視頻房間的并發(fā)數(shù)計(jì)算方法

    我們?cè)谟龅接?jì)算一臺(tái)服務(wù)器可以支持多少個(gè)視頻流的時(shí)候，總是不太清楚怎么計(jì)算，本文專(zhuān)門(mén)針對(duì)OM視頻系統(tǒng)的碼流特征而寫(xiě)，可以為視頻會(huì)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(guò)模擬一個(gè)用戶(hù)需求來(lái)進(jìn)行并發(fā)數(shù)的分析，需求描述如下：

    在一臺(tái)服務(wù)器上部署OM視頻系統(tǒng)作為視頻探視室，每個(gè)探視房間只允許2路視頻，視頻的碼流設(shè)置為384Kbps，畫(huà)質(zhì)較好，視頻自動(dòng)錄像在服務(wù)器上。如果有可能的話(huà)，希望每個(gè)探視房間可以支持第3個(gè)人進(jìn)入作為觀看者，僅接收視頻，并不發(fā)送視頻。要求計(jì)算出，單臺(tái)服務(wù)器最高支持多少個(gè)視頻房間同時(shí)進(jìn)行？服務(wù)器需要多大的帶寬接入？大致費(fèi)用是多少？用戶(hù)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(pán)的實(shí)際讀寫(xiě)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(jì)算法是48KB/S，單位為千字節(jié)每秒（KB/s）。

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

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

    本計(jì)算法只考慮服務(wù)器硬盤(pán)讀寫(xiě)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(pán)的瓶頸計(jì)算

    計(jì)算公式：

    硬盤(pán)讀寫(xiě)速度/每個(gè)房間的碼流 = 實(shí)際支持的錄像并發(fā)數(shù)（或回放的并發(fā)數(shù)）。

    實(shí)際計(jì)算數(shù)值：

    (50*1024)/96 = 533

    結(jié)論：

    單臺(tái)服務(wù)器同時(shí)支持500個(gè)房間（1000人）同時(shí)錄像（或1000路并發(fā)回放）。

    回放指的是實(shí)時(shí)的播放流，并不包括采用本地緩存和緩沖機(jī)制的點(diǎn)播流。

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

    這是硬盤(pán)的瓶頸。

    3、計(jì)算所需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬

    計(jì)算公式：

    (每個(gè)房間的碼流*500個(gè)房間) = 500個(gè)房間所需要的帶寬。

    實(shí)際計(jì)算數(shù)值（使用Kbits/s作為計(jì)量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

    500個(gè)房間同時(shí)錄像所需375Mbits/s上下行對(duì)等帶寬。

    這是帶寬的需求。

    4、更多計(jì)算

    （1）按照每個(gè)房間增加1路觀看者，計(jì)算一下需要多少帶寬？

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

    計(jì)算公式：

    觀看者實(shí)時(shí)碼流*500個(gè)房間 = 觀看者所需占用帶寬

    實(shí)際計(jì)算數(shù)值（使用Kbits/s作為計(jì)量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

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

    （2）對(duì)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(duì)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(tái)服務(wù)器的運(yùn)行費(fèi)用估算

    購(gòu)置機(jī)器：1萬(wàn)元。

    托管費(fèi)用：5000元/年。

    帶寬費(fèi)用：18萬(wàn)/年（按照IDC報(bào)價(jià)，1Gbits的帶寬月租是1.5萬(wàn)元）。

    軟件服務(wù)：24萬(wàn)/年（按照廠(chǎng)家報(bào)價(jià)，視頻軟件的月服務(wù)費(fèi)是2萬(wàn)元）。

    5、相關(guān)數(shù)據(jù)

    （1）普通寬帶的帶寬計(jì)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(huà)線(xiàn)ADSL），因此我們將以電話(huà)線(xiàn)ADSL為例來(lái)說(shuō)明。

    電信運(yùn)營(yíng)商給出的帶寬是2M、4M、10M等等，這個(gè)速率值是指為用戶(hù)提供的帶寬數(shù)值，單位是bps（比特位），而且這個(gè)帶寬僅是用戶(hù)端到當(dāng)?shù)仉娦诺乃俾剩�并非指用�?hù)到達(dá)目標(biāo)服務(wù)器的有效使用帶寬。而且，ADSL是非對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，剛才說(shuō)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(hù)需要進(jìn)行視頻錄制時(shí)，所需要的帶寬是384Kbps（單位比特位），這個(gè)速度正好是ADSL的上行速度。因此，用戶(hù)在錄制的時(shí)候，并不能讓其他程序占用帶寬，例如迅雷、電驢等軟件。

    計(jì)算ADSL下行帶寬有很直觀的方法，就是觀察下載速度，一般來(lái)說(shuō)下載速度是按照Byte/s（字節(jié)/秒）來(lái)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(hù)在下載時(shí)可以達(dá)到135KB/s-220KB/s，即1280Kbps（即1280Kbits/s）。

    （2）用戶(hù)端所需要的帶寬

    實(shí)時(shí)的視頻流需要穩(wěn)定的帶寬，當(dāng)帶寬不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的延時(shí)和丟包現(xiàn)象，造成視頻的停頓（俗稱(chēng)卡），當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)，也會(huì)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(jì)算實(shí)時(shí)視頻所需要的帶寬方法很簡(jiǎn)單。

    發(fā)送者：

    上行帶寬：?jiǎn)温芬曨l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(shí)，減去自己的1路，計(jì)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(jì)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(zhuān)著，很多數(shù)據(jù)都來(lái)自實(shí)際部署經(jīng)驗(yàn)而成。如有錯(cuò)誤和遺漏之處，歡迎指正批評(píng)。

    我們?cè)谟龅接?jì)算一臺(tái)服務(wù)器可以支持多少個(gè)視頻流的時(shí)候，總是不太清楚怎么計(jì)算，本文專(zhuān)門(mén)針對(duì)OM視頻系統(tǒng)的碼流特征而寫(xiě)，可以為視頻會(huì)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(guò)模擬一個(gè)用戶(hù)需求來(lái)進(jìn)行并發(fā)數(shù)的分析，需求描述如下：

    在一臺(tái)服務(wù)器上部署OM視頻系統(tǒng)作為視頻會(huì)議室，每個(gè)會(huì)議室只允許2路視頻，視頻的碼流設(shè)置為384Kbps，畫(huà)質(zhì)較好，視頻自動(dòng)錄像在服務(wù)器上。如果有可能的話(huà)，希望每個(gè)會(huì)議室可以支持第3個(gè)人進(jìn)入作為觀看者，僅接收視頻，并不發(fā)送視頻。要求計(jì)算出，單臺(tái)服務(wù)器最高支持多少個(gè)會(huì)議同時(shí)進(jìn)行？服務(wù)器需要多大的帶寬接入？大致費(fèi)用是多少？用戶(hù)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(pán)的實(shí)際讀寫(xiě)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(jì)算法是48KB/S，單位為千字節(jié)每秒（KB/s）。

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

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

    本計(jì)算法只考慮服務(wù)器硬盤(pán)讀寫(xiě)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(pán)的瓶頸計(jì)算

    計(jì)算公式：

    硬盤(pán)讀寫(xiě)速度/每個(gè)房間的碼流 = 實(shí)際支持的錄像并發(fā)數(shù)（或回放的并發(fā)數(shù)）。

    實(shí)際計(jì)算數(shù)值：

    (50*1024)/96 = 533

    結(jié)論：

    單臺(tái)服務(wù)器同時(shí)支持500個(gè)房間（1000人）同時(shí)錄像（或1000路并發(fā)回放）。

    回放指的是實(shí)時(shí)的播放流，并不包括采用本地緩存和緩沖機(jī)制的點(diǎn)播流。

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

    這是硬盤(pán)的瓶頸。

    3、計(jì)算所需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬

    計(jì)算公式：

    (每個(gè)房間的碼流*500個(gè)房間) = 500個(gè)房間所需要的帶寬。

    實(shí)際計(jì)算數(shù)值（使用Kbits/s作為計(jì)量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

    500個(gè)房間同時(shí)錄像所需375Mbits/s上下行對(duì)等帶寬。

    這是帶寬的需求。

    4、更多計(jì)算

    （1）按照每個(gè)房間增加1路觀看者，計(jì)算一下需要多少帶寬？

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

    計(jì)算公式：

    觀看者實(shí)時(shí)碼流*500個(gè)房間 = 觀看者所需占用帶寬

    實(shí)際計(jì)算數(shù)值（使用Kbits/s作為計(jì)量單位）：

    (768*500)/1024 = 375Mbits/s

    結(jié)論：

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

    （2）對(duì)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(duì)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(tái)服務(wù)器的運(yùn)行費(fèi)用估算

    購(gòu)置機(jī)器：1萬(wàn)元。

    托管費(fèi)用：5000元/年。

    帶寬費(fèi)用：18萬(wàn)/年（按照IDC報(bào)價(jià)，1Gbits的帶寬月租是1.5萬(wàn)元）。

    軟件服務(wù)：24萬(wàn)/年（按照廠(chǎng)家報(bào)價(jià)，視頻軟件的月服務(wù)費(fèi)是2萬(wàn)元）。

    5、相關(guān)數(shù)據(jù)

    （1）普通寬帶的帶寬計(jì)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(huà)線(xiàn)ADSL），因此我們將以電話(huà)線(xiàn)ADSL為例來(lái)說(shuō)明。

    電信運(yùn)營(yíng)商給出的帶寬是2M、4M、10M等等，這個(gè)速率值是指為用戶(hù)提供的帶寬數(shù)值，單位是bps（比特位），而且這個(gè)帶寬僅是用戶(hù)端到當(dāng)?shù)仉娦诺乃俾�，并非指用�?hù)到達(dá)目標(biāo)服務(wù)器的有效使用帶寬。而且，ADSL是非對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，剛才說(shuō)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(hù)需要進(jìn)行視頻錄制時(shí)，所需要的帶寬是384Kbps（單位比特位），這個(gè)速度正好是ADSL的上行速度。因此，用戶(hù)在錄制的時(shí)候，并不能讓其他程序占用帶寬，例如迅雷、電驢等軟件。

    計(jì)算ADSL下行帶寬有很直觀的方法，就是觀察下載速度，一般來(lái)說(shuō)下載速度是按照Byte/s（字節(jié)/秒）來(lái)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(hù)在下載時(shí)可以達(dá)到135KB/s-220KB/s，即1280Kbps（即1280Kbits/s）。

    （2）用戶(hù)端所需要的帶寬

    實(shí)時(shí)的視頻流需要穩(wěn)定的帶寬，當(dāng)帶寬不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的延時(shí)和丟包現(xiàn)象，造成視頻的停頓（俗稱(chēng)卡），當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)，也會(huì)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(jì)算實(shí)時(shí)視頻所需要的帶寬方法很簡(jiǎn)單。

    發(fā)送者：

    上行帶寬：?jiǎn)温芬曨l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(shí)，減去自己的1路，計(jì)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(jì)算4*384=1.5Mbps，因此需要1.5M的下行帶寬（至少2M的ADSL才行）。