P2P與NGN結合的IPTV控制架構的研究

●將P2P機制引入之后，P2PUE在下載流媒體內容的同時(shí)，自身也存儲了部分的流媒體內容，供其他P2PUE下載使用。在P2PCF中保存了流媒體內容分片信息在P2PUE上的存儲信息和P2PU的在線(xiàn)狀態(tài)。
　　●P2PCF通過(guò)與性能測量功能的交互，獲取與用戶(hù)接入網(wǎng)相關(guān)的資源使用信息（如接入網(wǎng)剩余帶寬等）。
　　●在接收到P2PUE的內容請求消息后，P2PCF根據流媒體內容在其他用戶(hù)上的存儲信息、CDN-CF為該內容傳送分配的CDN-MF信息、接入網(wǎng)資源的使用信息等調用資源調度算法，為該P2P流媒體用戶(hù)計算各部分內容的存儲位置。

（7）資源接納控制功能（RACF）：負責為非P2P用戶(hù)的流媒體內容下載進(jìn)行資源預留，以保障流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量。資源接納控制功能為NGN中定義的功能實(shí)體。

（8）性能測量管理點(diǎn)：負責對接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )性能進(jìn)行測量。目前采用的是業(yè)務(wù)或應用分配固定帶寬的方式，已不能適應P2P過(guò)程中實(shí)時(shí)流媒體高帶寬高突發(fā)高QoS需求的要求。性能測量功能能夠獲取接入網(wǎng)流媒體業(yè)務(wù)的QoS參數（如端口或鏈路的吞吐量、延遲、丟包率等）并上報給P2PCF。P2PCF根據性能測量功能提供的監測結果和網(wǎng)絡(luò )運行狀態(tài)對媒體流做出適時(shí)的自動(dòng)調整，可以更好地提供QoS保證，實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )資源的動(dòng)態(tài)反饋控制。

4 典型工作流程

由于普通用戶(hù)終端和P2P用戶(hù)終端的控制方式、工作方式和服務(wù)質(zhì)量保證機制都不盡相同，本架構對普通用戶(hù)終端和P2P終端分別設計了不同的機制和流程，作為示例，圖2和圖3分別給出了兩種終端從業(yè)務(wù)請求、媒體資源調度和內容傳送的工作流程。

圖2 普通終端工作流程

圖3 P2P終端工作流程

4.1 普通終端的工作流程

圖2是普通終端的工作流程示例。

（1）用戶(hù)通過(guò)普通用戶(hù)終端發(fā)起IPTV業(yè)務(wù)請求。
　?。?）SCF判斷終端類(lèi)型為普通用戶(hù)終端，則調用RACF執行資源預留，以便為普通用戶(hù)的業(yè)務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量保證。關(guān)于RACF的資源預留過(guò)程，可參見(jiàn)ITU-T和TISPAN的相關(guān)規定。
　?。?）SCF根據用戶(hù)所在的地理位置、用戶(hù)類(lèi)型等信息選擇為該用戶(hù)服務(wù)的CDN-CF，并向CDN-CF發(fā)送媒體資源請求。
　?。?）CDN-CF結合用戶(hù)請求的節目、CDN-MF的負載情況等信息進(jìn)行資源調度，為用戶(hù)選擇合適的CDN-MF為其服務(wù)；并向所選擇的CDN-MF發(fā)送媒體資源請求。
　?。?）CDN-MF可能需要從本域的其他CDN-MF處獲得節目相關(guān)的媒體信息。

如果所請求的節目?jì)热菰诒居騼炔淮嬖?，CDN-CF需要通過(guò)上級CDN-CF選擇保存有節目?jì)热莸墓芾碛?，然后CDN-CF和保存有節目?jì)热莸墓芾碛蛑械腃DN-CF進(jìn)行交互，并控制CDN-MF從該域獲取相關(guān)的媒體資源。

當CDN-MF準備節目?jì)热葜笙駽DN-CF發(fā)送媒體資源響應。

（6）CDN-CF向SCF回送響應，SCF和RACF交互執行資源接納控制，之后將CDN-MF的地址等信息傳送給用戶(hù)終端。
　?。?）用戶(hù)終端從CDN-MF獲取媒體內容。

4.2 P2P終端的工作流程

圖3是P2P終端的工作流程示例。

（1）用戶(hù)通過(guò)P2P用戶(hù)終端發(fā)起IPTV業(yè)務(wù)請求。
　?。?）會(huì )話(huà)控制實(shí)體收到IPTV業(yè)務(wù)請求后，根據用戶(hù)所在的地理位置、用戶(hù)類(lèi)型等信息選擇為該用戶(hù)服務(wù)的CDN-CF，并向CDN-CF發(fā)送媒體資源請求。
　?。?）CDN-CF結合用戶(hù)請求的節目，CDN-MF的負載情況，用戶(hù)類(lèi)型等信息進(jìn)行資源調度。對于P2PUE，CDN-CF為用戶(hù)選擇合適的 P2PCF作為P2PUE后續網(wǎng)絡(luò )控制點(diǎn)。CDN-CF將為該用戶(hù)選擇的P2PCF地址等信息發(fā)送給SCF，SCF將該響應發(fā)送給用戶(hù)。
　?。?）P2PUE向P2PCF發(fā)起媒體下載請求。
　?。?）P2PCF接收到用戶(hù)請求之后，首先向CDN-CF請求計算節目各分片對應的CDN-MF列表。這樣P2PCF可以根據一定的策略將CDN-MF的地址融合在最終傳送給P2PUE的對等節點(diǎn)列表中，如為了提高面向用戶(hù)的響應速度，可以控制P2PUE接入到CDN-MF獲取第一個(gè)分片或后續幾個(gè)分片。P2PCF 還可以將CDN-MF作為某個(gè)分片的備選地址，當P2PUE在嘗試列表中的其他對等節點(diǎn)失敗時(shí)，仍然可以從CDN-MF獲得分片。
　?。?）P2PCF從性能測量管理點(diǎn)獲取接入網(wǎng)資源占用的情況，作為資源調度的重要依據。性能測量管理點(diǎn)可以周期性的向P2PCF上報接入網(wǎng)的情況。
　?。?）獲得相關(guān)信息后，P2PCF根據接入網(wǎng)資源占用情況、從CDN-CF獲取的CDN-MF列表、存儲相關(guān)資源的P2P終端狀態(tài)，生成供P2PUE下載節目片段的列表。
　?。?）P2PCF將列表發(fā)送給P2PUE，P2PUE根據列表和相應的P2P終端交互獲取節目片段。
　?。?）在用戶(hù)觀(guān)看和/或下載節目的過(guò)程中，P2PUE定期或根據一定的觸發(fā)條件（如完成幾個(gè)分片下載后）向P2PCF上報本終端上存儲的流媒體節目片段的信息，供P2PCF計算列表時(shí)。

5 結束語(yǔ)

本文中給出的P2P與NGN結合的IPTV控制架構，關(guān)鍵是將NGN，CDN和P2P相結合，目的是在一定范圍內實(shí)現P2P終端之間的資源共享。針對P2P技術(shù)特點(diǎn)設計了對應的可控、可管和業(yè)務(wù)質(zhì)量保障架構和機制，可以為相關(guān)研究提供新思路。