单播技术在视频直播中的应用

Posted 2022-12-03 直播社区

所谓单播（Unicast），是客户端与服务器之间的点到点连接。“点到点”指每个客户端都从服务器接收远程流。仅当客户端发出请求时，才发送单播流。单播（Unicast）是在一个单个的发送者和一个接受者之间通过网络进行的通信。 单播（Unicast）是在一个单个的发送者和一个接受者之间通过网络进行的通信。这个术语与多播相对应，多播是指一个发送者和多个接受者之间的通信，或者任意播，是任何发送者和网络中最近的接受者群之间的通信。早期的这个词叫做点到点通信，与单播的意思类似。新的因特网协议版本6（IPv6）支持单播和任意播，以及多播。 使用单播技术，需要在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户端,这种传送方式称为单播。指网络中从源向目的地转发单播流量的过程。单播流量地址唯一，每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余首先造成服务器沉重的负担，响应需要很长时间，甚至停止播放；管理人员也被迫购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。文字单播方式下，只有一个发送方和一个接收方。与之比较，组播是指单个发送方对应一组选定接收方的一种通信，任意播是指任意发送方对应一组较为接近的接收方间的一种通信。早期的点对点通信含义类似于单播。如果10个客户机需要相同的数据，则服务器需要逐一传送，重复10次相同的工作。但由于其能够针对每个客户的及时响应，所以现在的网页浏览全部都是采用IP单播协议。网络中的路由器和交换机根据其目标地址选择传输路径，将IP单播数据传送到其指定的目的地。

单播的优点

1. 服务器及时响应客户机的请求

2. 服务器针对每个客户不同的请求发送不同的数据，容易实现个性化服务。

单播的缺点

1. 服务器针对每个客户机发送数据流服务器流量=客户机数量×客户机流量；在客户数量大、每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪重负。

2. 现有的网络带宽是金字塔结构，城际省际主干带宽仅仅相当于其所有用户带宽之和的5%。如果全部使用单播协议，将造成网络主干不堪重负。现在的P2P应用就已经使主干经常阻塞，只要有5%的客户在全速使用网络，其他人就不要玩了。而将主干扩展20倍几乎是不可能。

为什么要有MAC过滤？

以太网具有广播属性，在以太网上传送的帧会被免费洪泛到局网中所有的节点。但如果局网中的节点无条件的接受任何抵达该节点的帧，会浪费许多资源在接受、检查所有的帧，得有选择性的接受抵达节点的帧。MAC过滤就是这样一个硬件机制：收到一个帧时，只有在帧的目的MAC和自己的MAC相同时，才接受此帧，否则丢弃。换言之，MAC过滤好像一个数码锁，对号才能进来。

单播在视频直播中的应用

单播技术虽然有其自身的缺点，但是在大部分直播应用场景中，我们只能使用单播技术，特别是在广域网的直播应用场合。原因如下：

1. 在广域网中，整个端到端的IP网络不支持组播功能，电信运营商从上到下把各级网络交换机的组播功能都关闭了，因为他们怕用户大范围使用组播或广播技术占用宝贵的互联网带宽资源；

2. 使用单播技术对用户的可控性强，并且容易操作，比如在某些需要对用户进行认证和计费的应用中.

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