西南財經(jīng)大學　構建統(tǒng)一視頻管理發(fā)布平臺

文/宋曉輝

西南財經(jīng)大學構建統(tǒng)一視頻管理發(fā)布平臺

文/宋曉輝

近些年，互聯(lián)網(wǎng)視頻應用得到了長足發(fā)展。網(wǎng)絡視頻已經(jīng)成為最熱門互聯(lián)網(wǎng)應用之一。

目前大多數(shù)校園網(wǎng)已經(jīng)可以滿足師生的基本上網(wǎng)需求，也已實現(xiàn)了信息化基礎支撐功能，未來將更關注與教學的深度融合。隨著MOOC、視頻公開課和各種開放課程的興起，校園網(wǎng)將擁有越來越多視頻類媒體資源。這些視頻媒體資源具備較高教學科研價值，是高校優(yōu)化教學、發(fā)揮社會職責的關鍵資源，如何將這些視頻管好用好是一個問題。

不少校園網(wǎng)已經(jīng)擁有了視頻應用服務，甚至擁有多個視頻系統(tǒng)；但因建設較早已經(jīng)難以滿足現(xiàn)在的需求。以我校為例，既有以MMS為主要技術的精品課程網(wǎng)站，也有使用開源軟件VLC構建的視頻直播系統(tǒng)。分散的應用系統(tǒng)管理維護成本較高，硬件資源利用率較低；視頻標準較低，標清為主，已經(jīng)難以滿足高清時代需求；功能單一，沒有涵蓋媒體資源完整生命流程；兼容性較差，需要安裝客戶端軟件或瀏覽器插件，對移動終端支持不足；依托校園網(wǎng)內部高帶寬對校內服務效果較好，但因出口帶寬制約難以對社會公眾提供高質量服務。這些問題既有特定時期技術瓶頸因素也有互聯(lián)互通等非技術因素，但都影響了視頻應用的最終效果。

為了充分發(fā)揮校園網(wǎng)教學服務職責，我校在錄播教室建設項目中規(guī)劃并建設了統(tǒng)一視頻管理和發(fā)布平臺。平臺能夠支持視頻媒體生產(chǎn)、加工和發(fā)布各環(huán)節(jié)，可以為校園網(wǎng)用戶和互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務。

設計原則

在系統(tǒng)架構上，我們堅持了如下的設計原則：

統(tǒng)一平臺

涵蓋媒體資源完整生命流程，包括素材采集、加工處理、發(fā)布。支持視頻資源點播和直播。不論是活動現(xiàn)場即時流媒體直播、錄播教室課程錄播還是專業(yè)拍攝所得到的原始素材，都可以便捷地進入平臺，非編工作站可以通過共享SAN存儲網(wǎng)絡對素材進行加工處理，成品在平臺上進行發(fā)布。除了高清點播以外，還應當支持高清直播，以便開展各類大型活動直播和大型體育賽事直播。

兼容性良好

特別注重客戶端兼容性，支持PC和移動客戶端，包括主流的iOS和Android平臺。支持瀏覽器播放，不再需要用戶安裝客戶端和插件，以盡量降低技術支持成本。支持Flash播放器和HTML5播放器，兼顧未來發(fā)展趨勢和現(xiàn)存老版本瀏覽器。

可擴展性強

因平臺面對校內大量活躍用戶和互聯(lián)網(wǎng)眾多潛在用戶，因此應具有平滑擴展能力；能夠與CDN和商業(yè)云服務無縫對接，以便面向全社會提供服務。

管理運行成本低

各組件選型應優(yōu)先考慮通用性強、易于維護的知名軟件，關鍵節(jié)點應適當冗余，盡可能將組件設計成為“無狀態(tài)”模式，以盡可能降低運行維護工作量和技術難度。

圖1　系統(tǒng)架構與描述

相關技術標準

H.264/MPEG-4

H.264/MPEG-4Part 10（MPEG-4 Part 10稱為AVC，即Advanced Video Coding）是一種視頻壓縮標準，一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和發(fā)布格式。H.264因其是藍光盤的一種編解碼標準而著名，所有藍光盤播放器都必須能解碼H.264。它也被廣泛用于網(wǎng)絡流媒體數(shù)據(jù)如Vimeo、YouTube、以及iTunes Store，網(wǎng)絡軟件如Adobe Flash Player和Microsoft Silverlight，以及各種高清晰度電視陸地廣播（ATSC，ISDB-T，DVB-T或DVB-T2），線纜（DVB-C）以及衛(wèi)星（DVB-S和DVB-S2）。與舊標準相比，它能夠在更低帶寬下提供優(yōu)質視頻（換言之，只有MPEG-2，H.263或MPEG-4第2部分的一半帶寬或更少），也不增加太多設計復雜度使得無法實現(xiàn)或實現(xiàn)成本過高。另一目的是提供足夠的靈活性以在各種應用、網(wǎng)絡及系統(tǒng)中使用，包括高、低帶寬，高、低視頻分辨率，廣播，DVD存儲，RTP/IP網(wǎng)絡，以及ITU-T多媒體電話系統(tǒng)。目前是網(wǎng)絡高清視頻事實上的標準。

RTMP

Real Time Messaging Protocol (RTMP) 最初是由Macromedia開發(fā)的專有協(xié)議，用于Flash 播放器和服務器之間通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸流媒體，包括音頻、視頻和數(shù)據(jù)。 Macromedia已經(jīng)被Adobe收購, 并發(fā)布了一個不完整的RTMP版本規(guī)范供公眾使用。RTMP具有較好的商業(yè)支持，有大量硬件編碼器，包括IP攝像頭支持RTMP協(xié)議，也有不少商業(yè)錄播軟件支持RTMP。但移動終端對RTMP的支持狀況并不理想。

HLS

HTTP Live Streaming（HLS）是一個由蘋果公司提出的基于HTTP的流媒體網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，是蘋果公司QuickTime X和iPhone軟件系統(tǒng)的一部分。它的工作原理是把整個流分成一個個小的基于HTTP的文件來下載，每次只下載一些。當媒體流正在播放時，客戶端可以選擇從許多不同的備用源中以不同的速率下載同樣的資源，允許流媒體會話適應不同的數(shù)據(jù)速率。在開始一個流媒體會話時，客戶端會下載一個包含元數(shù)據(jù)的extended M3U (m3u8) playlist文件，用于定位可用的媒體流。HLS只請求基本的HTTP報文，與實時傳輸協(xié)議（RTP)不同，HLS可以穿過任何允許HTTP數(shù)據(jù)通過的防火墻或者代理服務器，很容易使用CDN來傳輸媒體流。目前除了iOS以外，Android主流版本也支持HLS，甚至HTML5瀏覽器大多也支持HLS。雖然使用工作模式?jīng)Q定了HLS具有良好的網(wǎng)絡兼容性，但也決定了HLS并不是一種實時發(fā)布方式，有不可避免的延時，在觀看實況直播時只能夠盡量縮短延時到可以接受的程度。

Multicast和Unicast

多播（multicast）也稱為組播，是指把信息同時傳遞給一組目的地址，通常指代IP多播。IP多播是一種通過使用一個多播地址將數(shù)據(jù)在同一時間以高效的方式發(fā)往處于TCP/IP網(wǎng)絡上的多個接收者的協(xié)議。單播（Unicast）是數(shù)據(jù)在計算機網(wǎng)絡的傳輸中，目的地址為單一目標的一種傳輸方式。通常認為在直播體系中使用組播可以節(jié)約網(wǎng)絡帶寬降低網(wǎng)絡設備壓力。但在校園網(wǎng)實踐中，往往效果不是非常理想，主要原因為校園網(wǎng)設備繁多，對組播支持程度不一，更關鍵的是，用戶軟件環(huán)境千差萬別往往最終影響了組播應用效果，并帶來巨大的用戶支持壓力。此外，視頻類應用重心也已經(jīng)從實況直播轉向了用戶自主點播、自由拖動，傳統(tǒng)組播發(fā)揮功效的機會更少了?；谖倚，F(xiàn)狀：網(wǎng)絡架構為大二層、視頻以點播為主直播為輔，我們在此項目中并未部署組播技術，未來有大量實況直播需求時再行考慮。

圖2　視頻素材上傳

分布式

考慮到視頻發(fā)布平臺為I/O密集型應用，除了SSD以外，尚無硬件技術能夠有效提升單臺服務器I/O能力，但目前SSD仍處于容量小價格貴的階段，無法在視頻大容量存儲方面實際運用。因此我們考慮用多臺普通配置服務器分擔I/O負載，配備盡可能多的本地直連硬盤，作為熱門視頻的高速緩存，傳統(tǒng)的統(tǒng)一存儲作為視頻采集、加工處理的平臺和低訪問頻率“冷門”視頻的存放。

圖3　視頻加工處理

云服務

統(tǒng)一視頻管理發(fā)布平臺可以滿足校內用戶高速穩(wěn)定訪問，并也可以通過橫向擴展?jié)M足不斷增長的訪問需求，但在對校外公眾提供服務時，除了服務器運算能力和I/O能力以外，更重要的決定性因素是帶寬資源。借助商業(yè)云服務平臺，可以解決互聯(lián)互通帶寬資源，因此平臺應該能夠方便地與商業(yè)云平臺對接。

圖4　視頻發(fā)布

系統(tǒng)架構與描述

視頻素材上傳

通過FTP和samba提供文件級上傳入口，與錄播教室錄播軟件、非編上傳工作站對接，將錄制好的視頻文件上傳進入統(tǒng)一存儲。通過iSCSI提供塊設備級別上傳途徑，與IP攝像頭等設備對接，將視頻存儲到統(tǒng)一存儲設備。通過RTMP協(xié)議，提供實時流媒體接收途徑，與現(xiàn)場實況H.264編碼器、電視轉播設備對接，接收實時流用于發(fā)布，并按需進行同步錄制歸檔。

視頻加工處理

將統(tǒng)一存儲通過FC網(wǎng)絡與StorNext服務器對接，形成共享SAN環(huán)境，為我校媒體資源中心提供非編網(wǎng)絡支持。MAC Pro工作站通過StorNext網(wǎng)絡訪問媒體資源文件并進行加工處理，成品寫入存儲歸檔或發(fā)布。

視頻發(fā)布

以開源軟件Nginx為主，加載nginx-rtmp-module組件，形成HTTP方式靜態(tài)視頻文件發(fā)布和流媒體直播RTMP+HLS功能。之所以選用Nginx，一方面是效率高、功能全面、擴展方便，另外很重要的是Nginx是很流行的Web服務器軟件，技術人員比較熟悉，可以降低運行維護成本。nginx-rtmp-module能夠接收RTMP實時流發(fā)布給用戶，同時可以完成RTMP-HLS實時轉換，為移動終端用戶提供服務?？蛻舳塑浖梢赃x用常見Flash播放器或使用HTML5內嵌播放功能。此外，還可以將RTMP實時流推送到商業(yè)云服務，以便為外網(wǎng)公眾用戶提供服務?；贖TTP的點播和HLS也非常容易與CDN和商業(yè)云服務對接。

目前此平臺已經(jīng)在我校部署并應用，成功與3間錄播教室、3間互動教室、1套電視設備（TriCaste虛擬演播平臺）對接，也完成與樂視云和Microsoft Azure云服務對接測試。目前平臺已存儲各類視頻文件148527個，容量86T；對外發(fā)布視頻964個，容量3T，點播數(shù)萬次。直播方面，承擔了數(shù)場校內大型活動直播，取得了較好的使用效果。經(jīng)過實際使用檢驗，此平臺為多個校內平臺和網(wǎng)站提供了統(tǒng)一的視頻發(fā)布服務，提高了視頻利用率，有效降低了管理成本，達到了預期設計目標。

他認為，“在傳統(tǒng)的IT運維中，往往是監(jiān)控、運維、告警。但是在當前的情況下，這些功能都不足以去解決客戶的問題，客戶的問題是場景化的?！?/p>

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代中，許多傳統(tǒng)企業(yè)都在通過信息化手段大量提升業(yè)務的效率。與此同時，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等的興起，使得網(wǎng)絡出現(xiàn)一個新的變化，今天的信息架構跟傳統(tǒng)的信息架構相比發(fā)生了很大的變化，“這個變化的共同特點是：異構、融合、分散。也就是說，信息源從數(shù)據(jù)中心機房走向現(xiàn)場。”

在這種情況下，“傳統(tǒng)的支撐模式需要轉變，需要一個大腦來統(tǒng)籌這些事，光靠傳統(tǒng)的方式是無法實現(xiàn)的。這就是RIIL存在的意義?！?/p>

馮晉陽介紹說，RIIL事業(yè)部在2010年年底成立，從網(wǎng)管開始做?！斑@幾年我們做了三件事情：強調抬頭看用戶，低頭看自己，向前看趨勢的力量和能力。通過五年的迭代，今天的RIIL不再是傳統(tǒng)的網(wǎng)管，它已經(jīng)是以數(shù)據(jù)為驅動來解決客戶新形勢下實際問題的解決方案?！?/p>

據(jù)介紹，這五年，RIIL達到每年平均58%的復合增長率。其中在政府行業(yè)有65%的客戶。

此次發(fā)布的RIIL系列產(chǎn)品包括智能物聯(lián)機房管理平臺， Emotion V1.0自動化管理平臺以及Insight大數(shù)據(jù)管理平臺。RIIL Emotion自動化運維平臺通過自動化技術解決用戶在IT管理過程中對IT資產(chǎn)的健康檢查、批量快速部署、智能配置、故障自動處理、業(yè)務恢復等日常運維問題。RIIL Insight則是對IT管理過程中產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)進行收集、存儲、挖掘、計算和管理的一套系統(tǒng)平臺，旨在以輔助者的角色幫助IT管理者進行決策分析。

“IT管理依賴于IT技術，IT技術在不斷擴充、不斷發(fā)展。我們說一定要扎根場景，做用戶體驗。真正IT管理做得好，一定是把這個技術轉化為為客戶提供不同場景，解決用戶的實際問題，這樣才能獲得用戶的認可。我們的理念就是扎根場景，體驗為王，做不一樣的IT管理?！瘪T晉陽表示。

（為西南財經(jīng)大學）

銳捷RIIL——源于網(wǎng)管，不僅是網(wǎng)管

本刊訊近日，銳捷網(wǎng)絡發(fā)布RIIL IT綜合業(yè)務管理平臺系列產(chǎn)品?！癛IIL不僅僅是一個網(wǎng)管，為什么說它不僅僅是網(wǎng)管？因為它管理的對象不僅僅是傳統(tǒng)的IT設備?！变J捷網(wǎng)絡RIIL產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理馮晉陽為RIIL定義：“RIIL統(tǒng)一管理信息化的人、財、物。它把信息化中的人財物整合為面向管理者、基于業(yè)務、高度可視化的運營管理平臺?！?/p>

馮晉陽認為，當前形勢下，學校的各項業(yè)務并不能通過簡單的監(jiān)控運維就可以進行成功的管理。一個好的運維產(chǎn)品不僅僅需要解決當前的問題，還需要解決客戶信息化投資的保質、增效和增值問題。

在發(fā)布會上，馮晉陽認為，IT運維是一個即將井噴的業(yè)務。這是源于傳統(tǒng)的信息部門和IT部門職責和定位的轉變?！癐T部門從原來一個服務于內部的部門變得開始服務于外部，從原來注重效率規(guī)范變?yōu)殚_始注重體驗，從原來是一個支撐的方式，變成了一個運維的方式?！?/p>