视频房间的并发数计算方法

视频房间的并发数计算方法

我们在遇到计算一台服务器可以支持多少个视频流的时候，总是不太清楚怎么计算，本文专门针对OM视频系统的码流特征而写，可以为视频会议、培训课堂等应用系统的部署，提供参考。

我们将通过模拟一个用户需求来进行并发数的分析，需求描述如下：
在一台服务器上部署OM视频系统作为视频探视室，每个探视房间只允许2路视频，视频的码流设置为384Kbps，画质较好，视频自动录像在服务器上。如果有可能的话，希望每个探视房间可以支持第3个人进入作为观看者，仅接收视频，并不发送视频。要求计算出，单台服务器最高支持多少个视频房间同时进行？服务器需要多大的带宽接入？大致费用是多少？用户端需要多大带宽，普通家庭宽带和办公室宽带能否支持？


1、基本参数
STAT硬盘的实际读写速度约是50MB/S，单位为兆字节每秒（MB/s）。
单路视频流的码率约是384Kbps，单位为千比特每秒（Kbits/s），换算为字节计算法是48KB/S，单位为千字节每秒（KB/s）。
每个视频房间支持2路视频的录制，则每个房间的码流是768Kbps，换算为字节计算法是96KB/S。
单台服务器的接入带宽是1Gbps，换算为字节计算法是128MB/S。
本计算法只考虑服务器硬盘读写速度和网络带宽的限制，忽略服务器的CPU、内存等因素。

2、根据硬盘的瓶颈计算
计算公式：
硬盘读写速度/每个房间的码流 = 实际支持的录像并发数（或回放的并发数）。

实际计算数值：
(50*1024)/96 = 533

结论：
单台服务器同时支持500个房间（1000人）同时录像（或1000路并发回放）。
回放指的是实时的播放流，并不包括采用本地缓存和缓冲机制的点播流。
如果每个房间只有1路录制流，则录像并发数是1000个房间。
这是硬盘的瓶颈。

3、计算所需要的网络带宽
计算公式：
(每个房间的码流*500个房间) = 500个房间所需要的带宽。

实际计算数值（使用Kbits/s作为计量单位）：
(768*500)/1024 = 375Mbits/s

结论：
500个房间同时录像所需375Mbits/s上下行对等带宽。
这是带宽的需求。

4、更多计算

（1）按照每个房间增加1路观看者，计算一下需要多少带宽？
观看者同时观看房间里的2路视频，每个房间所需码流是768Kbps，单位为千比特每秒（Kbits/s）。

计算公式：
观看者实时码流*500个房间 = 观看者所需占用带宽

实际计算数值（使用Kbits/s作为计量单位）：
(768*500)/1024 = 375Mbits/s

结论：
如需为每个房间增加1路观看者，同时接收2路录像者视频，则需要增加375Mbits/s上行带宽。

（2）对录像者的终端带宽要求
上行带宽：至少384Kbps，单位为千比特

每秒（Kbits/s）。
下行带宽：至少384Kbps。

（3）对观看者的终端带宽要求
上行带宽：不需要。
下行带宽：至少768Kbps。

（4）单台服务器的运行费用估算
购置机器：1万元。
托管费用：5000元/年。
带宽费用：18万/年（按照IDC报价，1Gbits的带宽月租是1.5万元）。
软件服务：24万/年（按照厂家报价，视频软件的月服务费是2万元）。


5、相关数据

（1）普通宽带的带宽计算法
普通家庭宽带和办公室宽带，仍以ADSL居多（小区光纤优于普通电话线ADSL），因此我们将以电话线ADSL为例来说明。
电信运营商给出的带宽是2M、4M、10M等等，这个速率值是指为用户提供的带宽数值，单位是bps（比特位），而且这个带宽仅是用户端到当地电信的速率，并非指用户到达目标服务器的有效使用带宽。而且，ADSL是非对等网络，刚才说的数字只是ADSL的下行带宽，也就是下载速度，ADSL的上行带宽只有384Kbps，有些地区的ADSL上行只有256Kbps。
当用户需要进行视频录制时，所需要的带宽是384Kbps（单位比特位），这个速度正好是ADSL的上行速度。因此，用户在录制的时候，并不能让其他程序占用带宽，例如迅雷、电驴等软件。
计算ADSL下行带宽有很直观的方法，就是观察下载速度，一般来说下载速度是按照Byte/s（字节/秒）来显示的，需要转换为bits/s（比特/秒）才行，换算关系是1Byte/s = 8bits/s（即8bps），例如：
2M的ADSL用户在下载时可以达到135KB/s-220KB/s，即1280Kbps（即1280Kbits/s）。

（2）用户端所需要的带宽
实时的视频流需要稳定的带宽，当带宽不稳定时，会出现较大的延时和丢包现象，造成视频的停顿（俗称卡），当网络恢复时，也会出现视频快速播放的情况（这是刚才因网速较差造成的堵塞数据）。
计算实时视频所需要的带宽方法很简单。

发送者：
上行带宽：单路视频的码流就是所需的上行带宽，一般ADSL是可以支撑的，除非视频质量参数设置的很高。
下行带宽：接收到的视频数量*每路视频的码流，就是所需的总带宽（要除去自己的那路视频流），例如4路视频时，减去自己的1路，计算3*384=1.2Mbps，因此需要1.2M的下行带宽（至少2M的ADSL才行）。

观看者：
上行带宽：观看者的上行带宽要求很低，只需要可以传送控制指令和聊天信息等消息流即可，但网络的稳定性要求依然很高。
下行带宽：接收到的视频数量*每路视频的码流，例如4路视频，计算4*384=1.5Mbps，因此需要1.5M的下行带宽（至少2M的ADSL才行）。


本文并非理论专著，很多数据都来自实际部署经验而成。如有错误和遗漏之处，欢迎指正批评。