p2p streaming---forcetech

ForceTech（原力科技）是一家搞p2p streaming的方案提供商，他不像PPLive那样直接提供服务，而只是给第三方提供技术支持。

 

ForceTech和清华的林闯教授合作，进行技术研究。在IEEE上搜到他们在08年合作发表的一片论文：Enabling on-demand Internet Video Streaming Services to Multi-terminal Users in Large Scale，今天又看了看这篇文章，在这里写点报告，做点积累。

 

文章中写到，他们的系统有这么几个特点：multi-process server management,efficient topology organization, enhanced UDP transmission, intelligent content distribution，采用的是CDN+P2P的分发架构，这个架构说白了就是在更靠近用户的网络边缘放一些服务器，视频源到边缘服务器之间采用CDN的方式进行内容发放，用户终端之间以及终端与边缘服务器之间采用P2P的方式传输视频。

 

文章中提到的系统平台主要面向三网融合，支持不同类型的终端（PC, STB, 手机终端），通过Multi-terminal Accessing Server (MAS)检测不同类型的终端，然后为终端提供合适的界面（web,EPG,wap）。系统分为四层：data layer, management layer, transmission layer and user layer。其中数据层（准确的说应该是数据库）和管理层是集中控制，用于信令面的控制，而传输层包括视频源CDN，便于服务器，用于实际视频的传送，而所谓用户层，其实就是上面说的用户终端的适配。

 

系统定义了一些功能实体，为了简单起见，我们就将信令面的控制实体统一称为SC，而网络中传输部包括CDN Server和边缘服务器（ES)，用户层统称为UA，各个终端称为peer。这些实体组成了一个p2p streaming的系统。

 

文章中所写的工作流程大致如下：peer登录到合适的界面，选择节目，请求信息发送到SC，然后SC查找数据库，通过一些算法，得到最合适的ES和其他peer列表，然后返回给发请求的Peer，此peer再向列表中的ES/peer请求内容。

 

流程比较简单，但是其中会涉及到一些问题，比如SC应该如何选择列表，使得ES整体达到负载均衡(GSLB)，peer如何设置优先级以达到良好的系统性能（网络拓扑，传输时延等）。

 

文章中号称此系统的几个优点：安全（用户名密码授权认证，这个不值得提吧。。。），可靠（电信级平台，7*24*365)，可扩展性（1 server 10M bandwidth for 10,000 concurrent users, 1/20 of C/S )，QoE(只占用用户带宽的60%~70%（那也得用户的带宽够啊）， 缓存机制（硬盘，内存），通过内容切片，压缩（？），重组来达到实时传输)， 支持各种协议（mms, rtsp, http, file, etc.(C/S架构吧？)）和各种视频格式（MPEG 1,MPEG 2, MPEG 4, 3GP, MP3, H.261, H.263, H.264, ASF, WMV, RM, RA, RMVB, AVI, WAV and etc）。

 

 

下面文章对系统技术上的特点做了进一步的说明：

1）multi-process server management

其实就是在一个物理服务器上开多个进程，每个进程都是一个完整的服务器，通过绑定不同的端口来提供服务。类似于虚拟机的感觉。通过负载均衡使得每个逻辑服务器所服务的用户数保持大致相同。

 

2）Intelligent content distribution

就是热点内容的预判，当一个视频的链接请求数越来越多，达到一个门限值是，判定此内容为热点内容，从而提前为其分配更多资源，并且SC调度更多的ES进行视频提供。

 

3）Enhanced Transmission Protocol

他们开发了一个私有的UDP协议，这个协议通俗来讲，就是既有TCP的可靠性，又有UDP的NAT穿越能力和高传输速率。个人感觉其实就是在普通UDP协议上用了自己的一套重传和包序重排的机制，还不一定有拥塞控制功能，八成是非TCP友好型。

 

4）Efficient Peer organization and selection

采用了mesh和tree的混合结构来组织Peer（有点意外，不知道现在还是不是采用这种组织结构），总体上peer按照分层的树状组织，每层的peer都从上层获取数据，而同一层的peer又分成一些cluster，cluster中的peer优先从本cluster中更强大的peer出获取数据，一旦这个强大peer离开了，那么就从其他cluster中或者上层peer中获取数据。对于这种结构，给出的数据如下：500kbps的视频，每个节点负责2各子节点，共10层，可以达到20,000用户的支持，时延在每层1-3s之间。

peer的选择主要考虑这么几个方面：高IP相似性，低网络时延，高数据传输速率，低丢包率。通过IP地址分析来选择临近peer并达到拓扑匹配，流量优化的效果。文章给出了算法的公式（不知道一些参数的常量是怎么来的，公式是怎么来的）。

 

 

文章剩下的部分着重讲了在机顶盒和手机上P2P Streaming的部署。最后介绍了实际部署情况：

在测试中，VOD拖动时延1-2秒。在部署成本上，文章做了一个对比：

传统IPTV系统：服务器成本，130万，带宽成本195万。

P2P IPTV系统：比较乱，总之成本会降很多

 

最后有个运营数据：

8天，28354个用户，110频道（live and vod), 500-600bps码率，6各SC, 35个ES, 消耗带宽共1.465G，启动时延10-15秒，拖动时延2-8秒，用户在线时间656.6秒。

 

 

总的来说这篇文章实质的东西不多，挺多内容是介绍性的，偏宣传。ForceTech在这上有几个专利，不知道能不能搜到。文章比较老，估计现在应该有些改动。如果哪位朋友有有关他们系统的最新文章或资料，希望能多多分享！