IPTV集成播控平臺(tái)中組播技術(shù)的應(yīng)用

李迅波

隨著科技的發(fā)展，各種新媒體技術(shù)異軍突起，成為一支重要的信息傳播力量。與此同時(shí)，IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也獲得了極大提升，各種信息通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始廣泛傳播，由此發(fā)展成為一種全新的新媒體應(yīng)用。遍觀各種新媒體，IPTV因其依托于強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而擁有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

直播、輪播是一種比較基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)形式，然而，其具有的重要性依舊不容忽視。在IPTV的業(yè)務(wù)范圍下，一切直播、輪播的數(shù)據(jù)信息必須借助IP網(wǎng)絡(luò)才能夠傳播出去。在當(dāng)前的IP網(wǎng)絡(luò)中，要想較好地實(shí)現(xiàn)一對(duì)多通信，使用最廣泛的就是組播技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬最大程度的利用，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源的價(jià)值。故而，媒體平臺(tái)在進(jìn)行直播、輪播系統(tǒng)的建設(shè)時(shí)，最優(yōu)先考慮的就是使用組播技術(shù)把信號(hào)傳遞給各個(gè)運(yùn)營(yíng)商，與此同時(shí)，該技術(shù)一對(duì)多的通信形式，也讓信號(hào)傳播時(shí)能夠符合平臺(tái)對(duì)IP收錄的要求。

1 組播技術(shù)介紹

1.1 組播的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

為方便數(shù)據(jù)傳輸，研究人員便開(kāi)發(fā)了IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在以前其專用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，目的在于確保數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定傳輸，在這種背景下用到的傳輸協(xié)議一般都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議，這種行業(yè)內(nèi)部叫做單播。對(duì)于IPTV業(yè)務(wù)而言，假設(shè)要對(duì)多個(gè)地址發(fā)送同一個(gè)視頻源，唯一的做法就是要多次不間斷地對(duì)不同地址進(jìn)行傳輸，那么問(wèn)題就出現(xiàn)了，重復(fù)的IP包必然會(huì)占據(jù)大部分帶寬，同時(shí)也會(huì)增加源主機(jī)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。

還有一種經(jīng)常會(huì)使用到的IP通信方式就是廣播，廣播自然能夠完成一對(duì)多通信，然而，這里的“多”就是所有的意思，也就是說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)對(duì)該主機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)展開(kāi)復(fù)制并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，期間不存在任何甄別環(huán)節(jié)，不管主機(jī)是不是有需要，其都會(huì)收到這些數(shù)據(jù)信息。假如使用廣播進(jìn)行IPTV業(yè)務(wù)的視頻流傳輸，必然會(huì)有一些額外的目標(biāo)收到數(shù)據(jù)，這將是對(duì)帶寬的一種浪費(fèi)，而且，廣播的局限性也注定其不能完成跨網(wǎng)段傳輸。故而，老舊的單播和廣播通信模式已然不能滿足當(dāng)前視頻流的傳輸需要了。組播這種通信方式，能夠巧妙處理上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的發(fā)送與接收難題，極大減小了網(wǎng)絡(luò)帶寬的占有率，減輕了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的負(fù)載。

1.2 組播的工作模式

一般而言，對(duì)組播協(xié)議進(jìn)行劃分一般分為兩種，第一種協(xié)議針對(duì)的是IGMP，它將搭建主機(jī)與路由器之間的信息傳播渠道，該協(xié)議的運(yùn)用僅限于路由器和主機(jī)之間，主機(jī)會(huì)借此傳達(dá)出它想要哪種組播的信息，然后路由器也會(huì)借助該協(xié)議定期搜尋局域網(wǎng)里成員是不是在激活狀態(tài)。IGMP協(xié)議的活動(dòng)范圍就是局域網(wǎng)的二層網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)這種情況，很多最新研發(fā)的交換機(jī)都添加了對(duì)二層組播的兼容，它能夠辨別出組播流，并以此搭建關(guān)于組播地址和端口的映射，更值得一提的是，其還可以較好地防止組播信息在二層網(wǎng)絡(luò)中的泛濫成災(zāi)。

必須要認(rèn)識(shí)到的是IGMP協(xié)議也有一定的局限性，對(duì)于橫跨路由器與路由器之間的組播信息傳輸，該協(xié)議就發(fā)揮不了任何作用，但這部分功能還是需要實(shí)現(xiàn)的，這就要依靠組播間的路由協(xié)議來(lái)達(dá)成了。在當(dāng)前的工程實(shí)際中，PIM協(xié)議的應(yīng)用是極其廣泛的。我們根據(jù)其實(shí)現(xiàn)機(jī)理的不一樣，將PIM分為兩類。

一是PIM-DM 協(xié)議屬于密集模式，其運(yùn)用“推（Push）模式”進(jìn)行組播信息傳輸，這種協(xié)議的運(yùn)用對(duì)象一般是組成員分布較為密集的小型網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際運(yùn)用中，其會(huì)預(yù)先假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中所有子網(wǎng)都擁有一個(gè)以上的組播組成員，由此組播數(shù)據(jù)會(huì)被發(fā)散到每個(gè)節(jié)點(diǎn)。之后，系統(tǒng)會(huì)找出沒(méi)有組播數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行裁剪，這樣一來(lái)剩下的就是接收者的節(jié)點(diǎn)了。這種轉(zhuǎn)化周而復(fù)始的進(jìn)行，被裁剪的節(jié)點(diǎn)也會(huì)在每個(gè)輪回結(jié)束后變成轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。這便是該協(xié)議的工作原理。

二是PIM-SM協(xié)議則屬于一種稀疏模式，它運(yùn)用的是“拉（Pull）模式”傳輸組播信息，這種協(xié)議的組成員處于分散，但涵蓋范圍較大的大中型網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際運(yùn)用中，該協(xié)議操作起來(lái)極為繁瑣，它的原定設(shè)想是每個(gè)主機(jī)都不用獲取組播信息，組播數(shù)據(jù)的傳播只是針對(duì)表明需求的主機(jī)進(jìn)行。PIM-SM協(xié)議實(shí)現(xiàn)功能有一個(gè)極關(guān)鍵的點(diǎn)，那就是需要?jiǎng)?chuàng)建并維護(hù)RPT，RPT擇取PIM域內(nèi)部指定的路由器當(dāng)作共用的根節(jié)點(diǎn)RP，組播源若要對(duì)某一個(gè)組播組進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，第一步就是由與組播源側(cè)DR負(fù)責(zé)向RP注冊(cè)，之后產(chǎn)生的報(bào)文將借助單播形式轉(zhuǎn)發(fā)給RP。

上面介紹的兩種三層組播協(xié)議都有其自身特點(diǎn)，沒(méi)有絕對(duì)的優(yōu)劣之分，在不同的實(shí)際運(yùn)用環(huán)境中，都有各自特有的優(yōu)勢(shì)，因此，需要工作人員具體問(wèn)題具體分析，從而得到最佳的應(yīng)用效果。

2 直播、輪播業(yè)務(wù)

在IPTV平臺(tái)中最關(guān)鍵的業(yè)務(wù)是直播、輪播業(yè)務(wù)，它占有該平臺(tái)幾乎所有的實(shí)時(shí)頻道資源，由此可見(jiàn)，直播、輪播業(yè)務(wù)的平穩(wěn)運(yùn)行，將直接影響IPTV業(yè)務(wù)的產(chǎn)品體驗(yàn)，故而技術(shù)人員在實(shí)施平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，最需要關(guān)注的就是直播、輪播業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)用什么形式對(duì)下級(jí)運(yùn)營(yíng)商實(shí)施點(diǎn)對(duì)多傳遞效果更好。經(jīng)過(guò)分析不難發(fā)現(xiàn)，在這種背景下，組播將是所能借助的最優(yōu)選項(xiàng)，首先其能夠完美開(kāi)展一對(duì)多的信息傳輸，其次它能節(jié)約帶寬、減輕網(wǎng)絡(luò)承受的壓力?？紤]到互聯(lián)過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)的跨VLAN、跨路由等問(wèn)題，我們?cè)谠O(shè)計(jì)階段通過(guò)使用PIM-SM協(xié)議來(lái)滿足要求。此外，在匯集點(diǎn)RP的擇取問(wèn)題上，建議將RP安裝在集成播控平臺(tái)端，這將更加有利于一對(duì)多的組播輸出。

3 組播安全

即使組播技術(shù)使IPTV業(yè)務(wù)功能愈發(fā)強(qiáng)大，而且逐漸形成更加系統(tǒng)完善的協(xié)議，然而，實(shí)際運(yùn)用時(shí)，依舊存在大量問(wèn)題，如組播源的安全問(wèn)題和組播流量擴(kuò)散等問(wèn)題。鑒于此，我們特意采取了一些針對(duì)性措施，以期提高其安全性與穩(wěn)定性。具體做法為：在直、輪播組播源處設(shè)計(jì)專用VLAN，然后對(duì)其實(shí)施重點(diǎn)防護(hù)；在組播信息還未傳輸?shù)竭\(yùn)營(yíng)商之前，對(duì)信息來(lái)源進(jìn)行詳細(xì)的甄別，找出非法服務(wù)器，并進(jìn)行隔絕，在RP階段也要進(jìn)行嚴(yán)格審查，一旦發(fā)現(xiàn)非法入侵的組播源注冊(cè)報(bào)文，就果斷進(jìn)行拒接。

4 結(jié)語(yǔ)

自從總局向社會(huì)公布344號(hào)文開(kāi)始，各主要城市平臺(tái)都在搭建各自的IPTV集成播控平臺(tái)，而在這個(gè)平臺(tái)內(nèi)，直播、輪播業(yè)務(wù)又最為關(guān)鍵，也是技術(shù)難度最高的環(huán)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)用中，它們都有一個(gè)相似之處，那就是都使用組播作為載體，進(jìn)而實(shí)施信息傳輸，由此可見(jiàn)，組播穩(wěn)定與否將直接左右直播、輪播業(yè)務(wù)的運(yùn)行質(zhì)量?？傊?，相關(guān)部門(mén)必須做好組播的設(shè)計(jì)工作。

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