视频运用新方向：保利威视云平台

    

互联网时代，传统的文字，图片传递信息似乎已经满足不了网民的需求，受“云计算”的影响，视频传递信息被越来越多网民所接触以及信赖。先让大家一组数据：截至 2012年底，随着 3G 网络的升级，网络传输速度大为增快，智能手机的屏幕也越来越大，我国在手机上使用在线收看或下载视频的网民数为1.3亿，在手机网民中的使用率为32.0%，增速仅次于手机微博，成为今年娱乐类应用的亮点。预计 2013年手机视频的用户数和使用时长将继续快速增长，在国外的互联网，视频的覆盖率更是高达50%！

图1：2009-2016年中国在线视频行业市场规模

    在上面的数据看来，视频，将来是否会成来每一个站的标配呢？如果真的是这样，如何解决高成本的带宽与技术成为了站长们的一大难题。难道真的要为了喝一杯牛奶，就养头奶牛吗？其实不然，在人类坚信方法总比困难多的信念下，互联网界的云视频服务商结合云技术，为企业网站提供视频托管服务。一条新的产业链在稳步成型。

 大家还在疑惑“视频服务包括哪些？”“什么叫视频托管？”的时候，国内的几家视频托管商已经在密锣紧鼓地准备迎接真正的“云视频服务”的到来。2013年业内许多人称“云计算”会达到巅峰。视频托管商在云的载动下，会有怎样的发展呢？我们不得而知。不过作为视频服务的黑马——保利威视（www.polyv.net）最近的表现让许多业界人士都看好。

下面我们就以保利威视为代表剖析下视频云的功能特点：

一、平台需求

    在线视频云服务平台需要提供视频发布、视频转码、视频存储、视频管理、播放器设置、多终端播放、广告系统、统计系统、视频加密等基础核心功能。

• Ø         视频发布

    视频云平台一般来说会提供至少3种视频上传方式：通过相应的管理后台进行上传，或客户端进行上传，使用Flash插件上传。其中，POLYV客户端需要支持大文件（2G以上）上传，并支持断点续传。

• Ø         视频转码

    视频云平台支持对FLV、MP4、AVI、MPG、MOV、ASF、3GP、F4V、WMV等多种格式的视频源文件进行转码，输出多种码率、多种格式的视频文件，同时需要抽取视频的关键帧，形成视频的截图集。

• Ø         视频存储

提供PB级别的存储能力，多副本、多数据中心容灾备份，并提供高带宽、覆盖全国骨干节点的双CDN加速服务。

• Ø         视频管理

    视频信息编辑、删除、视频搜索、截图修改、视频预览、播放列表、视频信息分页显示等多项视频管理功能。

• Ø         播放器设置及多终端播放

提供丰富的播放器皮肤，用户可自由调节播放器面板的颜色、透明度、视频水印、播放器LOGO，可以设置片头、片尾、播放列表的位置等，提供实时预览功能，马上看到设置效果。

视频可以在Web页面播放，也可以在iOS设备（iPad、iPhone）上播放，也可以在Android移动设备上播放。

• Ø         广告和统计

提供视频片头、视频片尾、暂停播放等广告位置，支持多样广告素材，可设置广告开始、广告结束的时间。

记录视频播放量、观众量、播放时长、视频平均播放时长、人均播放量、人均播放时长、地理位置、以及每次播放的细节过程和播放行为，统计广告访问的情况。

• Ø         视频加密

基于关键帧错序的视频内容保护系统，具体实现原理和流程如下：

 

 图3：视频加密实现流程

 

基于关键帧错序的视频内容保护系统有以下特点：

 

l         完全兼容flash player，用户无需安装任何第三方插件即可实现对视频的保护;

l         完全兼容目前的HTTP视频CDN，无需购买昂贵的FMS服务器；

l         由于采用http这种最成熟的传输模式，用户的播放体验也远远超越采用rtmp协议的fms流保护方案；

l         结合OVP防盗链能对视频文件做到较为全面的保护，而且即使视频被盗链甚至是下载也无法播放，做到了比fms更加可靠和严密的加密级别；

l         由于每一个视频文件都有唯一的key，即使某文件被破解，其它文件也还是安全的，大大增加了破解者的难度。

注：基于关键帧错序的视频内容保护系统是行业领先的视频加密技术，在较高级别加密安全性的前提下实现了用户的易用体验。

二、技术路线

保利威视（POLYV）是一个复杂的分布式软件系统，在技术选型方面采用目前主流的Java EE平台。开发语言主要使用Java和Python，关系数据库使用MySQL，NoSQL数据库使用MongoDB、Redis和Memcached，其中，MongoDB主要用于存储访问日志，Redis主要用于构建具有优先级的分布式队列，Memcached用于缓存数据。保利威视（POLYV）平台的架构如图2所示。

图7：保利威视（POLYV）平台架构

 

三、实现过程

    本节对保利威视（POLYV）几个重要系统的实现过程进行简单描述。

• Ø         分布式存储系统

在选型阶段，作者分别对Lustre、MogileFS、FastDFS、MooseFS、HDFS等开源分布式文件系统进行了调研和评测，结合保利威视（POLYV）平台对存储需求的特点，最终从性能、易用、易扩展等方面来确定使用FastDFS搭建保利威视（POLYV）的分布式文件存储系统。

FastDFS是一款类Google FS的开源分布式文件系统，它用纯C语言实现，支持Linux、FreeBSD等操作系统。它只能通过专有的API对文件进行存取访问，不支持POSIX接口访问，不能mount使用。

图8：FastDFS系统架构

    总体来说，基于FastDFS搭建的保利威视（POLYV）分布式存储系统可以容易扩展到PB级别的存储能力，而且比较适合用于存储图片和视频文件。

• Ø         视频转码服务

保利威视（POLYV）平台的视频转码服务流程如图4所示。

图9：视频转码序列图

用户发布视频后，视频发布服务根据用户的类型和级别、视频文件的大小、视频的码率等信息计算一个权重值，新建一个具有权重优先级的视频转码任务，并把任务加入到分布式队列中。转码机器群中的守护进程会定期从分布式队列中提取转码任务，进行视频转码，转码完成后把相关状态数据更新到数据库中。

• Ø         统计系统

保利威视（POLYV）平台的视频播放和广告访问统计的处理流程如图5所示。

图10：统计流程序列图

保利威视（POLYV）的视频播放器在播放视频的过程中会将相关数据通过HTTP发送到Nginx，Nginx会将此类请求以日志的方式记录下来。保利威视（POLYV）的统计程序将定期分析Nginx的日志，提取相关数据并把数据保存到MongoDB数据库中。统计程序还将定期对MongoDB中的数据进行统计，并把统计结果转存到MySQL数据库中。

 

四、效果及评价

作为新兴的在线视频云服务平台，如何深入分析了不同行业企业对视频应用的个性化需求，针对教育培训、传媒、政企、电子商务分别推出了行业应用解决方案。将是差异化竞争胜利的砝码。

除了解决方案的行业针对性外，还需要有开放平台模式，通过开放的API接口，用户可以自己开发应用程序来实现个性化的需求，可以整合第三方视频增值业务平台，包括统计、分享、营销工具、广告联盟等，使网站对视频的应用更灵活和强大，网站视频价值实现最大化。

视频云平台处于迅速发展中，在未来一段时间内，随着用户量的不断增加，目前现有的SAAS服务需要对平台进行扩展和优化甚至是重构，以增强平台的服务能力。

 

 

参考文献

[1] comScore. April 2013 U.S. Online Video Rankings[OL]. 2013. http://www.comscore.com/chi/Insights/Press_Releases/2013/5/comScore_Releases_April_2013_US_Online_Video_Rankings

[2] Ffmpeg. FFmpeg Documentation[OL]. 2013. http://www.ffmpeg.org/documentation.html

[3] MongoDB. MongoDB Documentation[OL]. 2013. http://docs.mongodb.org/manual/

[4] Redis. Redis Documentation[OL]. 2013. http://redis.io/documentation

[5] Leonard Richardson, Sam Ruby. RESTful Web Services[M], O’Reilly Media, Inc, USA, 2007

[6] 余庆. 分布式文件系统FastDFS架构剖析[J]. 程序员, 2010(11).

[7] 李敏, 郭捷. 基于H.264/SVC的视频加密技术研究[J]. 信息安全与通信加密, 2012(5)

[8] 曹蕊, 陈丹, 杨帆. 帧异或视频加密算法[J]. 计算机与数字工程，2012, 40(2)

[9] 胡文波, 徐造林. 分布式存储方案的设计与研究[J]. 计算机技术与发展, 2010(4)

[10] 宋爱青. 基于Hadoop的日志分析系统的设计与实现[D]. 北京：中国地质大学, 2012

 

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