原力创新科技p2p技术白皮书

原力创新科技p2p技术白皮书内容摘要：

用户和地区，需求小的用户和地区投入相对较少资源，提高 了资源利用率和 整体服务价值。 原力 P2P流媒体服务器采用 C/S模式的集中管理架构。 在分散的 P2P发布网络中，所有用户访问行为、服务器工作信息、内容资源信息、节点处理信息等，均通过集中的管理系统进行统一管理。 其管理可分为对网络信息的管理和对架构的部署管理。 网络信息管理存在于整个 P2P发布网络中，用户产生视频请求、服务器查询内容资源及用户列表、反馈用户网络信息列表、用户根据列表访问视频内容、内容的 P2P共享传输以及内容的终端呈现，所有步骤都需要管理系统的调配才可完成，完全的管理模式，使系统管理更加方便。 系统对架构的 原力创新科技 P2P 直播点播系统白皮书 北京原力创新科技有限公司 6 部署管理，集中在对内容的分发管理中。 结合热门内容智能分发功能，分布在各地的用户可更方便的访问到身边可提供该内容的分发服务器、节点用户，并将其作为最高优先级的内容访问源，无需占用更多的主干网络资源，避免了跨网络、跨区域访问情况的发生，解决了以往 P2P大量占用网络带宽的问题，使 P2P可满足电信级运营商的应用需求，体现出 P2P流媒体技术的真正价值。 开放式结构 原力 P2P 流媒体服务器采用非集中化新型混合式 P2P 模式，遵循 NeerCast 就近获取原则，系统整体理论扩充规模无限，具有高容错性，系统匿名程度高，单独低聚合高。 私有的Swarming Methodology 的专利算法之上，采用私有 UDP 传输协议，以 C、 C++为基础，结合 C、 JAVA、汇编语言综合开发而成。 独有的 P2P Swarming技术通过多对多 AI 及以 Peer服务为中心的 Election 选举传输模式，降低网络抖动带来的传输问题，使种子连通率在 90%以上，通过多对多的传输模式，实现 Buffer的最优化管理。 系统具有 JAVA、 C两种开发语言的接口源码，使系统具有更高的兼容性，可方便的与其他系统协同工作。 原力创新科技 P2P 直播点播系统白皮书 北京原力创新科技有限公司 7 三 创新技术 原力 P2P 流媒体技术致力通过优化的算法实现电信运营级的 P2P 应用，算法 设计上保证系统扩展性和用户服务质量双重指标，在分布式和可扩展性组网中实现服务的高可用性和稳定性。 为保证用户的服务质量，原力 P2P 流媒体技术通过合理部署 P2P 超级节点服务器，在不同的网段中（如网通一组，电信一组，以及国外一组节点服务器）保持内容的同步，节点的增多，将使用户无需连接更远更无效的服务器，通过算法上的优化，只给用户质量最优的资源节点，以此确保视频播放的流畅度。 参照内容分发网络（ CDN）的分发算法以及 DHT环的算法，最终产生独特的原力 P2P 流媒体算法，在降低算法难度的同时，保障了用户观看的质量。 基于 CDN思想的合理超级节点部署实现了内容的就近访问，降低了端到端的时延，同时有利用实现全局的负载平衡。 在算法中原力 P2P 流媒体技术采用种子优先级划分的策略，种子服务器的优先级低于普通用户，随时根据用户访问情况改变连接方向，如用户普通节点速度加快，则降低种子服务器的连接数据量，既降低的服务器压力，也充分利用了网络用户的带宽，实现系统的可扩展性。 在用户管理上，引用域的概念，将用户划分为不同的域，以域为单位进行服务，并在网络中设置可监控全网的 IP 仲裁服务器，将不同的域中所有 IP 列表进行汇总及同步。 同时， 应用高 速网段列表。 在原力 P2P 系统中，所有节点的动态地址信息将速度快的节点 IP地址返回给服务器，服务器根据全网的 IP 列表计算网段，以网段 网段的形式记录在数据库中。 在资源节点管理上，当新用户连入节点时，系统会在全网 IP 地址表中找到最近的节点，按照比例依次分配最快网段的节点；最近的节点；差一个级别的稍近的节点；随机节点以及种子服务器。 原力系统通过对节点质量的监控与动态优化，对于传送速度慢的节点，定期予以删除，然后向全网 IP 仲裁服务器所要新的节点，以随时保证节点的高效。 在编码上，原力 P2P 流媒体技术采用多种具有更 高效率的视频编码压缩标准，支持MPEGx和 ，使原力 P2P 流媒体技术具有更好的支持多种视频格式的能力，具有以下优点： 1）运动估计 /运动补偿（ MP/MC）消除视频时间冗余； 2）图像 原力创新科技 P2P 直播点播系统白皮书 北京原力创新科技有限公司 8 差值的离散余弦变换（ DCT）消除空间冗余； 3）量化系数的可变长编码（ VLC）消除统计冗余。 同时，原力 P2P 流媒体系统不断对算法进行改进，加强了基于编码器的容错算法、基于解码器的容错算法、以及基于反馈信道的容错算法，提高的系统的容错能力，以确保即使采用 VLC 方案后，也不会产生在 Inter 或无线信道上 的误码而影响正常解码。 在拓扑构建上，原力 P2P 流媒体技术采用可控制的分布式 P2P 架构，架构化设计，具有很高的资源搜索效率。 同时，在移动 DSN 项目设计中，为保证各个域中动态节点的加入以及信息的存储，引入 DHT 协议算法，并在应用过程中，参考了如缓冲阵列路由协议(CARP)；一致性哈希； Chord；内容寻址网络等不同的协议应用。 原力 P2P 流媒体 创新 技术 特点 包括 : 支持 多种 协议 原力 P2P流媒体系统可以支持多种协议，如 mms、 rtsp、 、 file等。 其中 mms、 可实现网络视频的实时直播、卫星电视 直播、文件虚拟直播流等内容传输； rtsp可使点播视频文件随意拖动进度，确保用户使用体验；发布点播内容时，系统使用 file文件流方式，直接用视频文件的绝对路径访问服务器中的点播文件，在缩减操作流程的同时，提高系统工作效率。 支持众多视频格式 原力 P2P流媒体系统，可支持的视频格式广泛，如 wmv、 rm、 rmvb、 flv、 ts、 avs、 asf等，可使用 mpeg ，使系统具有更好的兼容性，免去了频繁转换格式的繁琐步骤，同时提高了视频内容的质量。 独创 Force P2P Media Server技术 原力 P2P流媒体系统直接读取服务器中视频文件，并直接以原力 P2P流媒体服务器端 将内容在互联网中发布出去，无需借助其他流媒体系统如 Media Server、 Helix Server等流媒体发布手段进行视频发布。 原力创新科技 P2P 直播点播系统白皮书 北京原力创新科技有限公司 9 多 进程处理技术 及基于软件的负载均衡 原力 P2P流媒体系统，可实现在同一台物理服务器上打开多个逻辑服务器，并使所有逻辑服务器单元都与其他物理服务器一起实现负载均衡功能。 由于某些高配置服务器的资源比较多，而普通的流媒体系统无法充分利用资源，如内存、CPU的使用，这些软件对硬件使用效率的低下 ，造成了硬件资源的严重浪费。 通过原力 P2P流媒体系统的多进程处理功能，可以在合理条件下，更充分的利用硬件资源，以达到节省硬件资源的目的。 基于原力 P2P流媒体系统的负载均衡功能，可使所有的物理服务器及逻辑服务器，具有相近的用户访问量，确保所有服务器工作负载平均， 避免个别服务器空闲或压力过大的情况发生。 结合了多进程处理技术的负载均衡功能，可以大大提高服务器利用率和稳定性，通过中心控制服务器对用户的自动分流，实现整体压力平衡，提高整个平台工作效率。 多进程及负载均衡 服务器列表 P2P+CDN的 分布式网络部署 原力 P2P流媒体服务器，通过对服务器职能的细分以及对部署架构的优化，构建出一整套适用于大规模用户并发并可无限扩展的平台架构，使系统具有很高的网络适应性及延展性，具有更高的商业价值和技术潜力。 原力创新科技 P2P 直播点播系统白皮书 北京原力创新科技有限公司 10 原力 P2P流媒体服务器对整体网络的部署及规划、数据的分发以及相应的管理策略，完全符合最新提出的 P4P网络架构的设计思路，使 P2P技术更加适用现今的网络运营环境。 原力 P2P流媒体服务器采用分布式存储模式 ，降低用户对服务器的访问依赖，从而缓解用户访问给服务器及带宽造成的压力，确保了流媒体服务器发布的稳定性。 原力 P2P流媒 体服务器将服务器按职能划分，引用分布式服务器部署理念，将服务器按功能、按地域、按需求等不同方式进行分散，提高整体服务价值。 系统对架构的部署管理 ， 结合热门内容智能分发功能，分布在各地的用户可更方便的访问到身边可提供该内容的分发服务器、节点用户，并将其作为最高优先级的内容访问源，无需占用更多的主干网络资源，避免了跨网络、跨区域访问情况的发生，解决了以往 P2P大量占用网络带宽的问题，使 P2P可满足电信级运营商的应用需求，体现出 P2P流媒体技术的真正价值。 原力 P2P 流媒体技术通过合理部署 P2P 超级节点服务器，在不 同的网段中（如网通一组，电信一组，以及国外一组节点服务器）保持内容的同步，基于 CDN思想的合理超级节点部署实现了内容的就近访问，降低了端到端的时延，同时有利用实现全局的负载平衡 . 内容按热度智能分发功能 原力 P2P流媒体服务器独有的热门内容智能分发功能，包含内容热度预判、内容导向分发功能。 系统可对分发策略预设，当内容在某地区达到分发条件，如用户访问该资源数量超过 1000 次，热度预判系统将此内容列为热门内容，内容导向分发系统则将该内容分发至用户当地流媒体发布服务器，并对该内容应用更多服务器及带宽资源，以支撑更 多用户的访问。 高效节点选择机制 目前的 的 P2P 网络中数据资源分布在各个独立的节点上，如何高效地索引、查找、定位以及访问这些数据信息资源是另一个需要关注的重要问题 .当成功互连后 ,一般可供选择的节点会比较多 ,此时就需要一个选择算法进行筛选 . 原力 P2P流媒体 技术的节点选择标准为 : 1） IP的相近程度 ,由于互联网是一个基于 IP,而 IP分子网再分配的 ,一般情况下 ,相近的 IP具有更短的物理路由线路 . 2）网络静态延时与动态延时 , 一般带宽较好的节点 ,具有较小的静态延时 .而动态延时 ,而用于测试当有数据流动时的网络状 况 ,很多网络当有数据通过时 ,由于受限于其承载 ,延时将会大大的增加 . 3）传输数据的多少 ,及丟包率 . 二个节点实际传输的数据越多越好 ,但丟包率过高时 ,代表着中 原力创新科技 P2P 直播点播系统白皮书 北京原力创新科技有限公司 11 间环节的网络已经超出了承载 ,而应选择更佳的节点 . 原力的 P2P流媒体技术具有更高的工作效率，更高的节点查找率及利用率，使更多的用户仅依靠用户之间的共享传输获取内容，而无需访问服务器，从而节省大量的带宽及服务器资源。 可管理的 P2P系统 原力 P2P流媒体服务器采用 C/S模式的集中管理架构。 在分散的 P2P发布网络中，所有用户访问行为、服务器工作信息、内容资源 信息、节点处理信息等，均通过集中的管理系统进行统一管理。 其管理可分为对网络信息的管理和对架构的部署管理。 网络信息管理存在于整个 P2P发布网络中，用户产生视频请求、服务器查询内容资源及用户列表、反馈用户网络信息列表、用户根据列表访问视频内容、内容的 P2P共享传输以及内容的终端呈现，所有步骤都需要管理系统的调配才可完成，完全的管理模式，使系统管理更加方便。 高效的传输协议 原力 P2P流媒体系统所应用的传输协议，为原力科技独创的私有 UDP协议。 传统 TCP协议虽然稳定，但是传输速度慢，不能穿透内网防火墙及 NAT设备 ，不适合做 P2P流媒体的传输协议；而 UDP传输虽然速度快，但是会产生大量的丢包现象，传输途中并不安全，为解决这个问题，对现有两种协议扬长避短，原力科技结合两者优点，开发出一套传输速度快且稳定，不产生数据丢包现象，并可以穿透内网防火墙及 NAT设备的私有 UDP协议。 原力 P2P流媒体技术采用的 UDP协议可以使穿透功能更佳 ,针对四路常见的 NAT类型 ,内网可以穿其中的 3种 ,还有一种 ,也可支持与具有公网 IP的互连 ,大大提高了系统的互连能力 . 系统采用私有 UDP传输协议，彻底解决原有 TCP传输速。