1、传统上，在互联网上提供电视广播服务是基于客户机-服务器体系结构，但随着用户数量的增加和服务器负载的增加，服务提供商要承担的成本会越来越高。IPTV是一种宽带有线电视网络，

2、融合互联网、多媒体、通信等技术，提供包括数字电视在内的多种互动服务的全新技术。

3、随着互联网用户数量的不断增加，客户端-服务器架构所面临的问题也越来越严重，这使得P2P(Peer-to-Peer)技术逐渐受到重视。早期P2P应用于Skype语音通话和BT文件传输。

【资料图】

4、近一两年来，通过P2P提供网络电视的P2P IPTV系统也从学术研究阶段进展到了实际的服务平台。因此，本文将简要介绍P2P IPTV技术。首先，我们将介绍P2P IPTV的系统架构和现状。

5、然后，针对现有技术的瓶颈，提出了解决方案。

6、P2P网络电视架构

7、 P2P live broadcast

8、P2P技术的主要概念是每个P2P用户在应用层形成一个覆盖网络，每个用户既是信息的接收者，也是信息的发送者。以BT共享下载文件为例，很多下载同一个文件的用户，

9、每个用户终端只需要下载文件的一个片段，然后互相交换。最后，每个用户都可以将所有的片段组合成一个完整的文件。这种P2P架构的好处是，当用户数量增加时，服务器上的负载不会同时增加。

10、我们用一张图来说明P2P数据传输的概念：第一步，每个用户向媒体服务器请求视频剪辑，有些剪辑因为某些原因在传输过程中丢失。步骤2，左边的对等体和中间的对等体请求它还没有接收到的视频剪辑。

11、步骤3，中间的对等体和右边的对等体请求它还没有接收到的视频剪辑。步骤4，右边的对等体和中间的对等体请求它还没有接收到的视频剪辑。最后，每个对等点都有一个完整的视频剪辑。

12、但是，要想通过P2P技术实现实时的广播直播，比如观看奥运会的直播，就必须考虑音视频数据的实时传输。为了实现这一功能，我们必须考虑三个问题：

13、1. Peer-to-peer overlay network (overlay network)

14、连接算法

15、对等搜索互联网，寻找具有所需内容和计算能力的对等IP；然后利用应用层组播协议建立用户连接网络架构。

16、2004年5月欧洲杯足球期间，香港科技大学张欣研博士在Planetlab网开发的CoolStreaming原型系统。这套系统使用Goosip协议在用户之间传播控制信令，

17、实现多点对多点网状架构之live streaming 功能。

18、2.视频片段传递排程算法

19、为了提供实时广播，视频片段到达用户的时间便必须早于它的拨放时间。树状架构网络上Peer 只从上层peer 接收数据，其接收视频片段顺序即是拨出的顺序。但在多点对多点网状架构上，

20、peer 可从多个sender peer 接收数据，因为peer 跟peer 间网络联机状况不同，因此先要求的视频片段不一定会早到。因此需要特别设计视讯片段传递排程算法以符合实时播放的要求。

21、3.多重视频编码技术

22、在多点对多点网状架构上视频片段可以从多个sender peer 来接收，举例若将影片作多重编码，2所示，一个视频片段被重新编码为12数据片段(data stream)，

23、若能保证peer收到其中任四个数据片段，即可重组回原来的视频片段，那此技术便可以应用于容易遗失封包的无线网络。

24、另外像H264 的multiple description coding and layered encoding则可以应用在不同网络频宽下之用户终端装置，

25、频宽大的用户终端(ex. xDSL)可以接收全部数据以取得较佳视频质量之影片，频宽小用户终端(3G) 只可以接收部份数据以取得基本视频质量之影片。

26、P2P IPTV 现况

27、P2P IPTV目前在中国发展最为蓬勃发展，目前有十多个网站使用各自发展的软件提供P2P IPTV业务。 主要PPLive系统有：

28、 PPLive网络

29、 ppStream网络

30、 QQ直播网络

31、 猫眼网络电视(猫扑网)

32、 TVKoo网络(沸点网络电视)

33、 Rox磊客网(原CoolStreaming、光芒传媒Roxbeam)

34、 Tvants网络(电视蚂蚁)

35、 Gridmedia网络(清华大学开发)

36、 Uusee网络(悠视网)

37、 Mysee网络(美视网)

38、同时电信运营商也开始加入这一潮流，贵州网通采用上海网用公司的技术开展实验运营，另外上海电信也在实验。2005年湖南卫视超女总决赛，PPLive进行了网上直播，有50万人同时在线收看。

39、另外去年Kazaa(2001年创立的P2P音乐分享网站)与Skype(2003年创立的P2P网络电话服务)的共同创办人Janus Friis与Niklas Zennstrom亦着手进行的P2P IPTV新计划(The Venice Project)，

40、P2P IPTV 瓶颈

41、 NAT

42、随着因特网的普及，IPv4的32位寻址法已不敷使用，而NAT(网络地址转换Network Assess Traversal)技术的出现在某种意义上解决了IPv4地址不足的问题。

43、NAT透过Private IP Address，让多个结点只用少数的Public IP Address就能连上Internet。当NAT内部结点往外连接时，

44、会将该Private IP替换成Public IP，并将对应关系记录在NAT mapping table中。

45、透过NAT连接时，对外隐藏了其内部结点结构，它只允许从内部发起的连接请求，也拒绝了所有不是由内部发起的外部连接，因为它根本不知道要把这个连接转发给内部的哪台主机，

46、所以分处于NAT内外两端的Peers就无法做到P2P的服务。而如何做到NAT Traversal(NAT穿透)就成为提供完整P2P服务的当务之急。

47、 NAT-T

48、P2P数据可透过UDP(非联机型Connectionless的非可靠传输协议)或TCP(联机导向Connection-Oriented的可靠传输协议)，

49、UDP已有STUN [RFC 3489]公定的解决方法。但规范严格的TCP目前尚未有好的解决方案，故本段将会针对TCP部分多所著墨。而穿透NAT分为两种情况，一、只有一端节点在NAT后，

50、二、两端的节点分别在不同的NAT后。

51、第一种情况我们可以采NAT后端节点主动式的方法解决，也就是由NAT后端的节点主动对外部节点发出需求，外部节点透过这一通道来建立联机的一种方式。但第二种就是比较棘手的情况了，

52、最常见的方法是将数据经由第三者转传，但为了节省转传产生的负载及COST，我们期望找出一个可以让NAT后面的两个节点直接建立TCP连接的解决方案。

53、目前康乃尔大学提出一个穿透不同NAT直接连接TCP的方法，被称为NUTSS [4]。NUTSS的目的是达到global connectively的境界，让所有在不同架构下的节点彼此之间都能够建立联机，

54、不会因为在NAT后而受到影响。NUTSS使用STUNT(Simple Traversal of UDP through Nats and TCP)协议去开启NAT后节点的TCP连接。架构3，

55、两个不同NAT后的节点在建立联机的初期，先透过第三者(在NTUSS里称之为tracker)协助建立联机，联机建立完成后，两个节点便可直接做数据的传输，不需再经过第三者转传。

56、STUNT经过数次封包传输沟通得知另一端主机的IP、Port-binding机制、封包过滤规则(Packet filtering rule)，进而调节达到Peer间直接联机。NUTSS有一个缺点，

57、STUNT协议依靠于为了能够TCP连接的欺骗包，这包在真实的网络作了限制。协议为了TCP连接传送假的封包，这封包在真实的网络中是可能发生问题的。许多ISP作了进入过滤以防止欺骗包进入他们的网络，

58、这将导致作者的协议失败。许多ISP作了过滤假封包进入他们的网络的限制，这限制将导致协议的失败。欺骗不能是真实连接主机的组成部分。

59、结论

60、P2P IPTV 提供一个在Internet上布署live streaming 之可行技术，营运商可以利用此技术降低Scale 及Cost的影响，目前已成为布署IPTV 的技术新趋势。

61、但另一方面从ISP业者的角度来看，P2P IPTV却会增加其网络传输量甚至可能影响其它的数据传输，目前已有ISP业者着手设法阻挡P2P 的数据封包或是降低其传输优先权。

62、另外对于现今有越来越多的网络使用者都隐藏在NAT或防火墙后，因此找出一个任何环境下都能直接建立TCP联机的方法，对于P2P的发展将有很大的帮助。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

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