CDN技術應用及VOD系統(tǒng)設計

2007/05/29

• 傳統(tǒng)的DNS解析過程在將主機域名轉(zhuǎn)換為IP地址時，并不預先判斷該服務器是否正常工作，若該服務器已停機，便會造成服務中斷。



• 互聯(lián)網(wǎng)缺乏一個專門的中央管理結(jié)構，以及產(chǎn)品和技術標準。因此，不同網(wǎng)絡間的兼容以及不同網(wǎng)絡運營商／ISP之間的傳輸瓶頸等問題使得數(shù)據(jù)的流通受到限制。



• 現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)包傳輸為基礎，任何一個數(shù)據(jù)包的丟失或出錯都必須重新發(fā)送，從而導致延遲。



• 現(xiàn)有的路由技術以路由器工作狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)來確定當前數(shù)據(jù)包的傳輸路徑，這往往會導致數(shù)據(jù)傳輸所經(jīng)過的路徑并不是當前最佳路徑。

• 流媒體平臺的緩存節(jié)點，提供分區(qū)高速內(nèi)容緩存；



• 廣播業(yè)務分布點，提供兩級應用廣播服務；



• 部分應用前端分布節(jié)點；



• 通過分布的服務機制，提高服務能力，實現(xiàn)對客戶服務的需求。

圖1　中心節(jié)點組網(wǎng)圖

VOD系統(tǒng)設計

　　（1）核心節(jié)點系統(tǒng)設計

　　核心包括以下子系統(tǒng)：WEB服務子系統(tǒng)、認證服務器、CDN調(diào)度／下載服務器、流媒體播出服務子系統(tǒng)、DRM認證服務子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務子系統(tǒng)、后備存儲NAS系統(tǒng)、內(nèi)部管理服務子系統(tǒng)等。

　　1）WEB服務器主要是為用戶提供寬帶內(nèi)容網(wǎng)站W(wǎng)EB服務。

　　2）CDN資源調(diào)度服務器是CDN調(diào)度的核心，通過該服務器將網(wǎng)絡存儲設備上的節(jié)目分發(fā)到各個視頻服務器上。

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

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

　　b）網(wǎng)卡配置　若節(jié)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左右時能提供達到SVCD質(zhì)量的視頻傳輸效果，并且能方便ADSL客戶進行點播。250個500Kbit/s的節(jié)目流需占用250×500Kbit/s=125Mbit/s的網(wǎng)絡帶寬，但在網(wǎng)絡傳輸時，效率一般只有70%左右，因此，需要在視頻服務器上配置1塊1000M以太網(wǎng)卡。

　　c）帶寬需求　若核心節(jié)點采用10臺視頻服務器，提供10×250=2500個并發(fā)節(jié)目流的服務能力。按各節(jié)目流500Kbit/s計算，核心節(jié)點實際進行視頻碼流輸出所需網(wǎng)絡帶寬為500K×2500=1.25G。

　　4）DRM認證服務器主要負責對同時在線訪問的用戶進行身份驗證。本系統(tǒng)中，采用數(shù)字版權管理（DRM），主要用以對流媒體節(jié)目的內(nèi)容進行保護。在以往，當系統(tǒng)不采用DRM保護時，用戶通過各種途徑盜用媒體資源鏈接或下載媒體內(nèi)容后，便可免費使用媒體內(nèi)容，或進行再次分發(fā)，造成運營商的巨大損失。而采用DRM系統(tǒng)后，DRM打包機器將根據(jù)系統(tǒng)的加密算法和密鑰對媒體內(nèi)容進行加密，此后再將媒體內(nèi)容通過各種載體（如CD-ROM、媒體服務器等）進行發(fā)布；當用戶得到加密的媒體內(nèi)容后，必須先到發(fā)放節(jié)目的供應商的認證中心進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解密密鑰將媒體內(nèi)容進行解密后，便可以播放了。

　　由于DRM對媒體內(nèi)容的加密可包括靜態(tài)的文件或動態(tài)的節(jié)目流，因此，十分便于在各種場合應用，可對在線的視頻直播和點播節(jié)目進行管理。同時，也可提供加密節(jié)目下載，但只有授權的用戶才能解開節(jié)目進行觀看。

　　5）數(shù)據(jù)庫服務器用于用戶的信息資料存儲，并能同時滿足用戶對數(shù)據(jù)庫的并發(fā)訪問。

　　6）NAS網(wǎng)絡存儲設備解決服務器存儲方式下帶來的存取等瓶頸問題。它將信息存儲設備與服務器分開，網(wǎng)絡用戶可通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對存儲設備的直接存取訪問，把存儲設備當作標準網(wǎng)絡設備，進行直接存取。

　　在各視頻服務器上，配置的SCSI磁盤陣列，按照80/20的比例，將這部分空間用于存儲全系統(tǒng)中20%左右的熱門節(jié)目，而剩下的80%的冷門節(jié)目則由網(wǎng)絡存儲設備存儲，只有在需要時，才會被調(diào)度到各視頻服務器上去。因此，網(wǎng)絡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(jié)目的存放，并通過CDN調(diào)度服務器分發(fā)到各個流服務器上。

　　（2）分發(fā)節(jié)點設計

　　在邊緣分發(fā)節(jié)點，提供500個500 K的并發(fā)節(jié)目流輸出，因此，需要兩臺視頻服務器。每臺視頻服務器提供250個并發(fā)節(jié)目流，需要250×500K=125Mbit/s的網(wǎng)絡帶寬資源，至少需要配置2FE。

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