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        廣電系統(tǒng)中CDN網(wǎng)絡(luò)平臺的部署

        2016-12-31 00:00:00邸鍇王蕾
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年18期

        摘 要:文章對河北廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)秦皇島有限公司CDN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析,規(guī)劃了硬件系統(tǒng)并設(shè)計組件接口。希望通過文章的分析,能夠為相關(guān)人士提供一定的參考借鑒。關(guān)鍵詞:有線電視;CDN;部署1 系統(tǒng)特點(diǎn)CDN的全稱是Content Delivery Network,即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。它可以更好地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò),盡量避開影響網(wǎng)絡(luò)速度的環(huán)節(jié),使網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn)定,運(yùn)行速度更快。是一種新型的以寬帶、移動網(wǎng)絡(luò)","Introduction":"","Columns":"信息技術(shù)","Volume":"","Content":"

        摘 要:文章對河北廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)秦皇島有限公司CDN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析,規(guī)劃了硬件系統(tǒng)并設(shè)計組件接口。希望通過文章的分析,能夠為相關(guān)人士提供一定的參考借鑒。

        關(guān)鍵詞:有線電視;CDN;部署

        1 系統(tǒng)特點(diǎn)

        CDN的全稱是Content Delivery Network,即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。它可以更好地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò),盡量避開影響網(wǎng)絡(luò)速度的環(huán)節(jié),使網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn)定,運(yùn)行速度更快。是一種新型的以寬帶、移動網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),組成面向流媒體、網(wǎng)頁和應(yīng)用軟件的內(nèi)容傳送通道,承接綜合平臺及自營或第三方應(yīng)用,銜接著基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和用戶終端,提供高效率的分發(fā)、高質(zhì)量的加速能力,提升用戶體驗,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量,降低網(wǎng)絡(luò)成本的一種更為合理的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式。它將所有的數(shù)據(jù)存儲在中心系統(tǒng),向下分布式部署邊緣服務(wù)器,通過骨干網(wǎng)把用戶訪問量大的內(nèi)容分發(fā)到邊緣服務(wù)器,直接用邊緣路由器給用戶提供服務(wù),這樣用戶就可以就近訪問所需要的內(nèi)容,提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。從技術(shù)上解決了網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分布不均勻、網(wǎng)絡(luò)帶寬有限、用戶訪問量大造成的網(wǎng)絡(luò)延遲的問題。

        在廣電網(wǎng)絡(luò)中,CDN技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)頂盒功能的多元化提供了更廣闊的前景。廣電的CDN主要就是做視頻業(yè)務(wù)的分發(fā),現(xiàn)有承載的視頻業(yè)務(wù)主要包括直播回看時移業(yè)務(wù)(組播)和點(diǎn)播業(yè)務(wù)(單播)。廣電網(wǎng)絡(luò)的側(cè)重點(diǎn)與其他網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商不同,當(dāng)今廣電網(wǎng)絡(luò)主要發(fā)展的是高清式交互視頻業(yè)務(wù),這也是廣電的一個傳統(tǒng)優(yōu)勢。廣電具有發(fā)展視頻業(yè)務(wù)的天然競爭力,從用戶認(rèn)同度、運(yùn)營經(jīng)驗、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等都處于優(yōu)勢地位。視頻業(yè)務(wù)必然成為未來廣電業(yè)務(wù)綜合體系中的重要業(yè)務(wù)。

        2 組網(wǎng)方式及系統(tǒng)構(gòu)架

        2.1 組網(wǎng)方式

        在秦皇島的本地網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中,采用了烽火CDN作為解決方案。烽火CDN的組網(wǎng)方案靈活多變,可擴(kuò)展,可以支持有線運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和電視業(yè)務(wù)的需求,具體的組網(wǎng)特點(diǎn)包括,支持多點(diǎn)、分級內(nèi)容注入??蓪崿F(xiàn)節(jié)點(diǎn)的分布式組網(wǎng),開放的架構(gòu)可與其他支持標(biāo)準(zhǔn)化的CDN廠家混合組網(wǎng),可以在同一組網(wǎng)上支持不同的終端設(shè)備進(jìn)行視頻業(yè)務(wù)。烽火CDN組網(wǎng)部署有單點(diǎn)和分布兩種模式,分布部署又可以細(xì)分為二級組網(wǎng)和三級組網(wǎng)。

        單點(diǎn)部署適用于小型網(wǎng)絡(luò)或運(yùn)營的初期,它讓內(nèi)容存儲中心系統(tǒng)直接面向用戶終端對其直接提供視頻業(yè)務(wù)服務(wù)。隨著用戶數(shù)目的增加,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的增多,單點(diǎn)部署可擴(kuò)展至分布部署。

        分布部署是指內(nèi)容存儲在中心系統(tǒng)由多個服務(wù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自上而下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),服務(wù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可根據(jù)實際的網(wǎng)絡(luò)需求分布部署。各個節(jié)點(diǎn)之間互聯(lián)互通,有統(tǒng)一的內(nèi)容分發(fā)、調(diào)度及管理系統(tǒng)??蓪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)平滑升級,滿足后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)需求。秦皇島本地網(wǎng)絡(luò)屬于建設(shè)初期,采用了獨(dú)立分布式部署,隨著日后的發(fā)展逐漸擴(kuò)展至級聯(lián)組網(wǎng)的方式。

        一級架構(gòu),分布部署。內(nèi)容中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)存儲內(nèi)容庫數(shù)據(jù),內(nèi)容緩存和流服務(wù)節(jié)點(diǎn)則可以根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)需求,分布部署在骨干邊緣或城域網(wǎng)邊緣。我們將中心節(jié)點(diǎn)部署在中心機(jī)房,并配置數(shù)據(jù)管理單元網(wǎng)管系統(tǒng)。通過網(wǎng)管對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置性能管理和監(jiān)測。就目前建設(shè)初期的用戶數(shù)量來看,邊緣節(jié)點(diǎn)可以先不予考慮。在后期用戶數(shù)量提升的時候逐漸添加邊緣節(jié)點(diǎn)。CDN也支持級聯(lián)組網(wǎng),在滿足本地網(wǎng)絡(luò)建設(shè)業(yè)務(wù)管理的需要的同時,也支持異構(gòu)CDN或第三方廠家CDN的混合組網(wǎng)。CDN作為中心內(nèi)容庫時與第三方CDN級聯(lián)組網(wǎng),有新的CDN服務(wù)商時,能保障與現(xiàn)有CDN網(wǎng)絡(luò)兼容。CDN也可以作為區(qū)域CDN,與第三方中心內(nèi)容庫級聯(lián),考慮到以后會與其他地市整合共享媒體信息,所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)依然可以滿足未來的需要。

        2.2 系統(tǒng)構(gòu)架

        在CDN平臺系統(tǒng)架構(gòu)上設(shè)計四個子系統(tǒng),內(nèi)容中心系統(tǒng)、服務(wù)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)、運(yùn)營管理系統(tǒng)、全局調(diào)度系統(tǒng)。內(nèi)容中心系統(tǒng)的主要功能是從上一級獲取節(jié)目、存儲節(jié)目在系統(tǒng)中,并為下一級節(jié)點(diǎn)提供傳輸服務(wù)。服務(wù)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)是構(gòu)建在內(nèi)容中心系統(tǒng)下的分級網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營管理系統(tǒng)是CDN系統(tǒng)的管理組件,包擴(kuò)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和網(wǎng)管管理子系統(tǒng)。全局調(diào)度系統(tǒng)包括用調(diào)度策略管理、用戶請求管理、節(jié)點(diǎn)資源管理等功能模塊。

        3 硬件平臺的部署

        在秦皇島廣電網(wǎng)絡(luò)中,在規(guī)劃中計劃實現(xiàn)80路標(biāo)清頻道回看和20路高清頻道回看的業(yè)務(wù)能力,具體建設(shè)儲存能力硬件的服務(wù)器存儲能力應(yīng)該在29T以上,單機(jī)流并發(fā)的能力應(yīng)該在6G以上。 CDN中心節(jié)點(diǎn)配置的交換機(jī)。機(jī)上聯(lián)帶寬需求為12G。每臺交換機(jī)需要2個萬兆光口上聯(lián)到運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。

        每臺服務(wù)器配置12個3T存儲硬盤和8個10G網(wǎng)口。單臺服務(wù)器提供8G流能力和36T存儲能力。需要CDN元數(shù)據(jù)管理服務(wù)器1臺、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理服務(wù)器1臺、點(diǎn)播注入服務(wù)器1臺、直播注入服務(wù)器2臺、全局負(fù)載均衡服務(wù)器2臺、流媒體服務(wù)器2臺。

        網(wǎng)絡(luò)I/O計算:每臺設(shè)備提供8個千兆光口作端口匯聚,用于傳輸媒體流,可以提供8G的物理帶寬,在單機(jī)吞吐能力達(dá)到6Gbps時,網(wǎng)絡(luò)利用率為75%。

        磁盤I/O計算:在磁盤每個數(shù)據(jù)盤能力為1100Mbps,12個數(shù)據(jù)盤的磁盤IO能力為12×1100/1024=13.9(Gbps)。在單機(jī)吞吐能力達(dá)到6Gbps時,實際磁盤IO利用率為44%。

        當(dāng)滿負(fù)載處理業(yè)務(wù)時,各硬件設(shè)備的CPU利用率、內(nèi)存利用率、IO利用率、網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率等均不超過80%,CPU占用率小于30%,內(nèi)存占用率小于40%, I/O wait為0。網(wǎng)絡(luò)利用率小于50%。

        4 CDN設(shè)備的接口及通信協(xié)議

        中心節(jié)點(diǎn)內(nèi)容庫(或骨干緩存)與區(qū)域節(jié)點(diǎn)(區(qū)域緩存節(jié)點(diǎn))的接口。采用D1.1接口,遵循HTTP+XML協(xié)議,具有區(qū)域節(jié)點(diǎn)(或區(qū)域緩存節(jié)點(diǎn))向中心節(jié)點(diǎn)內(nèi)容庫(或骨干緩存)進(jìn)行內(nèi)容定位和傳輸?shù)裙δ堋?/p>

        區(qū)域節(jié)點(diǎn)(或緩存節(jié)點(diǎn))與邊緣節(jié)點(diǎn)(流媒體服務(wù)系統(tǒng))的接口。采用D1.1接口,遵循HTTP+XML協(xié)議,具有邊緣節(jié)點(diǎn)(流媒體服務(wù)系統(tǒng))向區(qū)域節(jié)點(diǎn)(或區(qū)域緩存節(jié)點(diǎn))進(jìn)行內(nèi)容定位和傳輸?shù)裙δ堋?/p>

        CMM與CDN內(nèi)部網(wǎng)元的內(nèi)容管理接口。采用CM接口,遵循Restful Web協(xié)議,CMM負(fù)責(zé)對CDN內(nèi)容注入及內(nèi)容管理、內(nèi)容分布和下發(fā)策略管理等。

        CDN內(nèi)部各網(wǎng)元與網(wǎng)管系統(tǒng)的接口。采用NMS接口,遵循SNMP協(xié)議,NMS負(fù)責(zé)對CDN各網(wǎng)元的配置、性能、告警、拓?fù)洹⑷罩?、安全、時間同步等信息進(jìn)行管理。

        5 結(jié)束語

        CDN網(wǎng)絡(luò)由于自身所處位置及功能的不同主要分為以存儲為主的內(nèi)容中心系統(tǒng)和主要面向終端處于網(wǎng)絡(luò)邊緣的服務(wù)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。時移、回看、點(diǎn)播等視頻增值業(yè)務(wù)使用戶有了更多自主選擇的能力。因此這也就成了最受廣電用戶歡迎的功能之一。抓住了用戶的需求才能有占有市場。CDN在國內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。它的技術(shù)優(yōu)勢獨(dú)特、拓展性能好,非常適合廣電網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展需要。給廣電運(yùn)營商帶來了非常豐富的增值業(yè)務(wù),市場前景十分看好。文章規(guī)劃適合本地網(wǎng)絡(luò)需求的CDN組網(wǎng)方式和架構(gòu),通過技術(shù)分析,部署了軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng),對相關(guān)接口設(shè)計通訊方案,避免了網(wǎng)絡(luò)不暢和資源的浪費(fèi)。

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