CN1111806C - 一种随意视频点播系统结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是网络结构实现大用户量VOD(随意视频点播)系统，这是一项通过在单一服务器上使用多个NIC并行工作实现超大带宽，并可通过多服务器并行工作进一步提高带宽能力，从而为大量用户并行使用IVOD系统提供可能；该全新系统结构在VOD系统中的使用，为实现廉价、高效的VOD系统提供了一条全新的道路，进而开辟了一个全新的市场。

Description

一种随意视频点播系统结构

本发明提供一种视频点播系统结构，特别是一种随意视频点播系统结构。

随意视频点播，即VOD(Video On Demand)，一直是宽带计算机网络应用的发展主要方向。长期以来，国外各大型公司在此投入巨资，以期能够占领该项目的制高点，而用户对此的需求也越来越高涨。各公司提出了多种方案，其中，以数字网络连接，进行视频传输的方式逐渐得到了广泛的认可，成为了目前的主要发展方向。

但是，虽然以数字网络传输有种种优点，它也有一个致命的弱点，就是受到带宽的严重制约。虽然传输损失、延时等种种问题可以通过软件的方法加以解决，但总带宽的限制是无法改变的。无论是100M网、1000M网，其带宽容量都经常不能满足需要，使用更高速设备也只是杯水车薪，而代价也将是巨大的。这一点，被公认为是IVOD(交互式VOD)所不能克服的，于是由此诞生了并不能实时点播的NVOD(近VOD)，仍然以广播的方式进行传送，同时播放很多路信号，用户选择最接近其需要的一路信号进行观看。虽然用户数不受限制，但是这样就大大限制了VOD系统的能力和优势，并且使得网络随时都是满负荷运行，无法承担其他应用。且此套系统的设备价格由于要适应其特定需要，也显得过高。

在实际使用中，我们需要的带宽必须在相同或类似造价的情况下，能够达到原有的数倍的能力才能在可接收价格内实现VOD的应用。这就促成我们必须对现有VOD网络结构进行研究、加以改造。

目前的国内外常见VOD应用中，都是以原有的规范计算机应用网络体系为基础，因而其带宽明显受到服务器出口、交换机、集线器等的限制，特别是服务器出口带宽能力，严重制约这系统的能力(参见附图)。我们要打破这种限制，就必须采用以前没有过，而又符合网络应用要求的VOD结构。

我们使用过多级缓存的方式，即每一定数量的用户提供一台小型服务器，再将小型服务器连接到大型一些的服务器上，层层连接，由小型服务器起缓冲池的作用，担负大部分频繁的访问，上一级服务器担负不太频繁的访问部分，就可以实现较多用户的使用。但这样的代价是过多的服务器造成的高昂的费用，并且也不能保证系统的稳定。这套系统结构方式仍然是标准的计算机网络结构，也是目前国际上大型VOD系统使用最多并被认为最先进的方式。

这时，我们注意到在网络结构中，路由器(router)所提供的功能是比较特殊的，它可以保证各个网段之间以全速连接。它的结构便是提供多个网络连接接口，每个接口可以连接一个网段，而每个网段互相访问的速度——也就是访问路由器的速度，都可以达到网络连接的物理带宽能力(例如，以100M网络设备连接时，就可达到100M网络的带宽，而不是和多个网段的访问共享100M网络带宽)。这就使我们想到，如果在网络结构中路由器的位置将路由器加装视频服务的软硬件，构成视频/路由服务器，则各个网段之间仍然可以通过该服务器提供的路由服务实现连接，而在访问视频资料的时候，每个网段都能以网络的全部带宽能力访问该服务器，从而轻松的实现了用户数和带宽能力的成倍增长，使得可接收价格和性能的VOD应用成为了可能(如果在此结构中不启用路由服务，仍可进行高速的VOD服务，但各网段之间将不能互相访问)。如果使用多个服务器时，对网络效果近似使用多台路由器，而对于VOD应用，则带宽和用户能力又可得到成倍的增长。经过推算和多次实验，我们证实了该系统结构的高度可靠性，并且了解到国内外并无此种VOD结构，我们的此套VOD系统结构是全世界首先提出的，没有先例的。

本发明的目的在于，提供一种随意视频点播系统结构，其可采用一个或多个服务器并行工作。

本发明的另一目的在于，提供一种随意视频点播系统结构，其可在每个服务器上，安装多个网卡(NIC)或网卡组，每个服务器均可以使用或不使用路由服务。

本发明一种随意视频点播(VOD)系统结构，其特征在于，是在数字网络(如以太网)上，通过单服务器使用多个网络接口卡，即网卡(NIC)并行工作，并可连接多个服务器并行工作，从而解决以前数字网络VOD系统带宽不足的问题。

其中每台服务器上可以安装多个NIC，并且这些NIC之间为并行工作的关系；NIC的具体型号可以相同也可以不同。

其中从NIC引出的连接线，其另一端连接至交换机(SWITCH)或集线器(HUB)；每个SWITCH或HUB可以连接多台服务器和多台客户机；每个SWITCH或HUB上与每台服务器可以有1个或多个连接；连接介质可以相同也可以不同。

其中的SWITCH或HUB，除与服务器的连接外，还应连接客户机或下层Switch或HUB。

其中同时使用多台服务器时，各服务器为并行工作。

为进一步说明本发明的具体结构和特征，以下结合实施例和附图对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为传统常见的VOD体系结构图；

图2为传统的多级缓存结构图；

图3为本发明多通道VOD体系的结构图。

首先请参阅图3，一种随意视频点播(VOD)系统结构，是在数字网络(如以太网)上，通过单服务器使用多个网络接口卡，即各个网卡之间(NIC)并行工作，并可连接多个服务器并行工作，从而解决以前数字网络VOD系统带宽不足的问题。

其中每台服务器上可以安装多个NIC，并且这些NIC之间为并行工作的关系；NIC的具体型号可以相同也可以不同。

其中从NI C引出的连接线，其另一端连接至SWITCH(交换机)或HUB(集线器)。每个SWITCH或HUB可以连接多台服务器和多台客户机。每个SWITCH或HUB上与每台服务器可以有1个或多个连接。连接介质可以相同也可以不同。

其中的SWITCH(交换机)或HUB(集线器)，除与服务器的连接外，还应连接客户机或下层Switch或HUB。

其中同时使用多台服务器时，各服务器为并行工作。

由图3可以看出，本发明有以下的功能：

1、可采用一个或多个服务器并行工作。各服务器存储的内容可以相同(提供更大访问量)也可以不同(提供更大存储量)。服务器内部带宽应适当大于连接网络的总带宽以确保稳定。

2、在每个服务器上，安装多个网卡(NIC)或网卡组，每个服务器均可以使用或不使用路由服务。安装的网卡是插在服务器主板上的PCI槽内(或根据具体需要安排)，使用尽量多的网卡以提供尽量大的带宽。可以使用各种网卡，包括常用的100M网卡，或是特殊的4口或更多口的100M网卡组，也可以使用1000M以太网卡等。各网卡(网卡组相当于多个网卡)之间采用并行工作的方式(采用冗余方式对带宽无帮助)。

3、由各个NIC连接出的网络连接可以为各种常用的介质形式(光纤、铜缆、双绞线、无线连接等)。

4、各NIC连接至交换机或集线器(一般采用交换机，采用集线器时，只应与服务器有一个连接口，否则多连接对带宽提高没有用，只对容量提高有用，采用交换机交换机则不受此限制)，该交换机或集线器上可连接多个服务器和单个服务器的多个NIC。如为高带宽接口和低带宽接口混合的交换机，则应将高带宽接口与服务器网络接口的带宽应匹配。

5、4中描述的交换机或集线器，可以连接多个用户，也可以连接多个下一级交换机或集线器。下一级的交换机或集线器也可以照此连接，依此类推(但应满足网络带宽和网络传输的基本规范，连接级数多会导致网络不可用，并影响速度，一般只连接一级较好)。

从图3中，我们可以容易的看到，原有的常见的VOD体系结构，无论怎样安排，其访问视频服务的总带宽能力不可能超过单独NIC的能力；对于多级缓存的结构，其主要缺点在于造价过高(同样带宽能力的情况下，使用服务器数量多出几倍)；采用我们提出的结构，其带宽能力在单服务器下即可达到甚至超过一般的多级缓存结构，多服务器时更可达到N*M*单NIC带宽能力(N为单服务器使用的网卡数，M为服务器数量)，且不必考虑过多的流向、容量分配问题，而对于更大型的应用，在此结构基础上使用多级缓存结构可比原有的系统提供高得多的能力。

该结构的提出，一举打破了此前基于计算机网络结构的VOD系统在可接收价格范围内支持用户数无法满足应用需要的定论，也使得此类系统必定使用昂贵网络设备的传统成为历史。该种结构无论是对于IVOD还是NVOD，都可以成倍的提高能力、降低成本。对于我国目前的信息化建设中很重要的VOD建设提供了一个绝佳的选择方案，同时也为我国信息产业挑战国际市场提供了一个绝佳的产品。

Claims (3)

1、一种随意视频点播系统结构，其特征在于，是在数字网络上，通过单服务器使用多个网络接口卡并行工作，并可连接多个服务器并行工作，从而解决以前数字网络随意视频点播系统带宽不足的问题；其中每台服务器上可以安装多个网卡，并且这些网卡之间为并行工作的关系；网卡的具体型号可以相同也可以不同；其中从网卡引出的连接线，其另一端连接至交换机或集线器；每个交换机或集线器可以连接多台服务器和多台客户机；每个交换机或集线器上与每台服务器可以有1个或多个连接；连接介质可以相同也可以不同。

2、根据权利要求1所述的一种随意视频点播系统结构，其特征在于，其中的交换机或集线器，除与服务器的连接外，还应连接客户机或下层交换机或集线器。

3、根据权利要求1所述的一种随意视频点播系统结构，其特征在于，其中同时使用多台服务器时，各服务器为并行工作。

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