多播介绍

1、高质量IP视频直播特点 
随着网络技术的发展与普及，全程数字化、网络化的视频直播业务已开始应用，如目前在开展的IPTV业务、PC终端上的实时广播业务、广播式远程会议业务等。这些业务由于实时性、视频质量要求均较高，所以在IP网络传输所占用的带宽也较高。 
2、组播技术在实现高质量视频直播存在的问题 

　　利用流媒体技术把实时节目（如现场直播的体育节目）传送到用户端，由用户通过电脑或加上机顶盒的电视机收看是流媒体的重要应用。目前主要的网络传输方式包括单播和组播。由于单播需要建立服务器和客户端的点对点连接，对服务器及网络资源的要求较高，所以在大量用户同时收看同一实时节目的场合较适用组播技术。 
　　（1）组播的可靠性不高 
　　（2）设备对组播的支持不足 
　　（3）组播的可控可管理能力较弱 
3、P2P技术在实现高质量IP视频直播存在的问题 
　　P2P技术具有低成本、高扩展性、高服务质量、高安全性等先天优势，能够解决基于C/S架构和CDN架构存在的不可扩展性、投资回报率低、热点效应等问题。其成功部署应用将促进媒体服务的开展，有助于优化网络流量，提高现有资源利用率，节省投资，带来良好的经济和社会效益。但以P2P实现高质量视频直播承载也存在相当的劣势，主要包括： 
　　3.1　在ADSL环境下成本优势不明显 　　
　　3.2　网络流量流向难以控制 
　　3.3　P2P与组播结合实现高带宽IP视频直播技术思路 
　　通过前面章节分析可以发现，P2P与组播在承载高带宽IP视频直播方面各有优点，也均有不尽人意的地方。二者是否能结合在一起，利用各自的优点而克服其主要缺点?由于P2P是一种应用层的技术，而组播主要是网络层的技术，我们设计了一个P2P环境下的组播传输系统，很好地解决了高带宽IP视频直播目前的问题。 
其主要逻辑组件包括： 
　　（1）组播服务器。组播服务器负责发送组播流。组播服务器可以是一个分级的逻辑结构，用户可通过多种方式从中心内容服务器取得内容，如直接与中心内容服务器建立组播路径，或中心内容服务器通过单播传送至边缘内容服务器，用户端到边缘服务器建立组播路径等，这由具体的网络实现决定。 
　　（2）管理服务器。管理服务器负责对整个系统的用户进行管理。 
　　（3）客户端。客户端提供内容的本地存储，并与其余客户端建立P2P关系，为对方提供节目。 
　　客户端接收P2P环境下的组播关键流程如下： 
　　（1）客户端1接收组播并缓存 
　　客户端1通过IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）请求加入组播组，缓存了一定时间的节目后再开始播放。 
　　在客户端有两个缓存，一个缓存保存了接收到的数据包，称为原始缓存；另一个缓存把原始缓存的内容复制过来，并解包合成工作的内容，称为播放缓存。 
　　原始缓存通过检查UDP包的包号知道哪些数据包是否缺失，如果原始缓存发现了有丢包时，就会向群内用户发送请求重发。当原始缓存的包完整后，原始缓存把数据包复制到播放缓存，由播放缓存解包合成图像内容。 
原始缓存及工作缓存的时间可根据网络的状况调整。缓存结构应与具体P2P应用软件的分片方式相适应，缓存的大小应为P2P应用软件分片大小的整数倍。缓存的数据先不进行拆包的工作，保留UDP包的包号，播放时把缓存的内容复制到播放缓存再进行拆包合成。 
　　（2）多个客户端接收同一组播内容 
　　客户端2同样加入这个组播组，其过程与客户端1相同。以后加入的客户端过程类似。 
　　（3）管理服务器把客户端组成群 
　　管理服务器把几个客户端归成一个群（数量可调，建议5个），在一个群内的用户建立点对点的关系。 
　　群指一组建立点对点关系的客户端，建立群的目的是为了组播重传，当群中的一个用户丢失某个数据包时，它将向群内用户发送请求重发，群内用户从自己的缓存中为其提供相应数据。 
　　考虑到组播丢包时可能是数据网的某个设备或节点出现问题，所以群内用户分布应跨城域网，以避免城域网内某个设备或节点出现问题时影响用户使用组播。 
　　群的建立由管理服务器统一调度。 
　 （4）群内组播重传机制 
　　当客户端1发现缓存上的缺少了某个包时（通过包号检查），它向群内的所有用户发送广播包，询问哪个用户有这个包，如果群内的某用户有，它将向客户端1发送这个包，客户端把这个包放入缓存。如果有多个用户发送了数据过来，客户端1将忽略后到的包。重发机制的过程如下： 
　　①客户端向群内的所有用户发送请求，请求别的用户为自己发送丢失的数据包，请求信息包括需要的数据的UDP包号； 
　　②群内用户接收到请求后，检查自己的原始缓存，如果有该丢失数据包，则向请求用户发送该丢失数据包，发送时把丢失的整个UDP数据包（包括UDP包头）作为重传数据包的Payload（净荷）进行传送； 
　　③请求重发的客户端接收到重传的数据包后，把它放入原始缓存相应队列； 
　　④请求重发的客户端只使用首先收到的重发数据包，丢弃其余数据。