胡曉晨

（江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速增長(zhǎng)，科技的更新?lián)Q代也層出不窮，在這期間各種視頻類業(yè)務(wù)被大眾所接受，所以交互式網(wǎng)絡(luò)電視，即IPTV迎來了發(fā)展進(jìn)步的春天。但任何事物都具有雙面性，高速的科技發(fā)展也為IPTV帶來了不小的挑戰(zhàn)，隨著使用人數(shù)的增加，需求量不斷的上升，IPTV系統(tǒng)的壓力也越來越大，最終將造成網(wǎng)速的運(yùn)行緩慢。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的誕生，可以在一定程度上解決此問題，幫助更多的用戶在最短的時(shí)間內(nèi)獲取到更多的有效內(nèi)容。

1 IPTV基本概述

1.1 關(guān)于IPTV系統(tǒng)體系的相關(guān)結(jié)構(gòu)

常見的寬帶網(wǎng)絡(luò)，能夠讓IPTV（交互式網(wǎng)絡(luò)電視）系統(tǒng)更好地運(yùn)行，同時(shí)也是IPTV系統(tǒng)的根基，以IP網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，將移動(dòng)終端作為輔助，合理地運(yùn)行設(shè)備，與此同時(shí)利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議達(dá)到用戶間的信息交換與交互，最終將所需要的電視信號(hào)以及數(shù)據(jù)信息的方式遞送至使用客戶的終端設(shè)備里，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)客戶或用戶的詢問需要。在傳輸?shù)倪^程中，由于IP視頻種類各不相同，導(dǎo)致交互式的服務(wù)以及相關(guān)媒體的發(fā)展日新月異。

1.2 關(guān)于IPTV系統(tǒng)的相關(guān)特點(diǎn)

經(jīng)過對(duì)比不同的業(yè)務(wù)，可以發(fā)現(xiàn)IPTV具有這樣幾個(gè)特點(diǎn)[1]：①對(duì)寬帶的要求比較高，多種多樣的圖片、海量的圖像和大量的視頻數(shù)據(jù)，是IPTV的最大特征，以上在傳輸?shù)倪^程中會(huì)占據(jù)較多的寬帶資源，并且用戶數(shù)量之龐大，導(dǎo)致此業(yè)務(wù)對(duì)寬帶的要求十分高，即需求強(qiáng)烈。②對(duì)QoS始終保持高需求，流媒體是IPTV的主要業(yè)務(wù)，其中就包括我們以前在看到的電視直播（LTV）、視頻的相關(guān)點(diǎn)播（NVoD）、時(shí)移類的相關(guān)點(diǎn)播（TSTV）和通信（即時(shí)）相關(guān)服務(wù)等。在這期間，即便時(shí)間比較短，但是也會(huì)被人體的肉眼感知到，所以就需要具備較高的實(shí)時(shí)性。除此之外，在進(jìn)行圖像的輸出和視頻的輸送中，如果太過粗糙，將會(huì)大大降低用戶的使用感受，造成不良的影響。③雙向間的不對(duì)稱，即對(duì)對(duì)稱流的要求較高，我們所看到的電視直播和相關(guān)節(jié)目、視頻的多種點(diǎn)播和現(xiàn)階段的IE沖浪，很大程度上都屬于終端客戶的下行流，真正所缺的其實(shí)是上行流，所以換個(gè)角度來看，上行需要的寬帶往往比不上下行。然而有些是端到端的業(yè)務(wù)，這種業(yè)務(wù)往往對(duì)上行和下行的寬帶要求都比較高。④點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)地需求廣播流，對(duì)于IPTV來說，在上述的業(yè)務(wù)中，需要達(dá)成廣播源與客戶終端的雙向傳輸，即流傳輸，但現(xiàn)實(shí)情況是，在同一時(shí)段，大部分的用戶都需要獲取一樣的數(shù)據(jù)，所以多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的廣播流的需求就十分高。⑤系統(tǒng)資源的需求十分大，不難發(fā)現(xiàn)，含有圖片或視頻的資料中，資源占用往往比較大，所以在后續(xù)的處理中十分復(fù)雜，不但要消耗更多的存儲(chǔ)空間，還需要一定程度的交換空間。⑥并發(fā)服務(wù)量十分巨大，對(duì)于電視用戶，數(shù)量極其龐大，導(dǎo)致并發(fā)的用戶越來越多，如果將使用移動(dòng)終端的用戶和使用計(jì)算機(jī)的用戶加進(jìn)來后，這一特點(diǎn)就會(huì)更為明顯。

2 CDN基本概述

2.1 關(guān)于CDN技術(shù)

關(guān)于內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，就是我們所說的CDN技術(shù)，此技術(shù)經(jīng)常依托于IP網(wǎng)絡(luò)，屬于增值網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)還可以歸類為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，最常見的是在應(yīng)用層內(nèi)部。關(guān)于CDN技術(shù)的相關(guān)特點(diǎn)，也比較多，其中最大的優(yōu)點(diǎn)就是訪問速度迅速和可靠性較高，在今后有很強(qiáng)的使用性。就是因?yàn)镃DN技術(shù)具備了上述的性能和特點(diǎn)，造就其在一定程度上，能夠有效的管控和提高網(wǎng)站的相關(guān)資源，讓信息得到高效的保護(hù)并加以傳輸，讓全局能夠得到一定的平衡負(fù)載，讓近期的熱點(diǎn)內(nèi)容具備傳送的能力，并且能在一定的條件下降低供應(yīng)商信息的投入成本。根據(jù)近些年的數(shù)據(jù)顯示，IPTV的發(fā)展在逐步加快，在這樣的勢(shì)頭下，CDN技術(shù)也緊跟其腳步，進(jìn)行了一次又一次的完善，最終擁有了越來越多的性能。分發(fā)式的服務(wù)、負(fù)載均衡和運(yùn)營(yíng)的相關(guān)管理，是CDN技術(shù)的基本系統(tǒng)架構(gòu)功能[2]。

2.2 關(guān)于CDN技術(shù)的相關(guān)特征

用戶位置和同時(shí)段的寬帶連接狀態(tài)，通過CDN技術(shù)可以進(jìn)行具體的參考，以此保證用戶當(dāng)下所連接的服務(wù)器，是距離自己不遠(yuǎn)的，這在一定程度上，能夠使用戶的訪問速率達(dá)到最大化。同樣，CDN技術(shù)還具有全局負(fù)載平衡的特點(diǎn)，換句話說，能夠在最大的程度上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的共享，讓其性能發(fā)揮出最大的利用率。自行更新和自動(dòng)的跟蹤功能也是CDN技術(shù)的特點(diǎn)，它可以讓熱點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行主動(dòng)傳送，同時(shí)還具備較大的容錯(cuò)量，對(duì)于擴(kuò)展和操作而言，比較好實(shí)現(xiàn)，這就是為什么它能最大限度地提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性的原因[3]。最后，如果當(dāng)下覆蓋的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擁有了相關(guān)網(wǎng)絡(luò)和站點(diǎn)，CDN技術(shù)也可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)完美地集成。

2.3 關(guān)于CDN技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在網(wǎng)站的相關(guān)資源管理上，也同樣具備相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)，其一，它可以讓管控的能力進(jìn)一步提高，其二，在智能化的加持下，可以合理地分配路由，讓流量的管理更加順利。CDN技術(shù)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即具有用戶的修改權(quán)限，這在一定程度上保證了信息的安全性，即沒有權(quán)限的用戶不可以隨意修改此網(wǎng)絡(luò)的信息，使發(fā)送內(nèi)容得到有效的保障。站在各大信息供應(yīng)商的角度來說，CDN技術(shù)所具備的運(yùn)用管理方面的功能，可以有效的讓信息供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)信息的動(dòng)態(tài)發(fā)送，讓信息的服務(wù)更加可控，使服務(wù)的質(zhì)量得到大幅度的提升，同時(shí)還能有效的降低運(yùn)營(yíng)成本。對(duì)于CDN技術(shù)來講，原有的設(shè)備與其并不沖突，反而能在原來的設(shè)備上接著投入建設(shè)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)利益的最大化，從各方面都能降低成本[4]。

3 CDN技術(shù)在IPTV系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 服務(wù)器的緩存

緩存服務(wù)器對(duì)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來說并不陌生，因?yàn)槠浞植荚诓煌奈恢茫揖彺娣?wù)器在工作的過程中，承擔(dān)和接收著多種多樣的媒體信息請(qǐng)求，這些都來自用戶，為了滿足用戶當(dāng)下的使用需求，往往是離用戶最近服務(wù)器第一時(shí)間開始工作，把客戶需要的信息內(nèi)容及時(shí)地從中心的服務(wù)器上獲取，然后直接發(fā)送給當(dāng)下用戶。如果遇到最近的緩存服務(wù)器，無法滿足當(dāng)下用戶的信息需求時(shí)，則可以通過服務(wù)器連接的形式，將此階段的用戶請(qǐng)求發(fā)送給周圍其他的服務(wù)器，然后根據(jù)不同用戶的不同信息要求和請(qǐng)求，將信息傳送的方法發(fā)送到用戶終端上。通常遇到這種情況往往有兩種選擇方式，第一，通過終端用戶與其他服務(wù)器的直接連接，創(chuàng)建出一種信息交換的關(guān)系，第二，把緩存服務(wù)器當(dāng)做傳送途徑，通過這種間接的方式，將用戶與源服務(wù)相連，最終將數(shù)據(jù)信息發(fā)送出去，傳遞到當(dāng)下用戶的使用終端上[5]。

3.2 緩存服務(wù)器的位置

用戶所使用的終端和緩存服務(wù)器如果相距得過遠(yuǎn)，流媒體的內(nèi)容在傳送時(shí)就會(huì)比較吃力，所以基于此，在進(jìn)行緩存服務(wù)器的放置時(shí)，盡量選擇較短的距離，保證與當(dāng)下用戶終端的距離，這樣可以有效的提升IPTV的信息服務(wù)質(zhì)量。在這就不得不提到Cready的算法，其中還有傳輸節(jié)點(diǎn)的算法，二者都必須對(duì)緩存服務(wù)器的放置十分清楚。最后，不管采用何種算法方式，都必須時(shí)刻考慮此時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能否承擔(dān)當(dāng)下的信息數(shù)據(jù)，工作量不能超出負(fù)荷，在計(jì)算中，把此節(jié)點(diǎn)與中心點(diǎn)之間的內(nèi)容作為參考量，了解最遠(yuǎn)距離下最小的度量值是多少。

3.3 各代理緩存服務(wù)器的相互協(xié)作

在傳送不同用戶的信息內(nèi)容時(shí)，緩存服務(wù)器把當(dāng)下用戶所需求的流媒體內(nèi)容分配至用戶終端，這個(gè)過程是比較繁雜的。所以在輸送期間，需要借助不止一個(gè)緩存服務(wù)器，并且要求不同的緩存服務(wù)器之間能有效的緊密配合，只有這樣，才能讓流媒體的信息傳送更加順利?；诖?，CDN技術(shù)在運(yùn)用到IPTV系統(tǒng)中時(shí)，必須首先考慮各代理服務(wù)器之間的配合度，把周圍的代理緩存服務(wù)器按照一定規(guī)則放置在覆蓋用戶的源服務(wù)器上。這樣在用戶對(duì)流媒體發(fā)出信息請(qǐng)求時(shí)，如果遇到緩存服務(wù)停滯，可以第一時(shí)間做出反應(yīng)，如果還是不能響應(yīng)用戶此時(shí)的需求，就把信息發(fā)送至更高一級(jí)的緩存服務(wù)器上，倘若全部的緩存服務(wù)器都無法響應(yīng)用戶的需求，那么源服務(wù)器就會(huì)根據(jù)當(dāng)下的用戶請(qǐng)求，采取合適的模式，把信息內(nèi)容發(fā)配到用戶的終端上，以此來降低當(dāng)下寬帶的消耗。

3.4 路由系統(tǒng)的請(qǐng)求

合理地將負(fù)載均衡系統(tǒng)和路由請(qǐng)求系統(tǒng)結(jié)合起來，二者共同解決路由任務(wù)，把用戶當(dāng)下的流媒體需求和請(qǐng)求發(fā)送到周圍路徑最短和最好的設(shè)備中。這樣，不僅可以大程度地滿足用戶的信息需求，還能夠使通信的速度加快，以此不斷的提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

在IPTV系統(tǒng)中合理地運(yùn)用CDN技術(shù)，可以在各方面擴(kuò)充業(yè)務(wù)服務(wù)的內(nèi)容，與此同時(shí)還能讓IPTV系統(tǒng)得到有效的發(fā)展。就目前來看，IPTV系統(tǒng)的要求和需求一年比一年大，CDN技術(shù)也應(yīng)跟上其腳步，及時(shí)地更新發(fā)展和升級(jí)。對(duì)于相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員來講，要加大對(duì)CDN技術(shù)的探究，將其與IPTV系統(tǒng)有效的融合，充分發(fā)揮IPTV系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。