廣電系統(tǒng)中CDN網(wǎng)絡(luò)平臺的部署

摘 要：文章對河北廣電網(wǎng)絡(luò)集團秦皇島有限公司CDN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點進行了分析，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)集團秦皇島有限公司CDN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點進行了分析，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

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）和點播業(yè)務(wù)（單播）。廣電網(wǎng)絡(luò)的側(cè)重點與其他網(wǎng)絡(luò)運營商不同，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，從用戶認同度、運營經(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，可擴展，可以支持有線運營商的網(wǎng)絡(luò)演進和電視業(yè)務(wù)的需求，具體的組網(wǎng)特點包括，支持多點、分級內(nèi)容注入?？蓪崿F(xiàn)節(jié)點的分布式組網(wǎng)，開放的架構(gòu)可與其他支持標準化的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)備進行視頻業(yè)務(wù)。烽火CDN組網(wǎng)部署有單點和分布兩種模式，分布部署又可以細分為二級組網(wǎng)和三級組網(wǎng)。

單點部署適用于小型網(wǎng)絡(luò)或運營的初期，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，單點部署可擴展至分布部署。

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)點構(gòu)成的自上而下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，服務(wù)節(jié)點的數(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)改進需求。秦皇島本地網(wǎng)絡(luò)屬于建設(shè)初期，采用了獨立分布式部署，隨著日后的發(fā)展逐漸擴展至級聯(lián)組網(wǎng)的方式。

一級架構(gòu)，分布部署。內(nèi)容中心節(jié)點負責(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)點部署在中心機房，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。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)點系統(tǒng)、運營管理系統(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)點提供傳輸服務(wù)。服務(wù)節(jié)點系統(tǒng)是構(gòu)建在內(nèi)容中心系統(tǒng)下的分級網(wǎng)絡(luò)。運營管理系統(tǒng)是CDN系統(tǒng)的管理組件，包擴業(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，單機流并發(fā)的能力應(yīng)該在6G以上。 CDN中心節(jié)點配置的交換機。機上聯(lián)帶寬需求為12G。每臺交換機需要2個萬兆光口上聯(lián)到運營商網(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、點播注入服務(wù)器1臺、直播注入服務(wù)器2臺、全局負載均衡服務(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，在單機吞吐能力達到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）。在單機吞吐能力達到6Gbps時，實際磁盤IO利用率為44%。

當(dāng)滿負載處理業(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)點內(nèi)容庫（或骨干緩存）與區(qū)域節(jié)點（區(qū)域緩存節(jié)點）的接口。采用D1.1接口，遵循HTTP+XML協(xié)議，具有區(qū)域節(jié)點（或區(qū)域緩存節(jié)點）向中心節(jié)點內(nèi)容庫（或骨干緩存）進行內(nèi)容定位和傳輸?shù)裙δ堋?/p>

區(qū)域節(jié)點（或緩存節(jié)點）與邊緣節(jié)點（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（流媒體服務(wù)系統(tǒng)）向區(qū)域節(jié)點（或區(qū)域緩存節(jié)點）進行內(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負責(zé)對CDN各網(wǎng)元的配置、性能、告警、拓撲、日志、安全、時間同步等信息進行管理。

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)點系統(tǒng)。時移、回看、點播等視頻增值業(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。