在微軟亞洲研究院,P2P流媒體是一種技術,但更多的是一種思想——發掘整個互聯網基礎的最大潛能。
2008年的8月,中國北京迎來了一個激動而驕傲夏天,不過,對于胡玉鎖和他的同事們來說,一種箭在弦上的緊張感,繃緊了他們的整個8月。“第一次做如此大規模的視頻直播服務,大家壓力很大。特別是奧運開幕式的前后一個月,大家在央視國際輪流值班,常工作到半夜。”作為微軟亞洲研究院多媒體通信組P2P直播系統的項目負責人,胡玉鎖回憶起一年前與央視國際合作,當時的情景仍歷歷在目。
2007年9月,微軟亞洲研究院P2P視頻直播系統正式開始研究開發,在2008年春晚直播、歐洲杯直播等期間,對該系統進行了大規模實驗。2008年北京奧運會,該項目被部署在央視國際(CCTV.COM)官方網站上,為超過200萬互聯網用戶提供了北京奧運網絡視頻直播服務。從微軟亞洲研究院到CCTV-MSRA數字新媒體實驗室,微軟亞洲研究院的P2P流媒體技術開始從實驗室走向人們的生活。而對于胡玉鎖來說,出于對P2P流媒體技術本身的思索和創新,2008年的夏天,只是一個“完滿的開始”。
新視界
基礎研究給微軟帶來的價值已經遠遠超出商業的范疇,在視頻領域,亦是如此。
在互聯網傳播視頻,主要有兩種方式,一種是用CDN(Content DeliveryNetwork),用互聯網上部署的服務器直接服務用戶;另一種是P2P(Peer toPeer),利用客戶端的資源和帶寬來傳輸視頻?!癙2P與cDN相比,幾乎可以服務任意數目的用戶,同時可以節省很大帶寬。這是一個非常大的優勢,不管內容提供商,還是電視臺,他們要在網上直播這些東西的時候,用P2P來幫他們做這個事情的時候,就會省很多成本,不需要買很多帶寬,同時需要很少的服務器資源就可以辦到?!?/p>
在P2P流媒體視頻直播市場,PPLive、PPStream、QQLive已做得很成功,但是,出于對技術最大程度的挖掘和發散,微軟有自己的看法。
“中國有3.38億的網民和不同于歐美國家的網絡條件,而P2P流媒體技術將有巨大的發展潛能。”胡玉鎖對記者表示,微軟亞洲研究院在P2P流媒體在2005年剛興起的時候,就已經投入關注,而與央視國際合作成立數字新媒體實驗室,是一次試水。
08年的春晚,是奧運前的一次大規模測試。胡玉鎖把這次測試看得很重,因為這是第一次上線,第一次把在實驗室做的東西在實際網絡環境下運行。直播時,胡玉鎖和同事們發現視頻突然卡得很厲害,因為之前調試、測試都沒有出現問題。經過仔細檢查,發現出問題的部分在某個機房內的一個出口,服務器的額定服務帶寬和所連接的路由器速度不匹配。當時立刻把服務器的連接數減少,問題解決了。雖然不是應用程序出現問題,經過這次小插曲,胡玉鎖發現“從一個研究類原型到部署成一個現實的應用,真的需要克服不少的困難?!?/p>
聲色之外
要衡量一個P2P流媒體系統好不好,主要有三個方面的指標。第一,是帶寬的利用率。即在同等帶寬情況的前提下,支持視頻的碼率盡量大。第二,是延遲。包括傳輸延遲和起始延遲。前者是從視頻源到客戶端時間上的差距,后者是指用戶進入這個系統之后會等待時間的長度。第三,是播放的流暢的程度。
針對這三個指標,微軟亞洲研究院分別做了三項改進。首先,分布式防火墻穿越技術改善了帶寬利用率的問題?!叭绻依镉芯W關的話,很多用戶其實是在防火墻后面的,這就導致用戶之間的計算機不容易連接?!焙矜i向記者介紹,由于有一部分用戶是在公網,這些不在防火墻后面的用戶,可以作為一個中間結點,幫助防火墻后面的那些用戶建立連接,這樣,防火墻后面的這些帶寬也利用起來了。
為了盡最大的可能降低延遲,微軟亞洲研究院推出基于P2P網絡的優化技術。因為用戶的計算機性能差別很大,P2P網絡優化就是把這些帶寬比較大的用戶,通過優化算法把帶寬較大的結點移到離視頻源比較近的、P2P網絡中心的位置,帶寬較小的結點移到P2P網絡的邊緣位置。“因為先把一個數據發到一個帶寬比較大的機器上面去,它就能很快地能把數據轉發到比較多的下游節點上面,相當于一個圖的整個半徑縮短了,這樣大大減少了延遲,同時也提高了帶寬利用率。而P2P的視頻調度的算法。就是當用戶在看視頻的時候,決定如何向別的用戶拿數據,根據這些用戶的帶寬條件來決定向誰拿,拿多少。從而保證視頻播放流暢的程度。在實驗里,通過對調度算法的優化,95%以上的用戶,只要在接入帶寬足夠的情況下,他們都能夠很流暢地播放這個視頻。
夢想延續
在微軟亞洲研究院,胡玉鎖基本都是與花花綠綠的圖像和視頻打交道,而談起今天所從事的課題,早在胡玉鎖在微軟亞洲研究院做實習生時,就開始了多媒體相關技術的研究。
來到微軟亞洲研究院做實習生遇到的第一個任務,就把胡玉鎖深深吸引住了,那是一個被叫做注意力模型的東西?!爱斘覀円獜木W絡把一個很大的圖片傳出去,接收的人往往看不到圖片的全貌,圖片會一塊一塊顯示?!庇谑?,導師給胡玉鎖提出課題:把圖片中人們最感興趣的部分優先顯示出來,比如人臉等等。當時的研究工作現在在胡玉鎖看起來已經比較簡單了,但那個項目對于胡玉鎖來說,卻是要注重用戶體驗的第一堂課。
“現在,P2P還是有一些不方便的地方,比如一定要下載一個小的插件。雖然,現在還沒有形成像瀏覽器或者Flash那樣得一個標準的部件,但未來隨著P2P技術的普及和標準化,用戶將不用下載插件,從而獲得更好的體驗。”
胡玉鎖對記者表示,對于P2P流媒體技術未來還有很長的路要走。首先,因為目前的P2P程序往往會占用很多ISP的流量,所以發展會受到一些限制,而目前課題組的目標之一就是減少P2P對ISP的負載,從而盡量讓P2P通信的時候不要占用ISP骨干網的流量。另外,P2P可能會涉及到一些版權的問題,不過,商務模式上做得比較好的話,這個問題會逐漸得到解決。
“現在,P2P視頻直播主要的瓶頸還在視頻的質量上,網絡上的視頻質量還不能跟高清電視的相比,一方面是受網絡帶寬的限制,另外一方面,我們也想用一種P2P跟服務器結合的方式來做,以混合結構來進一步提高視頻質量?!睂τ诩夹g最大度的開發和對用戶體驗的完善,胡玉鎖和他的同事們從未松懈。