CDN技術(shù)應用及VOD系統設計

2007/05/29

• 傳統的DNS解析過(guò)程在將主機域名轉換為IP地址時(shí)，并不預先判斷該服務(wù)器是否正常工作，若該服務(wù)器已停機，便會(huì )造成服務(wù)中斷。



• 互聯(lián)網(wǎng)缺乏一個(gè)專(zhuān)門(mén)的中央管理結構，以及產(chǎn)品和技術(shù)標準。因此，不同網(wǎng)絡(luò )間的兼容以及不同網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商／ISP之間的傳輸瓶頸等問(wèn)題使得數據的流通受到限制。



• 現有的互聯(lián)網(wǎng)以數據包傳輸為基礎，任何一個(gè)數據包的丟失或出錯都必須重新發(fā)送，從而導致延遲。



• 現有的路由技術(shù)以路由器工作狀態(tài)的歷史數據為依據來(lái)確定當前數據包的傳輸路徑，這往往會(huì )導致數據傳輸所經(jīng)過(guò)的路徑并不是當前最佳路徑。

• 流媒體平臺的緩存節點(diǎn)，提供分區高速內容緩存；



• 廣播業(yè)務(wù)分布點(diǎn)，提供兩級應用廣播服務(wù)；



• 部分應用前端分布節點(diǎn)；



• 通過(guò)分布的服務(wù)機制，提高服務(wù)能力，實(shí)現對客戶(hù)服務(wù)的需求。

圖1　中心節點(diǎn)組網(wǎng)圖

VOD系統設計

　　（1）核心節點(diǎn)系統設計

　　核心包括以下子系統：WEB服務(wù)子系統、認證服務(wù)器、CDN調度／下載服務(wù)器、流媒體播出服務(wù)子系統、DRM認證服務(wù)子系統、數據庫服務(wù)子系統、后備存儲NAS系統、內部管理服務(wù)子系統等。

　　1）WEB服務(wù)器主要是為用戶(hù)提供寬帶內容網(wǎng)站W(wǎng)EB服務(wù)。

　　2）CDN資源調度服務(wù)器是CDN調度的核心，通過(guò)該服務(wù)器將網(wǎng)絡(luò )存儲設備上的節目分發(fā)到各個(gè)視頻服務(wù)器上。

　　3）視頻服務(wù)器可根據不同的應用需要提供不同的并發(fā)能力，以同時(shí)服務(wù)本地的寬帶用戶(hù)。

　　a）內存要求　服務(wù)器上需要至少30MB的預留內存，另外視頻每Kbit/s流量至少需要12KB的內存。250并發(fā)節目流的視頻需要的最少內存為：30MB+12KB×250×500Kbit/s=1.53GB，因此需配置2GB，以為將來(lái)擴展留出余量。按500Kbit/s流速率播出節目時(shí)，每小時(shí)節目需要的磁盤(pán)存儲容量為500Kbit/s×3600秒/8/1000=225MB。在每臺視頻服務(wù)器上，若配置了4×73GB=292GB的磁盤(pán)陣列，能存儲1300小時(shí)的節目。

　　b）網(wǎng)卡配置　若節目采用MEDIA格式的流媒體傳輸，傳輸流速率為28.8Kbit/s到10Mbit/s，當傳輸流速率在500Kbit/s左右時(shí)能提供達到SVCD質(zhì)量的視頻傳輸效果，并且能方便ADSL客戶(hù)進(jìn)行點(diǎn)播。250個(gè)500Kbit/s的節目流需占用250×500Kbit/s=125Mbit/s的網(wǎng)絡(luò )帶寬，但在網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)，效率一般只有70%左右，因此，需要在視頻服務(wù)器上配置1塊1000M以太網(wǎng)卡。

　　c）帶寬需求　若核心節點(diǎn)采用10臺視頻服務(wù)器，提供10×250=2500個(gè)并發(fā)節目流的服務(wù)能力。按各節目流500Kbit/s計算，核心節點(diǎn)實(shí)際進(jìn)行視頻碼流輸出所需網(wǎng)絡(luò )帶寬為500K×2500=1.25G。

　　4）DRM認證服務(wù)器主要負責對同時(shí)在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)的用戶(hù)進(jìn)行身份驗證。本系統中，采用數字版權管理（DRM），主要用以對流媒體節目的內容進(jìn)行保護。在以往，當系統不采用DRM保護時(shí)，用戶(hù)通過(guò)各種途徑盜用媒體資源鏈接或下載媒體內容后，便可免費使用媒體內容，或進(jìn)行再次分發(fā)，造成運營(yíng)商的巨大損失。而采用DRM系統后，DRM打包機器將根據系統的加密算法和密鑰對媒體內容進(jìn)行加密，此后再將媒體內容通過(guò)各種載體（如CD-ROM、媒體服務(wù)器等）進(jìn)行發(fā)布；當用戶(hù)得到加密的媒體內容后，必須先到發(fā)放節目的供應商的認證中心進(jìn)行身份認證和繳納相應的費用，才可得到授權的解密密鑰，媒體播放器利用這個(gè)解密密鑰將媒體內容進(jìn)行解密后，便可以播放了。

　　由于DRM對媒體內容的加密可包括靜態(tài)的文件或動(dòng)態(tài)的節目流，因此，十分便于在各種場(chǎng)合應用，可對在線(xiàn)的視頻直播和點(diǎn)播節目進(jìn)行管理。同時(shí)，也可提供加密節目下載，但只有授權的用戶(hù)才能解開(kāi)節目進(jìn)行觀(guān)看。

　　5）數據庫服務(wù)器用于用戶(hù)的信息資料存儲，并能同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)對數據庫的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)。

　　6）NAS網(wǎng)絡(luò )存儲設備解決服務(wù)器存儲方式下帶來(lái)的存取等瓶頸問(wèn)題。它將信息存儲設備與服務(wù)器分開(kāi)，網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對存儲設備的直接存取訪(fǎng)問(wèn)，把存儲設備當作標準網(wǎng)絡(luò )設備，進(jìn)行直接存取。

　　在各視頻服務(wù)器上，配置的SCSI磁盤(pán)陣列，按照80/20的比例，將這部分空間用于存儲全系統中20%左右的熱門(mén)節目，而剩下的80%的冷門(mén)節目則由網(wǎng)絡(luò )存儲設備存儲，只有在需要時(shí)，才會(huì )被調度到各視頻服務(wù)器上去。因此，網(wǎng)絡(luò )存儲設備的要求主要是容量大，對I／0輸出等則要求不高，主要用于后備節目的存放，并通過(guò)CDN調度服務(wù)器分發(fā)到各個(gè)流服務(wù)器上。

　　（2）分發(fā)節點(diǎn)設計

　　在邊緣分發(fā)節點(diǎn)，提供500個(gè)500 K的并發(fā)節目流輸出，因此，需要兩臺視頻服務(wù)器。每臺視頻服務(wù)器提供250個(gè)并發(fā)節目流，需要250×500K=125Mbit/s的網(wǎng)絡(luò )帶寬資源，至少需要配置2FE。

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