视频点播业务是近年发展势头最好的互联网业务。本文以从技术角度解析视频点播服务关键技术

视频内容是如何在互联网进行分发的

视频网站如youtube，优酷网，土豆网，新浪视频等视频分享网站通多CDN技术进行视频内容分发。CDN翻译成汉语就是“内容分发网络”。编辑，网友制作或上传视频到CDN网络，CDN网络将这些视频分发到分布于全国各地IDC机房中的点播服务上。用户则就近访问最近的点播服务进行视频体验。组成CDN网络的关键软件有“Squid”  “Apache”    等基于HTTP协议的服务端软件 和域名服务器软件如 bind，域名服务器软件负责根据用户的ip地址将用户的http请求引导到离用户最近的IDC机房中的点播服务器。

CDN软件分析

流行的点播服务主要基于HTTP协议，mms协议，rmtp协议，其中http协议没有控制消息，所以此协议不支持对点播流媒体的控制操作，如进度拖动，play，pause，stop等。

squid apche，这两种服务器支持基于http的点播服务，时下最流行，大部分视频分享网站都采用类似这样的方案。squid主要功能是反向代理的功能。一般作为点播前端服务器使用。什么是反向代理---说白了就是，当用户访问squid服务软件时，如果squid没有此视频文件，则它会根据配置文件里设置的参数，到上行的数据中心去抓取文件，之后再返回给用户进行观看。举例说，当西安的用户访问优库网时，优酷网发现访问来自西安的用户，则将此访问引导至优酷网在西安布置的squid服务器，当squid发现自己没有用户要的视频时，则它根据配置文件里设置的参数，到北京的数据中心的服务器抓取文件到自己本地。之后再返回视频文件给用户。当下次再有用户访问相同的视频时，本地已经存在了，就直接返回视频给用户了。

media service，flash server。这两种服务器支持控制协议，其中media service支持mms，rtsp，flash server支持rtmp。这两种协议服务的点播业务，当用户访问时，用户可以拖动滚动条，和进行暂停，终止等控制操作。56网的视频可以拖动进行观看，我觉得应该使用的是rtmp协议。新浪早期的视频服务都是mms协议的视频点播，也支持拖动。

点播技术方案和优略势

squid + apache 方案，次方案的优势：

软件很成熟稳定。

视频分发采用拉模式。并且squid可以组群，所以分发简单，相对高效

技术开放。由于squid，apache都是linux上流行的软件，并且源码开放，所以用户可以进行二次开发

软件成本低、linux不需要授权费，squid，apache都免费，软件成本基本为0

劣势：

squid是一个古董软件，设计的目标是代理功能，那个时候还没有视频分享概念。所以做cdn服务有些强人所难。很多公司搭建cdn网络时都针对squid进行改造和二次开发工作

squid代理的单位是文件。当视频文件比较大时，如几百兆大小，反向代理抓取效率低。大家都有经验，传几百兆大小的文件需要花很长时间，并且大量占用带宽和cpu。

squid与系统的结合。作为服务器软件，支持并发量是一个很重要的参数，如果一台服务器支持并发用户量大，则可以为公司节省大量成本。影响并发量数量有以下一些因素：

带宽：我们都知道服务器网卡通常是千兆网卡。如果视频编码率为400K码流，1000M除以400K，理论跑满网卡可以支持2500个连接。但实际情况一般能跑到500M，支持并发1000个连接就很不错了。

内存：当并发连接数量很多时，服务器使用的内存往往出现瓶颈。想想，如果一个连接需要使用1M内存进行数据传输，那么1000个并发1G内存就没了。这就是事实。所以ngix这个软件在这方面比apache太有优势了。

cpu：网络io在很多系统上消耗致命的cpu。原因是有些平台没有提供高效的io模型方案。网络io分阻塞和非阻塞模式，异步和同步模式。

最差的方式是阻塞同步模式。但这个模式实际是最常用的。这就是bsd socket的接口，read，write，connect，bind，listen，打多数软件为了编程方便，让调用线程阻塞调用这些系统调用。当并发量大的时候，尤其是服务器软件，这种编程方式绝对不能接受。

非阻塞同步模式：这个模式在服务器编程中最流行，系统调用在unix和linux是 select, poll，windows也支持select，但提供了相对性能更好的waitforobject系统调用。但这些调用的基础都是查询句柄状态，而且是在用户态下，当并发量大时，这个轮询也会耗去大量的cpu。linux2.6之前的服务器，只能采用这个方案，而且是最优方案。但这对于网络服务大并发的要求此方案不可接受。此方案有些二次开发针对write，read系统调用次数进行改造，替换成writev，readv这种基于iovector的调用替换，在io时减少系统调用的次数。但个人认为效果有限。

最高效的方案非阻塞异步模式：支持此模式的的操作系统有solaris ，windows，linux 2.6以上版本，freebsd

solaris 和windows在aio基础上实现，是真正的内核态异步io。linux的epoll调用只是异步通知句柄状态的改变，但io的读写还是用户负责，所以算不上真正的异步io。freebsd的kqueue也类似。但这个方案是现有方案的中的最佳方案了。其中本人更看好windows的iocp，因为windows的iocp中的系统调用不仅是真正的异步io，而且还支持overlapped读写，可以说支持多线程并发读写同一个io句柄。windows平台应该是网络服务最优前途的方案。太牛了。solaris的aiowait系统调用不支持多线程。

cpu对io的影响好像用掉的笔墨太多，主要是这个对并发量影响巨大。

带宽限速：我们都知道，用户带宽越来越大，如果我们不限制用户下载速度，后果很严重。比如：如果用户使10M带宽，如果不限速，100个用户就把服务器带宽吃掉了。实际情况中，50个这样的，就不行了。所以服务器一定要限制用户下载速度。如果视频的码流是400K，最好限制用户500K，这样既不影响用户流畅的观看，又节省了服务器带宽。这样一台服务器并发就可以支持更多的用户了。

本地缓存：反向代理软件squid的主要的优势就是进行本地缓存。但如果缓存被大量的用户很少访问的文件占用，服务器磁盘空间毕竟有限，这时候会加剧对反向代理的次数。降低代理效果，所以对缓存要进行算法调整和设计。

cdn对p2p技术的应用。如果反向代理软件可以组成p2p网络，进行网络数据块交换，存储。这样会极大的减少数据中心访问次数，加速数据交换效率。squid因为是基于文件的代理，如果进行交换也是基于文件的交换，当问及大小巨大时，效果很差。

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视频网站应用技术架构图 视频网站方案

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