视频点播广播系统解决方案

视频点播简介

新一代流媒体网络服务系统,能支持各种视频、音频、课件、文本、图片、动画、执行文件的网上点播、广播或直播服务,可顺畅地运行于局域网、广域网(互联网、电信网、广电网)等任何复杂的网络环境。

视频点播能够广泛地应用在电信运营、广电服务、邮政服务、图书馆、博物馆、名胜展馆、体育场馆、智能小区、宾馆酒店娱乐场所、广场车站、机场码头、校园教育、远程教育、军事训练、国防教育等领域以及国家党政机构(公安交通、工商税务、海关边检、法院检察院等)、远程医疗、电力系统、电子化工、金融证券、传统制造、机械冶金等企业事业单位。我们可根据不同的应用领域提供相应的解决方案。

视频点播系统架构

视频点播系统在总体设计上采用了客户端/服务器模式;客户端基于B/S方式浏览访问服务器,服务端采用“分布式”架构服务体系。

服务端主要由视频服务器、广播服务器、Web服务器、数据库服务器、专业存储设备等组成,在小型应用中,可由单台服务器来完成服务端的工作。视频服务器的作用一方面是为终端用户提供流畅的视频流传输服务,另一方面为系统管理员提供强大的视频流监控服务;广播服务器的作用是为用户提供实时现场广播和文件广播;Web服务器主要为用户登录、浏览、查询节目提供服务,进行页面管理;数据库服务器主要存储节目信息,为用户检索查询节目提供服务,存储用户信息,提供登录、认证服务;由于视频数据非常占用存储资源,专业存储设备主要是为了解决海量数据存储问题而设的,在实际应用当中,通常会先考虑利用服务器本身所带磁盘的存储能力,当服务器盘片存储能力不够或出于其它考虑时,通常要选用专业的数据存储设备。

用户终端以浏览器方式访问视频点播系统时,首先是登录到Web服务器,接下来由数据库服务器提供服务,最后才由视频服务器、广播服务器提供视频流传输服务。用户端接收到数据后不须任何预读,立刻响应,实时进行解压缩播放。

视频服务系统架构如图1所示。

系流量负载均衡

为解决视频数据流量负载均衡问题,视频点播系统采用了以下两种技术方案。

“分布式”服务器机群数据流量并发负载均衡

由于视频点播系统利用了“分布式” 的多线程数据流量并发技术,所以在整个网络服务系统中,不只是某一孤立的视频服务器为用户提供数据传输服务,而是所有的视频服务器都可以同时进行数据服务。整个服务系统的用户登录、浏览、节目查询、页面管理等由Web服务器来执行;数据库服务器负责存储及管理节目信息和用户信息;但是所有的数据都是由视频服务器来发送传输。 具体的工作原理是:当用户“1”要点播本服务系统中已存有的“X”节目时,它首先登录访问Web服务器,在Web服务器的指引下,查询到数据库服务器中的“X”节目信息;然后再由Web服务器对“X” 节目信息进行分析,查找“X”节目数据信息所归属管理的视频服务器,找到后,Web服务器把用户“1”的点播请求指向管理“X”节目数据信息的视频服务器,并由该视频服务器直接对用户“1”传输数据,此时Web服务器与用户“1”脱离服务联系,直至下一次的点播请求。

重定向流量负载均衡

无论如何,单台视频服务器的服务能力总是有限,当视频服务系统需要进行大流量数据并发,而某台服务器的服务能力又无法满足要求时,可以通过视频服务器的重定向处理技术,来解决这个难题。

实际情况是:当主服务器对用户所提供的同一节目视频服务达到饱和时,可把该节目制作到冗余服务器(别的服务器),并指令冗余服务器对用户提供该节目的服务,以减轻主服务器的负担;或者是当主服务器上有多块网卡时,可把相同的节目设置到不同IP地址的网卡上,也就是说不同的网卡可对同一节目进行数据并发。

主服务器上不同IP地址的多块网卡数据并发,容易理解,不多赘述。

冗余服务器的具体工作原理是:当大量的用户对视频服务系统进行访问,发出对同一节目的点播请求时,如果首先被访问的视频服务器“1”的流量和带宽已达到饱和,视频服务器“1”会自动重定向到另一台与其装有同样数据的视频服务器“2”,由视频服务器“2”进行数据并发,当视频服务器“2”也达到流量和带宽饱和时,接着会同样重定向下一台视频服务器,依此类推,直至重定向到视频服务器“N”。

视频点播的数据存储

视频点播支持集中式存储和分布式存储等数据存储模式。集中式数据存储,一般在单台视频服务器服务时采用,相对比较容易管理和安全性高,但存储容量有限,服务器的负担比较重。为解决服务器负载均衡及海量存储难题,本系统采用分布式视频服务器提供服务,相应地采用分布式存储模式;分布式存储虽然管理起来比较烦琐一点,但所有视频服务器都可存储视频数据并且可同时提供视频服务,减轻了主服务器的负担,满足了大量用户同时点播和查阅数据的要求。

在数据的存储方式方面,我们利用磁盘阵列技术解决了增加磁盘的存取速度,防止数据因磁盘的故障而丢失及有效的利用磁盘空间等问题。从而能够发挥本系统的强大性能和满足更多用户的点播服务要求。