淺析P2P技術(shù)在網(wǎng)絡(luò )電視中的應用及現狀

什么是P2P技術(shù)呢？P2P是peer-to-peer的縮寫(xiě)，peer在英語(yǔ)里有（地位、能力等）同等者、同事和伙伴等意義。因此，P2P也就可以理解為伙伴對伙伴的意思，或稱(chēng)為對等聯(lián)網(wǎng)。P2P技術(shù)自面市以來(lái)一直受到廣泛的關(guān)注。最近幾年，P2P技術(shù)更是發(fā)展迅速。目前，業(yè)界對P2P的定義還沒(méi)有一個(gè)標準的說(shuō)法，Intel將P2P技術(shù)定義為通過(guò)系統間的直接交換達成計算機資源與信息的共享，這些資源與服務(wù)包括信息交換、處理器時(shí)鐘、緩存和磁盤(pán)空間等。IBM則對P2P賦予了更廣闊的定義，把它看成是由若干互聯(lián)協(xié)作的計算機構成的系統并具備如下若干特性之一：系統依存于邊緣化（非中央式服務(wù)器）設備的主動(dòng)協(xié)作，每個(gè)成員直接從其他成員而不是從服務(wù)器的參與中受益；系統中成員同時(shí)扮演服務(wù)器與客戶(hù)端的角色；系統應用的用戶(hù)能夠意識到彼此的存在而構成一個(gè)虛擬或實(shí)際的群體。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，P2P技術(shù)是一種用于不同PC用戶(hù)之間、不經(jīng)過(guò)中繼設備直接交換數據或服務(wù)的技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò )通信方式如圖一所示。它打破了傳統的Client/Server模式，在對等網(wǎng)絡(luò )中，每個(gè)節點(diǎn)的地位都是相同的，具備客戶(hù)端和服務(wù)器雙重特性，可以同時(shí)作為服務(wù)使用者和服務(wù)提供者。由于P2P技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的存儲模式將由目前的內容位于中心模式轉變?yōu)閮热菸挥谶吘壞Ｊ?，改變Internet現在的以大網(wǎng)站為中心的狀態(tài)，重返非中心化，將權力交還給用戶(hù)。

目前，在網(wǎng)絡(luò )電視、文件共享、分布式計算、網(wǎng)絡(luò )安全、在線(xiàn)交流甚至是企業(yè)計算與電子商務(wù)等應用領(lǐng)域P2P都顯露出很強的技術(shù)優(yōu)勢。簡(jiǎn)單的說(shuō)，P2P直接將人們聯(lián)系起來(lái)，讓人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)直接交互。P2P使得網(wǎng)絡(luò )上的溝通變得容易、更直接共享和交互。P2P就是人可以直接連接到其他用戶(hù)的計算機、交換文件，而不是像過(guò)去那樣連接到服務(wù)器去瀏覽與下載。P2P看起來(lái)似乎很新，但是正如B2C、B2B是將現實(shí)世界中很平常的東西移植到互聯(lián)網(wǎng)上一樣，在現實(shí)生活中我們每天都按照P2P模式面對面地或者通過(guò)電話(huà)交流和溝通。

P2P的本質(zhì)思想是,整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中不存在中心節點(diǎn)(或中心服務(wù)器)。在P2P結構中,每一個(gè)節點(diǎn)(Peer)大都同時(shí)具有信息消費者、信息提供者和信息通訊者等三方面的功能,在P2P網(wǎng)絡(luò )中每一個(gè)節點(diǎn)所擁有的權利和義務(wù)都是對等的。在P2P工作方式中,每一個(gè)客戶(hù)終端既是客戶(hù)機,又是服務(wù)器。它弱化了服務(wù)器的作用,將信息數量、成本資源都向互聯(lián)網(wǎng)各點(diǎn)均勻分布,也就是所謂的邊緣化的趨勢,消除了單個(gè)資源帶來(lái)的瓶頸,可以控制和實(shí)現網(wǎng)絡(luò )上各節點(diǎn)的負荷平衡。P2P技術(shù)不僅能利用服務(wù)器的資源,同時(shí)能合理地使用用戶(hù)計算機的空閑資源。用戶(hù)在享受媒體節目的同時(shí),也在利用自身計算機所空閑的資源為其他用戶(hù)提供著(zhù)服務(wù)。所以,使用P2P技術(shù)提供高質(zhì)量和大容量的流媒體服務(wù)系統成為可能。

P2P技術(shù)在網(wǎng)絡(luò )電視中的應用

IPTV即交互式網(wǎng)絡(luò )電視，是一種利用寬帶有線(xiàn)電視網(wǎng)，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等多種技術(shù)于一體，向家庭用戶(hù)提供包括數字電視在內的多種交互式服務(wù)的嶄新技術(shù)。它能夠很好地適應當今網(wǎng)絡(luò )飛速發(fā)展的趨勢，充分有效地利用網(wǎng)絡(luò )資源。 IPTV既不同于傳統的模擬式有線(xiàn)電視，也不同于經(jīng)典的數字電視。傳統的和經(jīng)典的數字電視都具有頻分制、定時(shí)、單向廣播等特點(diǎn)；盡管經(jīng)典的數字電視相對于模擬電視有許多技術(shù)革新，但只是信號形式的改變，而沒(méi)有觸及媒體內容的傳播方式。

IPTV關(guān)鍵技術(shù)

IPTV是利用計算機或機頂盒+電視完成接收視頻點(diǎn)播節目、視頻廣播及網(wǎng)上沖浪等功能。它采用高效的視頻壓縮技術(shù)，使視頻流傳輸帶寬在800Kb/s時(shí)可以有接近DVD的收視效果（通常DVD的視頻流傳輸帶寬需要3Mb/s），對今后開(kāi)展視頻類(lèi)業(yè)務(wù)如因特網(wǎng)上視頻直播、遠距離真視頻點(diǎn)播、節目源制作等來(lái)講，有很強的優(yōu)勢，是一個(gè)全新的技術(shù)概念。IPTV的特點(diǎn)及應用 IPTV是利用寬帶有線(xiàn)電視網(wǎng)的基礎設施，以家用電視機作為主要終端電器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議來(lái)提供包括電視節目在內的多種數字媒體服務(wù)。

隨著(zhù)P2P研究的進(jìn)一步深入， P2P技術(shù)可以設計一個(gè)運營(yíng)商級的音視頻業(yè)務(wù)系統，采用P2P技術(shù)的播放軟件成就了網(wǎng)絡(luò )電視的發(fā)展。P2P既代表一種新技術(shù)，也映射著(zhù)一種新文化，從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，它用Peer與Peer的對等溝通，打破了目前網(wǎng)絡(luò )流行的C/S主從模式，是對互聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)的創(chuàng )新，也是互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)的回歸。P2P受到了廣大網(wǎng)民的喜愛(ài)，目前主要的應用的網(wǎng)絡(luò )電視下載有PPStream、沸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )電視、TVKoo、貓眼網(wǎng)絡(luò )電視、QQ直播；影視歌曲下載類(lèi)的bt、百寶、酷狗(KuGoo)、電騾(eMule）等；通信類(lèi)的Skype等。網(wǎng)絡(luò )電視的發(fā)展吸引了眾多的網(wǎng)民,它可以為用戶(hù)提供極為豐富的業(yè)務(wù),如VoD點(diǎn)播、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、電子郵件、多種在線(xiàn)信息咨詢(xún)、游戲、個(gè)人視頻錄制、電子商務(wù)、VOIP、即時(shí)通信IM等。P2P技術(shù)在網(wǎng)絡(luò )電視領(lǐng)域中更是如魚(yú)得水,主要體現在以下幾方面：

（1）文件交換，資源共享 ：在傳統的WEB方式中,實(shí)現文件交換必須要通過(guò)服務(wù)器,通過(guò)把文件上傳到某個(gè)特定網(wǎng)站,用戶(hù)再到該網(wǎng)站搜索需要的文件,然后下載,這種方式需要WEB服務(wù)器能夠對大量用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)提供有效服務(wù)。而P2P模式下,用戶(hù)可以從任何一個(gè)在線(xiàn)用戶(hù)的計算機中直接下載,從而真正實(shí)現了個(gè)人計算機與服務(wù)器的對等。

（2）在線(xiàn)交流，即時(shí)通訊：通過(guò)使用P2P客戶(hù)端軟件,用戶(hù)之間可以進(jìn)行即時(shí)交談,可以就網(wǎng)絡(luò )節目進(jìn)行討論，從而實(shí)現實(shí)時(shí)互動(dòng)。這樣既增加了用戶(hù)收看網(wǎng)絡(luò )電視的積極性,又促進(jìn)了媒體提供者和媒體消費者之間的互動(dòng)。

（3）快捷搜索，對等連接：P2P網(wǎng)絡(luò )模式中節點(diǎn)之間的動(dòng)態(tài)而又對等的互聯(lián)關(guān)系使得搜索可以在對等點(diǎn)之間直接地、實(shí)時(shí)地進(jìn)行,既可以保證搜索的實(shí)時(shí)性,又超越傳統目錄式搜索引擎的深度、速度、幅度。

傳統的流媒體服務(wù)大都是客戶(hù)/服務(wù)器(C/S)模式如圖二所示，即用戶(hù)從流媒體服務(wù)器點(diǎn)擊觀(guān)看節目，然后流媒體服務(wù)器以單播方式把媒體流推送給用戶(hù)。當流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展到一定階段后，用戶(hù)總數大幅度增加，這種C/S模式加單播方式來(lái)推送媒體流的缺陷便明顯地顯現出來(lái)(如流媒體服務(wù)器帶寬占用大、流媒體服務(wù)器處理能力要求高等)，帶寬、服務(wù)器等常常成為系統瓶頸，系統的可擴展性差。而通過(guò)P2P技術(shù)引入到流媒體傳輸中而形成的P2P流媒體技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：首先，這種技術(shù)并不需要互聯(lián)網(wǎng)路由器和網(wǎng)絡(luò )基礎設施的支持，因此性?xún)r(jià)比高且易于部署；第二，在這種技術(shù)中，流媒體用戶(hù)不只是下載媒體流，而且還把媒體流上載給其他用戶(hù)，因此，這種方法可以擴大用戶(hù)組的規模，且更多的需求也帶來(lái)了更多的資源。同時(shí)相對于互聯(lián)網(wǎng)上眾多計算機，P2P應用比其他應用要更多考慮那些低端PC的互聯(lián)，它們不具備服務(wù)器那樣強的聯(lián)網(wǎng)能力，同時(shí)對于以往的P2P應用技術(shù)，現在的硬件環(huán)境已經(jīng)更為復雜，這樣在通信基礎方面，P2P必須提供在現有硬件邏輯和底層通信協(xié)議上的端到端定位（尋址）和握手技術(shù)，建立穩定的連接。涉及的技術(shù)有IP地址解析、NAT路由及防火墻。目前互聯(lián)網(wǎng)主要技術(shù)模式是S/C方式，此方式要在互聯(lián)網(wǎng)上設置擁有強大處理能力和大帶寬的高性能計算機，配合高檔的服務(wù)器軟件，再將大量的數據集中存放在上面，并且要安裝多樣化的服務(wù)軟件，在集中處理數據的同時(shí)可以對互聯(lián)網(wǎng)上其他PC進(jìn)行服務(wù)，提供或接收數據，提供處理能力及其他應用。對于一臺與服務(wù)器聯(lián)機并接受服務(wù)的PC機來(lái)說(shuō)，這臺PC機就是客戶(hù)機，其性能可以相對弱小。而P2P技術(shù)的特征之一就是弱化了服務(wù)器的作用，甚至取消服務(wù)器，任意兩臺PC互為服務(wù)器，同時(shí)又是客戶(hù)機，即對等。