視頻房間的并發(fā)數(shù)計算方法

    我們在遇到計算一臺服務(wù)器可以支持多少個視頻流的時候，總是不太清楚怎么計算，本文專門針對OM視頻系統(tǒng)的碼流特征而寫，可以為視頻會議、培訓(xùn)課堂等應(yīng)用系統(tǒng)的部署，提供參考。

    我們將通過模擬一個用戶需求來進行并發(fā)數(shù)的分析，需求描述如下：

    在一臺服務(wù)器上部署OM視頻系統(tǒng)作為視頻探視室，每個探視房間只允許2路視頻，視頻的碼流設(shè)置為384Kbps，畫質(zhì)較好，視頻自動錄像在服務(wù)器上。如果有可能的話，希望每個探視房間可以支持第3個人進入作為觀看者，僅接收視頻，并不發(fā)送視頻。要求計算出，單臺服務(wù)器最高支持多少個視頻房間同時進行？服務(wù)器需要多大的帶寬接入？大致費用是多少？用戶端需要多大帶寬，普通家庭寬帶和辦公室寬帶能否支持？

    1、基本參數(shù)

    STAT硬盤的實際讀寫速度約是50MB/S，單位為兆字節(jié)每秒（MB/s）。

    單路視頻流的碼率約是384Kbps，單位為千比特每秒（Kbits/s），換算為字節(jié)計算法是48KB/S，單位為千字節(jié)每秒（KB/s）。

    每個視頻房間支持2路視頻的錄制，則每個房間的碼流是768Kbps，換算為字節(jié)計算法是96KB/S。

    單臺服務(wù)器的接入帶寬是1Gbps，換算為字節(jié)計算法是128MB/S。

    本計算法只考慮服務(wù)器硬盤讀寫速度和網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，忽略服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等因素。

    2、根據(jù)硬盤的瓶頸計算

    計算公式：

    硬盤讀寫速度/每個房間的碼流 = 實際支持的錄像并發(fā)數(shù)（或回放的并發(fā)數(shù)）。

    實際計算數(shù)值：

    (50*1024)/96 = 533

    結(jié)論：

    單臺服務(wù)器同時支持500個房間（1000人）同時錄像（或1000路并發(fā)回放）。

    回放指的是實時的播放流，并不包括采用本地緩存和緩沖機制的點播流。

    如果每個房間只有1路錄制流，則錄像并發(fā)數(shù)是1000個房間。

    這是硬盤的瓶頸。

    3、計算所需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬

    計算公式：

    (每個房間的碼流*500個房間) = 500個房間所需要的帶寬。

    實際計算數(shù)值（使用Kbits/s作為計量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

    500個房間同時錄像所需375Mbits/s上下行對等帶寬。

    這是帶寬的需求。

    4、更多計算

    （1）按照每個房間增加1路觀看者，計算一下需要多少帶寬？

    觀看者同時觀看房間里的2路視頻，每個房間所需碼流是768Kbps，單位為千比特每秒（Kbits/s）。

    計算公式：

    觀看者實時碼流*500個房間 = 觀看者所需占用帶寬

    實際計算數(shù)值（使用Kbits/s作為計量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

    如需為每個房間增加1路觀看者，同時接收2路錄像者視頻，則需要增加375Mbits/s上行帶寬。

    （2）對錄像者的終端帶寬要求

    上行帶寬：至少384Kbps，單位為千比特每秒（Kbits/s）。

    下行帶寬：至少384Kbps。

    （3）對觀看者的終端帶寬要求

    上行帶寬：不需要。

    下行帶寬：至少768Kbps。

    （4）單臺服務(wù)器的運行費用估算

    購置機器：1萬元。

    托管費用：5000元/年。

    帶寬費用：18萬/年（按照IDC報價，1Gbits的帶寬月租是1.5萬元）。

    軟件服務(wù)：24萬/年（按照廠家報價，視頻軟件的月服務(wù)費是2萬元）。

    5、相關(guān)數(shù)據(jù)

    （1）普通寬帶的帶寬計算法

    普通家庭寬帶和辦公室寬帶，仍以ADSL居多（小區(qū)光纖優(yōu)于普通電話線ADSL），因此我們將以電話線ADSL為例來說明。

    電信運營商給出的帶寬是2M、4M、10M等等，這個速率值是指為用戶提供的帶寬數(shù)值，單位是bps（比特位），而且這個帶寬僅是用戶端到當(dāng)?shù)仉娦诺乃俾剩�并非指用戶到達目標(biāo)服務(wù)器的有效使用帶寬。而且，ADSL是非對等網(wǎng)絡(luò)，剛才說的數(shù)字只是ADSL的下行帶寬，也就是下載速度，ADSL的上行帶寬只有384Kbps，有些地區(qū)的ADSL上行只有256Kbps。

    當(dāng)用戶需要進行視頻錄制時，所需要的帶寬是384Kbps（單位比特位），這個速度正好是ADSL的上行速度。因此，用戶在錄制的時候，并不能讓其他程序占用帶寬，例如迅雷、電驢等軟件。

    計算ADSL下行帶寬有很直觀的方法，就是觀察下載速度，一般來說下載速度是按照Byte/s（字節(jié)/秒）來顯示的，需要轉(zhuǎn)換為bits/s（比特/秒）才行，換算關(guān)系是1Byte/s = 8bits/s（即8bps），例如：

    2M的ADSL用戶在下載時可以達到135KB/s-220KB/s，即1280Kbps（即1280Kbits/s）。

    （2）用戶端所需要的帶寬

    實時的視頻流需要穩(wěn)定的帶寬，當(dāng)帶寬不穩(wěn)定時，會出現(xiàn)較大的延時和丟包現(xiàn)象，造成視頻的停頓（俗稱卡），當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時，也會出現(xiàn)視頻快速播放的情況（這是剛才因網(wǎng)速較差造成的堵塞數(shù)據(jù)）。

    計算實時視頻所需要的帶寬方法很簡單。

    發(fā)送者：

    上行帶寬：單路視頻的碼流就是所需的上行帶寬，一般ADSL是可以支撐的，除非視頻質(zhì)量參數(shù)設(shè)置的很高。

    下行帶寬：接收到的視頻數(shù)量*每路視頻的碼流，就是所需的總帶寬（要除去自己的那路視頻流），例如4路視頻時，減去自己的1路，計算3*384=1.2Mbps，因此需要1.2M的下行帶寬（至少2M的ADSL才行）。

    觀看者：

    上行帶寬：觀看者的上行帶寬要求很低，只需要可以傳送控制指令和聊天信息等消息流即可，但網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性要求依然很高。

    下行帶寬：接收到的視頻數(shù)量*每路視頻的碼流，例如4路視頻，計算4*384=1.5Mbps，因此需要1.5M的下行帶寬（至少2M的ADSL才行）。

    本文并非理論專著，很多數(shù)據(jù)都來自實際部署經(jīng)驗而成。如有錯誤和遺漏之處，歡迎指正批評。

    我們在遇到計算一臺服務(wù)器可以支持多少個視頻流的時候，總是不太清楚怎么計算，本文專門針對OM視頻系統(tǒng)的碼流特征而寫，可以為視頻會議、培訓(xùn)課堂等應(yīng)用系統(tǒng)的部署，提供參考。

    我們將通過模擬一個用戶需求來進行并發(fā)數(shù)的分析，需求描述如下：

    在一臺服務(wù)器上部署OM視頻系統(tǒng)作為視頻會議室，每個會議室只允許2路視頻，視頻的碼流設(shè)置為384Kbps，畫質(zhì)較好，視頻自動錄像在服務(wù)器上。如果有可能的話，希望每個會議室可以支持第3個人進入作為觀看者，僅接收視頻，并不發(fā)送視頻。要求計算出，單臺服務(wù)器最高支持多少個會議同時進行？服務(wù)器需要多大的帶寬接入？大致費用是多少？用戶端需要多大帶寬，普通家庭寬帶和辦公室寬帶能否支持？

    1、基本參數(shù)

    STAT硬盤的實際讀寫速度約是50MB/S，單位為兆字節(jié)每秒（MB/s）。

    單路視頻流的碼率約是384Kbps，單位為千比特每秒（Kbits/s），換算為字節(jié)計算法是48KB/S，單位為千字節(jié)每秒（KB/s）。

    每個視頻房間支持2路視頻的錄制，則每個房間的碼流是768Kbps，換算為字節(jié)計算法是96KB/S。

    單臺服務(wù)器的接入帶寬是1Gbps，換算為字節(jié)計算法是128MB/S。

    本計算法只考慮服務(wù)器硬盤讀寫速度和網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，忽略服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等因素。

    2、根據(jù)硬盤的瓶頸計算

    計算公式：

    硬盤讀寫速度/每個房間的碼流 = 實際支持的錄像并發(fā)數(shù)（或回放的并發(fā)數(shù)）。

    實際計算數(shù)值：

    (50*1024)/96 = 533

    結(jié)論：

    單臺服務(wù)器同時支持500個房間（1000人）同時錄像（或1000路并發(fā)回放）。

    回放指的是實時的播放流，并不包括采用本地緩存和緩沖機制的點播流。

    如果每個房間只有1路錄制流，則錄像并發(fā)數(shù)是1000個房間。

    這是硬盤的瓶頸。

    3、計算所需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬

    計算公式：

    (每個房間的碼流*500個房間) = 500個房間所需要的帶寬。

    實際計算數(shù)值（使用Kbits/s作為計量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

    500個房間同時錄像所需375Mbits/s上下行對等帶寬。

    這是帶寬的需求。

    4、更多計算

    （1）按照每個房間增加1路觀看者，計算一下需要多少帶寬？

    觀看者同時觀看房間里的2路視頻，每個房間所需碼流是768Kbps，單位為千比特每秒（Kbits/s）。

    計算公式：

    觀看者實時碼流*500個房間 = 觀看者所需占用帶寬

    實際計算數(shù)值（使用Kbits/s作為計量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

    如需為每個房間增加1路觀看者，同時接收2路錄像者視頻，則需要增加375Mbits/s上行帶寬。

    （2）對錄像者的終端帶寬要求

    上行帶寬：至少384Kbps，單位為千比特每秒（Kbits/s）。

    下行帶寬：至少384Kbps。

    （3）對觀看者的終端帶寬要求

    上行帶寬：不需要。

    下行帶寬：至少768Kbps。

    （4）單臺服務(wù)器的運行費用估算

    購置機器：1萬元。

    托管費用：5000元/年。

    帶寬費用：18萬/年（按照IDC報價，1Gbits的帶寬月租是1.5萬元）。

    軟件服務(wù)：24萬/年（按照廠家報價，視頻軟件的月服務(wù)費是2萬元）。

    5、相關(guān)數(shù)據(jù)

    （1）普通寬帶的帶寬計算法

    普通家庭寬帶和辦公室寬帶，仍以ADSL居多（小區(qū)光纖優(yōu)于普通電話線ADSL），因此我們將以電話線ADSL為例來說明。

    電信運營商給出的帶寬是2M、4M、10M等等，這個速率值是指為用戶提供的帶寬數(shù)值，單位是bps（比特位），而且這個帶寬僅是用戶端到當(dāng)?shù)仉娦诺乃俾�，并非指用戶到達目標(biāo)服務(wù)器的有效使用帶寬。而且，ADSL是非對等網(wǎng)絡(luò)，剛才說的數(shù)字只是ADSL的下行帶寬，也就是下載速度，ADSL的上行帶寬只有384Kbps，有些地區(qū)的ADSL上行只有256Kbps。

    當(dāng)用戶需要進行視頻錄制時，所需要的帶寬是384Kbps（單位比特位），這個速度正好是ADSL的上行速度。因此，用戶在錄制的時候，并不能讓其他程序占用帶寬，例如迅雷、電驢等軟件。

    計算ADSL下行帶寬有很直觀的方法，就是觀察下載速度，一般來說下載速度是按照Byte/s（字節(jié)/秒）來顯示的，需要轉(zhuǎn)換為bits/s（比特/秒）才行，換算關(guān)系是1Byte/s = 8bits/s（即8bps），例如：

    2M的ADSL用戶在下載時可以達到135KB/s-220KB/s，即1280Kbps（即1280Kbits/s）。

    （2）用戶端所需要的帶寬

    實時的視頻流需要穩(wěn)定的帶寬，當(dāng)帶寬不穩(wěn)定時，會出現(xiàn)較大的延時和丟包現(xiàn)象，造成視頻的停頓（俗稱卡），當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時，也會出現(xiàn)視頻快速播放的情況（這是剛才因網(wǎng)速較差造成的堵塞數(shù)據(jù)）。

    計算實時視頻所需要的帶寬方法很簡單。

    發(fā)送者：

    上行帶寬：單路視頻的碼流就是所需的上行帶寬，一般ADSL是可以支撐的，除非視頻質(zhì)量參數(shù)設(shè)置的很高。

    下行帶寬：接收到的視頻數(shù)量*每路視頻的碼流，就是所需的總帶寬（要除去自己的那路視頻流），例如4路視頻時，減去自己的1路，計算3*384=1.2Mbps，因此需要1.2M的下行帶寬（至少2M的ADSL才行）。

    觀看者：

    上行帶寬：觀看者的上行帶寬要求很低，只需要可以傳送控制指令和聊天信息等消息流即可，但網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性要求依然很高。

    下行帶寬：接收到的視頻數(shù)量*每路視頻的碼流，例如4路視頻，計算4*384=1.5Mbps，因此需要1.5M的下行帶寬（至少2M的ADSL才行）。