基于分布式视频转码技术的视频云平台

基于分布式视频转码技术的视频云平台高飞孙欣然张和胜摘要：随着网络视频产业的发展，网络视频产业朝着由少数网络视频服务提供商基于各自平台向用户提供服务的方向发展，而云计算作为未来软件、互联网等服务的普适平台，开始与网络视频服务相结合，从而出现基于云计算的网络视频云服务平台。

在网络视频快速发展的趋势下，SMG利用其在广播电视领域里的内容和技术优势，建设SMG视频云平台。

本文从分布式云计算角度详细介绍SMG视频云平台及其核心部件—分布式视频转码中心架构和功能。

关键字：云计算、视频转码、视频网站、SMG视频云平台1、前言国家广电总局科技委副主任杜百川指出：“下一代网络服务核心是云计算，三网融合后的有线电视网络将以视频云计算作为核心技术，通过该技术实现高效、优质的服务。

”同时艾瑞数据显示，2012年将有5.27亿的中国用户通过互联网观看视频，电视互联网化，互联网视频化这种全新业态已经成为广播电视媒体技术发展的重要发展方向。

随着网络视频产业的发展，网络视频产业朝着由少数网络视频服务提供商基于各自平台向用户提供服务的方向发展，而云计算作为未来软件、互联网等服务的普适平台，开始与网络视频服务相结合，因此云计算将成为各大网络视频服务提供商未来平台的合理选择，从而出现基于分布式云计算等技术的网络视频云服务平台。

在网络视频快速发展的趋势下，SMG利用其在广播电视领域里的内容和技术优势，建设SMG视频云平台。

该视频云平台核心部件分布式视频云转码中心，能够实时转换任意格式的SMG自产视频内容和其他视频内容。

分布式视频云转码中心利用云计算技术和分布式转码技术等新媒体技术，实现云存储、云转码、云推送、云播放器等云服务功能，为客户提供真正跨媒体、高品质、多格式、多协议的完整多媒体视频云服务。

通过SMG视频云服务平台，客户可以利用高效的互联网及无线互联网多媒体传输架构，直接进行音视频上传、转码、分发、存储、缓存、传输等各种应用和管理。

本文从云计算角度详细介绍SMG视频云平台及其核心部件—分布式视频转码中心架构和功能。

2、分布式云计算和分布式视频转码2.1分布式云计算“云计算"(Cloud Computing)的概念是google首席执行官埃里克·施密特于2006年8月在互联网搜索引擎大会首次提出的。

云计算并不是一项新的技术，而是分布式计算、并行计算、效用计算、网格计算、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。

云计算的基本原理是，利用广域分布的计算机资源为互联网用户提供服务（计算、存储、软硬件等服务），用户可以按照应用的需求获取资源(计算机、存储系统)。

云计算模式中各种资源的实现细节对用户来说是透明的，用户在任何能够连接到高速互联网的地方都能够享受云计算提供的高效便利的服务。

云服务则更延伸一步，是指通过云计算平台提供应用和解决方案的服务过程，但多数情况下，云计算是在大家认可的服务后台运行的。

从服务的类型和层次上看，云计算主要包含IaaS、PaaS和SaaS三个层次的含义。

云计算的服务模式可以分为如下三种：① IaaS(Infrastructure as a Service)把最基本的计算资源、存贮资源、网络资源，用虚拟化的方法以租用方式提供给用户；② PaaS(Platform as a Service)把开发、部署应用环境作为服务来提供给用户；③ SaaS(Software as a Service)采用多租赁(Multitenant)方式通过浏览器把程序传给成千上万的用户。

三种云计算的服务模式可以用图1进行阐述。

图1 云计算三层服务模式结构2.2分布式视频转码分布式技术是云计算技术的显著特征之一，在云平台架构方面，分布式技术将所有服务器资源、存储资源、网络资源和软件资源等按照客户的需求进行分配和调整。

采用分布式云计算技术，云平台可以在视频转码中心，同时进行几十个相互独立的视频转码进程，分别按照不同视频网站用户需求，不同格式不同码率进行分布式转码，因此分布式云计算能保证不同类型网站用户独立、安全、高效的共享视频转码资源。

SMG视频云服务平台利用云计算技术，实现云直播、云转码、云存储、云推送、云播放器等云服务功能，该云平台最核心的模块是视频云转码中心。

该视频云服务平台分为三层架构，最底层是IT基础架构层(IAAS)，中间层是平台架构层（PAAS）、最上层是服务应用层（SAAS）：（1）IAAS:基础架构层提供NAS存储、数据库、网络资源、监控系统等基础架构系统服务功能；(2)PAAS:平台架构层提供媒资管理、系统设置、全文搜索、系统日志、播放器管理、转码服务、用户管理、统计分析等平台功能；（3）SAAS：服务应用层提供视频云直播、视频云储存、视频云转码、视频云分发、播放器云服务等功能，SMG视频云服务平台架构具体参见图2。

图2 SMG视频云服务平台架构3、分布式云视频转码中心的建设迫切需求3.1不同媒体格式和码率转码随着“三网融合”的发展，网络用户可以通过PC、手机、移动终端等多屏方式进行网络视频访问，这对网络视频提出了支持多视频格式的要求。

要想达到三屏合一的境界，网络视频服务提供商需要能够向网络视频运营商提供不同编码格式视频内容（AVI、MP4、MPEG、MOV、RMVB、VOB、MKV、FLV），提供不同的视频编码速率（从64K Kbps 、128Kbps、384Kbps、1.5Mbps、3.75Mbps到高清的8Mbps或20Mbps），提供支持不同码率和格式的媒体服务器及媒体播放器等。

3.2海量视频数据的转码三网融合后，传统电视节目视频需要在互联网和移动互联网上能播放，移动互联网的视频需要在互联网和电视上播放；互联网的视频需要在电视和移动互联网上播放；由于不同网络的带宽和终端播放设备及软件各不相同，就需要进行统一的视频转码。

三网融合后，三网中的视频文件达到百亿级，大概2亿中国网络视频用户观看，其转码的存储量达到100PB级，转码计算量也达到P级。

3.3视频网站访问高并发和多区域用户访问普通的网络视频网站至少需要支持100万用户并发，大规模的网络视频网站则需要支持上千万上亿的用户并发，这些使网络视频运营商的建设和运维成本非常高。

同时，网络用户处于不同地域，在不同地域访问网站视频内容时，数据往往会跨越多个运营商网络，难免造成访问延迟影响视频观看质量。

通过网络视频服务提供商统一建立CDN分发中心，将视频网站中的视频内容分发到各地的缓存服务器中，CDN对网络的动态流量进行分配控制，使网络用户能以最快的速度从最接近用户的地方获得所需的视频内容。

4、分布式云视频转码系统建设建立统一的分布式云视频转码中心可以满足上述视频网站几大迫切需求问题，可以统一为视频网站客户提供一站式云视频服务，解决从视频上传至视频分发一整套的网络视频解决方案，分布式云视频转码中心能为所有上传视频提供所有主流视频格式的转码。

针对视频网站高并发访问和多地域访问的需求，SMG视频云平台建设的分布式视频转码中心采用统一的CDN服务，为视频网站解决了大量服务器设备投入和机房建设成本，同时为视频网站用户解决一大笔CDN投入费用。

SMG分布式云视频转码中心提供互联网和移动互联网等渠道接口，通过接口模块，用户经过PC、手机、移动终端等方式，访问云视频转码中心转码后的视频内容。

云视频转码中心流程如图3，在该平台中提供上传视频模块、视频入库管理模块、视频转码队列管理模块、视频云存储管理模块、视频转码中心模块和视频云分发中心模块。

根据视频网站的需求，通过分布式请求的方式，启动后台并行处理程序，包括视频常用软件程序、视频数据管理程序等，最后把不同格式的视频内容推送发布给各视频网站用户。

移动终端图3 分布式云视频转码中心生产流程图分布式云视频转码中心采用高效的队列调度，可实现多个视频流同时转码。

同时，转码服务器可动态增减，以满足高峰时期输入视频量大的压力。

分布式云视频转码中心接收几乎所有常见的视频格式输入，包括AVI、MP4、MPEG、MOV、RMVB、VOB、MKV、FLV等视频格式，并将这些视频格式自动转化为可在网络上在线播放的视频格式。

针对不同用户和终端设备，系统主要支持以下3种视频输出格式：（1）FLV格式：支持Web用户直接在浏览器中播放视频；（2）IOS格式：支持iPhone／iPad用户直接在iOS浏览器或iOS App中播放视频；（3）MP4格式：支持Android用户直接在Android浏览器或Android App中播放视频。

5、SMG视频云服务平台SMG视频云服务平台运用分布式云计算技术，通过核心模块视频转码中心，直接向各个视频业务系统发布同一视频内容的不同转码格式。

用户通过不同的终端使用视频业务时，视频云服务平台对所有输入的视频元数据进行不同格式的分布式转码。

客户端的类型多种多样，可以是计算机、手机、移动PAD等数字终端，这些客户端通过各自网络（无线网络、互联网和移动互联网等）享受云网络视频服务。

SMG视频云服务平台的视频素材来源比较复杂，包括SMG各频道提供的自产节目视频、直播录入的视频节目、其他合作机构通过FTP方式上传的视频等。

上传至平台的视频，通过云转码模块进行分布式转码，按照用户端格式要求分别转成不同视频格式，转码后的视频再通过CDN网络进行云推送分发至用户访问端，直接让访问用户进行云直播和点播访问。

SMG视频云服务平台为视频网站用户提供了视频云存储、视频云转码、视频云推送分发、视频云直播和播放器云服务等云服务功能，SMG视频云服务平台已经为看看新闻网、东方宽频、拍客网等视频网站提供了视频云服务功能，参见图4。

图4 SMG视频云平台功能图6、结论随着云计算技术和互联网技术的发展，网络视频已经开始进入视频云时代。

SMG网络视频云平台，提供基于云计算技术的分布式视频转码服务，提供一整套完整的视频云存储、云转码、云分发、云播放器等云端服务解决方案，并支持从PC到IOS、Android等多智能终端访问方式，完全满足了看看新闻网和东方宽频等视频网站的视频资源统一管理和统一发布的需求（参见图5），并稳定高效地为互联网和移动互联网用户提供优质视频服务。

图5 东方宽频和看看新闻网参考文献：1、张大勇，电视全媒体运营视频云架构，《现代电视技术》2011年06期2、周文琳，面向三网融合的媒体云平台，《广播与电视技术》2011年03期3、周巍、陈清金、张云勇、房秉毅，应用云计算技术的视频系统实现分析，《电信技术》2011年10期；。