分擔(dān)資料從單一節(jié)點廣播出去的大量頻寬,將可以大大減少串流提供廠商的服務(wù)器系統(tǒng)架設(shè)經(jīng)費。
P2P IPTV技術(shù)介紹
在前一個章節(jié)簡單的說明了什么是P2P IPTV,接下來我們進一步來探討這方面的技術(shù),IPTV同時具有兩種技術(shù),一是傳統(tǒng)的Live TV(也就是Multicasting),二是Stored TV(也就是Video on demand, VoD)。
Live TV
通常用來播放一些實時性的影音數(shù)據(jù),例如美國職棒大聯(lián)盟的棒球比賽直播,在播放的過程不會將影音數(shù)據(jù)儲存于硬盤,僅會占用部分計算機主存儲器(Main Memory)來做為緩沖區(qū)(Buffer),此緩沖區(qū)存放的數(shù)據(jù)為某頻道影音內(nèi)容的部分片段,換臺之后便換存放另一頻道的影音片段,最后當(dāng)你停止收看時此緩沖區(qū)將會釋放成可用內(nèi)存,使用此緩沖區(qū)的用意為一方面下載自己即將要播放的影音數(shù)據(jù)另一方也將自己已有的影音數(shù)據(jù)分享給同是點對點網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(peer),參考左圖,圖中每一個節(jié)點都有自己的緩沖區(qū),部分的影音數(shù)據(jù)會在參與者之間互相傳遞,相互傳遞數(shù)據(jù)的節(jié)點彼此形成一個伙伴群組,伙伴關(guān)系的建立方式為此架構(gòu)中的核心組件,對于整個點對點網(wǎng)絡(luò)的串流傳輸質(zhì)量以及穩(wěn)定性有相當(dāng)大的影響。類似的軟件有已經(jīng)相當(dāng)知名的PPStream(以撥放Live影片為主)。
Stored TV (or Video on Demand, VOD)
網(wǎng)頁上的信息除了文字、圖片、動畫之外,也可以放上聲音及動態(tài)影像的檔案,提供瀏覽者在線欣賞的功能,這種技術(shù)稱為VOD(Video On Demand)-隨選視頻技術(shù),使用者可不受時間、空間的限制,透過網(wǎng)絡(luò)隨選實時播放、在線收看,但無論是聲音文件或影像文件,皆屬于檔案較大的格式,VOD為了能克服檔案傳輸耗時的問題,使用串流技術(shù)作為傳輸方式,如此才能達到真正的隨選隨看,不需等候檔案下載,只要開啟檔案,在讀取、傳輸?shù)耐瑫r,同步進行播放。
目前VOD隨選視訊技術(shù)被應(yīng)用在很多地方,例如股市行情的解盤分析,遠距教學(xué)、e-Learning、電子商務(wù)e-Commerce、在線MTV、KTV、企業(yè)內(nèi)部公告廣播、訓(xùn)練…等等,使用VOD隨選視訊技術(shù)的優(yōu)點在于能提供隨時更新的動態(tài)信息,更可以產(chǎn)生互動的效果。此外,少了重置的麻煩,更能節(jié)省成本,及提高便利性。
甚至ISP或ICP業(yè)者可整合串流技術(shù)與軟硬件設(shè)備,而成為多媒體影音數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)交換中心,或是多媒體ASP,提供頻寬分享、主機代管、數(shù)據(jù)互換及軟件租賃服務(wù),即所謂的Multimedia IDC(Internet Data Center),例如中華電信提供服務(wù)器托管的服務(wù),其計費的方式若為采用流量計費,提供影音服務(wù)業(yè)者的營運費用將會非常驚人,營運成本一旦提高勢必會吞蝕了企業(yè)的獲利。
目前市場最熱門的VOD應(yīng)用,首推YouTube。它是一個因特網(wǎng)的網(wǎng)站,讓使用者上載觀看及分享視頻短片,用戶可以上傳影像檔案進行壓縮轉(zhuǎn)文件,網(wǎng)站上影片內(nèi)容包羅萬象,涵蓋個人影片及電視節(jié)目片段,音樂錄像帶及家居錄像等,但其傳送影音的方式采取傳統(tǒng)的主從式(Client/Server)架構(gòu),使得YouTube的網(wǎng)站需要大量服務(wù)器以及極大的網(wǎng)絡(luò)頻寬,每月需要付大約100萬美金的費用。
點對點隨選視訊 (Peer to Peer VoD)
由于采取傳統(tǒng)的主從式架構(gòu)來傳送影音數(shù)據(jù),隨著客戶端的數(shù)量增加,需要耗費相當(dāng)大的傳輸成本(YouTube就是一個很好的例子),便有研究提出采用點對點的方式來傳送影音數(shù)據(jù),其特色主要在于它破除了Client一定只會和Server聯(lián)機的限制,如此便可以大大降低Video伺服端的負載,這樣的一個節(jié)省傳輸成本的好處,也令YouTube不得不采用之以降低其龐大的營運成本。
目前在點對點隨選視訊運用最成功的例子就是Joost。Joos在未推出Live TV的服務(wù)之前便是一個典型的VOD (Video On Demand)的應(yīng)用程序,在計算機上撥放媲美電視上的看得到的高畫質(zhì)影片,根據(jù)該團隊以往的紀錄,這套軟件應(yīng)該也是基于P2P的分享原則,使用者可以提供影片給別人觀看,影片下載過程中同時也要分享自己的上傳頻寬。它與YouTube的不同處為其使用點對點的視頻技術(shù)來播放你所點選的節(jié)目,其畫質(zhì)也較YouTube來得清晰且Joost目前并不提供用戶自制與上傳影片,目前的服務(wù)也以電視臺制播的節(jié)目為主,所有能在Joost上看到的網(wǎng)絡(luò)電視頻道都是合法取得的。
P2P應(yīng)用趨勢
P2P的相關(guān)技術(shù)及學(xué)術(shù)研究已經(jīng)幾近成熟的階段,一些應(yīng)用如雨后春筍般地出現(xiàn),其中最令人印象深刻的就是目前市面上已有業(yè)者將P2P技術(shù)嵌入于無線基地臺(Access Point, AP),將應(yīng)用程序 (Application) 或服務(wù)嵌入于類似無線基地臺的嵌入式裝置,這個想法始自于FON的概念,什么是FON的概念呢?
FON是一個全新的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式,為Web2.0概念的應(yīng)用,訴求的就是透過開放、分享的理念,匯集眾人的力量來打造一個WiFi Everywhere的環(huán)境。只要參加FON會員,將FON專屬路由器接上家里的寬帶網(wǎng)絡(luò),那么會員就會貢獻出部分網(wǎng)絡(luò)頻寬?!懊赓M分享、分享免費(Share for free, access for free)”是FON的宗旨。會員在貢獻出自己的部分頻寬,之后在任何一處,只要偵測到由其它FON會員分享出來的無線網(wǎng)絡(luò)信號,此刻只要登入FON會員賬號密碼,就可以免費使用。
FON的架構(gòu)是由foneros的提供的FON存取點(social router)建立,現(xiàn)階段FON存取點是借著把開放原始碼安裝在Linksys及Buffalo的路由器內(nèi)(指定型號),用戶便可以在世界各地免費上網(wǎng)瀏覽。Fonera將會有很多嶄新的功能,包括雙重SSID (私人及公開),而fonero更加可以和鄰近的會員聯(lián)系。Fon正在開發(fā)可以個人化的網(wǎng)頁,使fonero能夠看到鄰近會員的相片,以及他們的家庭、寵物,他們喜愛的網(wǎng)站連結(jié)等家就好像My Space,不同的是只供給鄰近的會員進入(參考下圖)。
接下來我們來比較如果能將P2P的應(yīng)用程序或服務(wù)嵌入于無線基地臺有什么樣子的優(yōu)缺點,事實上比較無線基地臺節(jié)點與一般網(wǎng)絡(luò)上P2P節(jié)點性質(zhì)上的差異,這是發(fā)展P2P協(xié)議需要考慮的議題。從上面的表格可以知道要開發(fā)P2P串流協(xié)議于一般的使用者節(jié)點跟無線基地臺上面是不一樣的,硬件條件的限制將會影響到P2P平臺的設(shè)計機制與考慮,另外來有基地臺構(gòu)成的P2P網(wǎng)絡(luò)也與傳統(tǒng)節(jié)點構(gòu)成的P2P網(wǎng)絡(luò)的型態(tài)不一樣,譬如網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)情況。一般節(jié)點加入或離開P2P網(wǎng)絡(luò)的動作會比無線基地臺節(jié)點來得頻繁,一般節(jié)點指的是一般PC的使用者,他們關(guān)閉P2P的應(yīng)用程序便離開了P2P網(wǎng)絡(luò),而無線基地臺上的P2P應(yīng)用程序為一嵌入式軟件,通常離開P2P網(wǎng)絡(luò)只會發(fā)生在不使用網(wǎng)絡(luò)而關(guān)閉無線基地臺的電源。
結(jié)論
根據(jù)Gartner市場分析,IPTV用戶數(shù)快速增長,2010年用戶數(shù)可達4500萬,市場規(guī)模可達45億美元。亞洲地區(qū)增長幅度最大。IPTV的應(yīng)用將成為網(wǎng)絡(luò)上收看影音視訊的主流,再加上web2.0新概念的出現(xiàn),一些搭配的相關(guān)服務(wù)必慢慢盛行,目前業(yè)者將P2P服務(wù)嵌入于無線基地臺的嵌入式裝置就是一個不錯的應(yīng)用,往后是否會出現(xiàn)一個殺手級的應(yīng)用(killer application)來吸引消費者目光,請讓我們拭目以待。
- 第 1 頁:P2P實時影音分享技術(shù)
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