實(shí)現(xiàn)高性能ip網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究

1、實(shí)現(xiàn)高性能實(shí)現(xiàn)高性能IP網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究【摘要】：隨著寬帶IP網(wǎng)絡(luò)和視頻編解碼技術(shù)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)正在成為影響人們生活和工作的一種重要信息服務(wù)。基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻服務(wù)主要分為兩類:視頻直播和視頻點(diǎn)播。網(wǎng)絡(luò)視頻直播提供類似傳統(tǒng)廣播電視服務(wù)的單源、多接收者服務(wù)能有效覆蓋在IP網(wǎng)中廣泛分布的用戶群而網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播則突破了傳統(tǒng)廣播電視服務(wù)中用戶只能被動(dòng)接收視頻節(jié)目的服務(wù)模式為用戶提供可自主選擇視頻節(jié)目

2、和訪問時(shí)間的服務(wù)。IP網(wǎng)絡(luò)包括各種基于IP協(xié)議簇構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸方式上主要有單播和組播兩種。單播是IP網(wǎng)絡(luò)提供的基本數(shù)據(jù)傳輸方式。當(dāng)采用IP單播傳輸技術(shù)來實(shí)現(xiàn)單源、多接收者服務(wù)時(shí)存在著相同數(shù)據(jù)包在同一網(wǎng)絡(luò)鏈路中多次重復(fù)傳輸?shù)膯栴}傳輸效率較低。組播則能有效的解決這一問題。其利用網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備——路由器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的分發(fā)使同一數(shù)據(jù)包在每條物理鏈路上都只傳輸一次從而大量節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。為了討論的方便并不失一般性本文分別以當(dāng)前只支持單播的Int

3、emet和能支持組播的IP網(wǎng)為背景來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究。本文研究內(nèi)容包括2部分:1)在現(xiàn)有只支持單播的Inter中實(shí)現(xiàn)高性能視頻直播服務(wù)的技術(shù)研究2)在支持IP組播的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)高性能視頻點(diǎn)播服務(wù)的流調(diào)度算法研究。網(wǎng)絡(luò)視頻直播服務(wù)是典型的單源、多接收者服務(wù)因此IP組播傳輸技術(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻直播服務(wù)的理想方案。但對(duì)于現(xiàn)有的Inter網(wǎng)需要升級(jí)正在運(yùn)行的路由設(shè)備才能支持P組播。這種升級(jí)目前還難靜態(tài)流調(diào)度算法為了在使用固定的組播信道數(shù)

4、(帶寬)時(shí)獲得最小的用戶等待時(shí)間都會(huì)靜態(tài)最優(yōu)地使用為視頻分配的組播信道。因此一旦開始進(jìn)行視頻傳輸就難以動(dòng)態(tài)增加或者減少該視頻使用的組播信道數(shù)(或網(wǎng)絡(luò)帶寬)。對(duì)于視頻點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)來說為了減小整個(gè)系統(tǒng)總的用戶訪問視頻等待時(shí)間通常期望給最熱門的視頻節(jié)目分配最多的組播信道數(shù)。但視頻熱門度是動(dòng)態(tài)變化的現(xiàn)有的靜態(tài)流調(diào)度算法不具有根據(jù)熱門度變化來動(dòng)態(tài)改變所使用的信道數(shù)的能力從而降低了整個(gè)服務(wù)系統(tǒng)的性能。另外這類算法獲取高性能時(shí)通常都采用具有貪婪特征的

5、用戶端視頻數(shù)據(jù)下載策略對(duì)用戶端接入帶寬和緩存資源要求都較高。為了解決這些問題本文提出了分別用于CBR編碼視頻和VBR編碼視頻的高性能自適應(yīng)流調(diào)度算法以及能滿足用戶資源限制的流調(diào)度算法改進(jìn)方法。通過理論分析和性能仿真測試得出:本文提出的算法不但能有效滿足需求且在性能方面優(yōu)于現(xiàn)有同類算法對(duì)于在IP組播網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)高性能的視頻點(diǎn)播服務(wù)具有較大的實(shí)用價(jià)值。本文對(duì)在P網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)高性能視頻服務(wù)的一些關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了深入研究并對(duì)現(xiàn)存的一些問題提出了有效的解