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        黃石廣電網(wǎng)絡(luò)PPTV CDN緩存系統(tǒng)

        2014-07-02 00:27:09湖北黃石有線廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)有限公司
        電視技術(shù) 2014年6期
        關(guān)鍵詞:黃石IP地址廣電

        ◎湖北黃石有線廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)有限公司 管 瀟

        黃石廣電網(wǎng)絡(luò)PPTV CDN緩存系統(tǒng)

        ◎湖北黃石有線廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)有限公司 管 瀟

        對PPlive CDN緩存系統(tǒng)的工作原理進行了分析,詳細(xì)解釋和說明了黃石廣電PPTV緩存系統(tǒng)的軟硬件要求。該系統(tǒng)的建設(shè)和運行,緩解了黃石廣電互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬壓力,同時提升了用戶體驗,為黃石廣電網(wǎng)絡(luò)運營提供了可靠保障。

        PPTV;CDN;以太網(wǎng);服務(wù)器

        PPTV網(wǎng)絡(luò)電視是PPLive旗下一款P2P網(wǎng)絡(luò)電視軟件產(chǎn)品,支持海量影視內(nèi)容的“直播+點播”功能??稍诰€觀看電影、電視劇、動漫、綜藝、體育直播、游戲競技、財經(jīng)資訊等豐富視頻娛樂節(jié)目。是國內(nèi)知名度較高、資源數(shù)及用戶數(shù)較多的網(wǎng)絡(luò)電視軟件之一。

        黃石廣電網(wǎng)絡(luò)目前擁有2.1萬寬帶用戶,自2009年以來,寬帶用戶數(shù)量呈爆發(fā)式增長,與日俱增的PPTV點播需求造成出口流量不斷攀升,由此帶來了寬帶出口建設(shè)壓力劇增及用戶體驗下降等問題。建設(shè)PPTV CDN緩存節(jié)點,充分利用內(nèi)網(wǎng)帶寬資源,降低出口流量為根本的解決方案[1-4]。

        黃石廣電PPTV點播系統(tǒng)

        1 黃石廣電IP城域網(wǎng)架構(gòu)

        黃石廣電網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)完成全網(wǎng)光纖到樓覆蓋,該城域網(wǎng)主要由出口路由器、匯聚層路由交換機、EPON系統(tǒng)、以太網(wǎng)交換機及EoC等設(shè)備組成,可提供可靠傳輸通道,并支持業(yè)務(wù)權(quán)限的控制,業(yè)務(wù)統(tǒng)計等功能等。整個網(wǎng)絡(luò)具備完善QoS保障能力、組播支持能力、流量工程、MPLS/VPN等,提供多業(yè)務(wù)的電信級承載能力。

        黃石廣電IP城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 黃石廣電IP城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

        核心層由黃石有線團城山、天津路、黃石港3個節(jié)點組成一個萬兆自愈環(huán)網(wǎng),基于40G(即40 Gbit/s)平臺,能提供10 Gbit/s的線速轉(zhuǎn)發(fā)能力。核心層負(fù)責(zé)全市范圍內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分發(fā)和管理,實現(xiàn)具體業(yè)務(wù)的相關(guān)承載和控制,保證用戶流量的高速交換轉(zhuǎn)發(fā)。匯聚網(wǎng)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從骨干網(wǎng)到接入網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)承載,負(fù)責(zé)在各區(qū)域范圍內(nèi)的分發(fā)和管理。通過L3層(DHCPRelay認(rèn)證)方式連接到黃石有線核心網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)規(guī)劃VLAN ID、IP地址等資源。接入層采用EPON系統(tǒng)匯聚各個接入節(jié)點,并通過LAN或EoC方式入戶。

        1.2 PPTV緩存系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

        PPTV擁有自己獨創(chuàng)的CDN體系,對用戶的點播請求進行集中調(diào)度,重定向到內(nèi)部緩存服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù);同時通過請求Tracker達到用戶間的P2P加速。

        在PPTV的高層節(jié)點下,建立10G低層城域網(wǎng)(以太網(wǎng))節(jié)點,進行流式傳送。

        在黃石廣電網(wǎng)絡(luò)核心機房建立高速緩存服務(wù)器群,通過 PPTV CDN系統(tǒng),利用PPTV調(diào)度服務(wù)器對用戶請求進行處理,大大降低了出口流量,充分改善用戶播放體驗,其整體功能架構(gòu)如圖2所示。

        圖2中,“○”為運營商服務(wù)器群,Tracker服務(wù)器早期可不部署。

        用戶端發(fā)出PPTV直播、點播指令后,首先請求調(diào)度服務(wù)器,調(diào)度服務(wù)器針對用戶來源IP地址,按照服務(wù)器內(nèi)部地址規(guī)劃,將請求重定向至內(nèi)部CDN緩存節(jié)點,只要用戶來源IP地址不發(fā)生變化,那么用戶始終優(yōu)先被調(diào)度到內(nèi)部架設(shè)的直播、點播服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)。

        圖2 PPTV CDN系統(tǒng)架構(gòu)圖

        1.3 PPTV緩存系統(tǒng)部署需求

        首先確保系統(tǒng)遠程Linux ssh端口(默認(rèn)22)能夠連通外網(wǎng),其次向PPTV上報用戶出口地址以進行調(diào)度,若出口相對較固定,可以提供全部的出口地址,若出口變化較頻繁,對PPTV調(diào)度地址段作策略路由指向穩(wěn)定的出口地址池,將地址池IP地址上報,同時開放對外網(wǎng)UDP161,tcp22,80,81,82,8888,8080,19765,21,10050,2200端口為監(jiān)控需求,最后PPTV同步程序?qū)⒆詣舆x取最快節(jié)點,頻繁地進行向外下載測速(HTTP),需避免服務(wù)器發(fā)起的連接請求被第三方緩存系統(tǒng)匹配。

        1.4 PPTV緩存系統(tǒng)軟硬件配置

        系統(tǒng)主要由6臺DELL R510服務(wù)器組成,單臺配置如下:CPU為四核Xeon E5620;2.40 GHz×2;內(nèi)存為24 Gbyte;千兆雙網(wǎng)卡;硬盤為2 Tbyte SAS×12。DELL R510服務(wù)器均使用千兆網(wǎng)線連接至Greennet S5100交換機,該交換機具備20個10/100/1000Base-X SFP端口,8個ComboGE端口。S5100配置端口聚合,使用光纖連接至團城山核心交換機,可根據(jù)業(yè)務(wù)實際流量情況對CDN緩存節(jié)點帶寬進行擴容。

        內(nèi)網(wǎng)CDN緩存服務(wù)器使用黃石廣電寬帶網(wǎng)公網(wǎng)IP地址進行一一對應(yīng)映射,將地址映射平均分布在3個互聯(lián)網(wǎng)出口上,以避免地址映射集中在一個出口,高層CDN服務(wù)器向低層推流導(dǎo)致流量過大而在該出口形成擁塞,同時流量均攤在3個出口上,可提高每個服務(wù)器的使用帶寬。

        在出口路由器上將PPTV調(diào)度服務(wù)器IP地址統(tǒng)計配置策略路由,將訪問這些地址的用戶請求均導(dǎo)入某一出口,并將該出口IP地址上報PPTV,用戶調(diào)用PPTV軟件發(fā)送直播、點播請求,這些請求最終會被出口路由器分配至固定出口,PPTV調(diào)度服務(wù)器偵測到該出口IP地址并與服務(wù)器內(nèi)部記錄匹配后,將用戶請求重定向至黃石廣電內(nèi)部CDN緩存節(jié)點進行供速。

        系統(tǒng)運營情況分析

        圖3 黃石廣電PPTV月流量圖(截圖)

        圖3所示為黃石廣電PPTV緩存系統(tǒng)1個月流量監(jiān)控結(jié)果,系統(tǒng)月平均吐出流量為131 Mbit/s,最高吐出285 Mbit/s。系統(tǒng)建設(shè)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,不占用核心鏈路帶寬,大大緩解了黃石廣電由于用戶不斷增長帶來的互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬壓力,更為重要的是成倍提升用戶點播體驗,同時黃石廣電互動機頂盒也集成了PPLive點播客戶端,該系統(tǒng)也為互動電視用戶提供了流量支持,一舉兩得。

        小結(jié)

        利用黃石地區(qū)成熟的城域網(wǎng)(以太網(wǎng))平臺搭建PPTV CDN緩存節(jié)點,節(jié)點對外使用公網(wǎng)地址分布在不同的出口上進行資源推送,并將用戶請求導(dǎo)入到PPTV調(diào)度服務(wù)器調(diào)度;對內(nèi)使用EPON+EoC和EPON+LAN技術(shù)對用戶提供數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù),該系統(tǒng)可存儲90%以上的PPTV視頻資源。系統(tǒng)的建立提升了用戶點播體驗,緩解了日益增加的用戶點播需求造成的網(wǎng)絡(luò)出口壓力。

        [1] 胡鑫,陳興蜀,王海舟,等.基于用戶行為分析的PPTV點播系統(tǒng)測量研究[J].微電子學(xué)與計算機,2011(8):97-101.

        [2] 吳越峰.廣電的IDC建設(shè)[J].廣播電視信息,2011(10):56-61.

        [3]那寶玉,張毓森,劉鵬.CDN技術(shù)及其在廣電中的應(yīng)用[J].電視技術(shù),2007,31(1):69-72.

        [4]張旭濤,王榮.P2P技術(shù)發(fā)展淺析[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2006(1):4-5.

        TN943;TP393.1

        A

        【本文獻信息】管瀟.黃石廣電網(wǎng)絡(luò)PPTV CDN緩存系統(tǒng)[J].電視技術(shù),2014,38(6).

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