廣電系統中CDN網絡平臺的部署

摘 要：文章對河北廣電網絡集團秦皇島有限公司CDN網絡的結構特點進行了分析，規劃了硬件系統并設計組件接口。希望通過文章的分析，能夠為相關人士提供一定的參考借鑒。關鍵詞：有線電視；CDN；部署1 系統特點CDN的全稱是Content Delivery Network，即內容分發網絡。它可以更好地規劃網絡，盡量避開影響網絡速度的環節，使網絡更穩定，運行速度更快。是一種新型的以寬帶、移動網絡"，"Introduction":""，"Columns":"信息技術"，"Volume":""，"Content":"

摘 要：文章對河北廣電網絡集團秦皇島有限公司CDN網絡的結構特點進行了分析，規劃了硬件系統并設計組件接口。希望通過文章的分析，能夠為相關人士提供一定的參考借鑒。

關鍵詞：有線電視；CDN；部署

1 系統特點

CDN的全稱是Content Delivery Network，即內容分發網絡。它可以更好地規劃網絡，盡量避開影響網絡速度的環節，使網絡更穩定，運行速度更快。是一種新型的以寬帶、移動網絡為基礎，組成面向流媒體、網頁和應用軟件的內容傳送通道，承接綜合平臺及自營或第三方應用，銜接著基礎網絡和用戶終端，提供高效率的分發、高質量的加速能力，提升用戶體驗，優化網絡流量，降低網絡成本的一種更為合理的網絡構建方式。它將所有的數據存儲在中心系統，向下分布式部署邊緣服務器，通過骨干網把用戶訪問量大的內容分發到邊緣服務器，直接用邊緣路由器給用戶提供服務，這樣用戶就可以就近訪問所需要的內容，提高了網絡資源利用率。從技術上解決了網節點分布不均勻、網絡帶寬有限、用戶訪問量大造成的網絡延遲的問題。

在廣電網絡中，CDN技術的應用為機頂盒功能的多元化提供了更廣闊的前景。廣電的CDN主要就是做視頻業務的分發，現有承載的視頻業務主要包括直播回看時移業務（組播）和點播業務（單播）。廣電網絡的側重點與其他網絡運營商不同，當今廣電網絡主要發展的是高清式交互視頻業務，這也是廣電的一個傳統優勢。廣電具有發展視頻業務的天然競爭力，從用戶認同度、運營經驗、網絡結構等都處于優勢地位。視頻業務必然成為未來廣電業務綜合體系中的重要業務。

2 組網方式及系統構架

2.1 組網方式

在秦皇島的本地網絡設計中，采用了烽火CDN作為解決方案。烽火CDN的組網方案靈活多變，可擴展，可以支持有線運營商的網絡演進和電視業務的需求，具體的組網特點包括，支持多點、分級內容注入。可實現節點的分布式組網，開放的架構可與其他支持標準化的CDN廠家混合組網，可以在同一組網上支持不同的終端設備進行視頻業務。烽火CDN組網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和三級組網。

單點部署適用于小型網絡或運營的初期，它讓內容存儲中心系統直接面向用戶終端對其直接提供視頻業務服務。隨著用戶數目的增加，網絡業務的增多，單點部署可擴展至分布部署。

分布部署是指內容存儲在中心系統由多個服務節點構成的自上而下的網絡結構，服務節點的數量可根據實際的網絡需求分布部署。各個節點之間互聯互通，有統一的內容分發、調度及管理系統。可對網絡結構平滑升級，滿足后續的網絡改進需求。秦皇島本地網絡屬于建設初期，采用了獨立分布式部署，隨著日后的發展逐漸擴展至級聯組網的方式。

一級架構，分布部署。內容中心節點負責存儲內容庫數據，內容緩存和流服務節點則可以根據具體的網絡需求，分布部署在骨干邊緣或城域網邊緣。我們將中心節點部署在中心機房，并配置數據管理單元網管系統。通過網管對整個網絡進行配置性能管理和監測。就目前建設初期的用戶數量來看，邊緣節點可以先不予考慮。在后期用戶數量提升的時候逐漸添加邊緣節點。CDN也支持級聯組網，在滿足本地網絡建設業務管理的需要的同時，也支持異構CDN或第三方廠家CDN的混合組網。CDN作為中心內容庫時與第三方CDN級聯組網，有新的CDN服務商時，能保障與現有CDN網絡兼容。CDN也可以作為區域CDN，與第三方中心內容庫級聯，考慮到以后會與其他地市整合共享媒體信息，所設計的網絡依然可以滿足未來的需要。

2.2 系統構架

在CDN平臺系統架構上設計四個子系統，內容中心系統、服務節點系統、運營管理系統、全局調度系統。內容中心系統的主要功能是從上一級獲取節目、存儲節目在系統中，并為下一級節點提供傳輸服務。服務節點系統是構建在內容中心系統下的分級網絡。運營管理系統是CDN系統的管理組件，包擴業務管理系統和網管管理子系統。全局調度系統包括用調度策略管理、用戶請求管理、節點資源管理等功能模塊。

3 硬件平臺的部署

在秦皇島廣電網絡中，在規劃中計劃實現80路標清頻道回看和20路高清頻道回看的業務能力，具體建設儲存能力硬件的服務器存儲能力應該在29T以上，單機流并發的能力應該在6G以上。 CDN中心節點配置的交換機。機上聯帶寬需求為12G。每臺交換機需要2個萬兆光口上聯到運營商網絡。

每臺服務器配置12個3T存儲硬盤和8個10G網口。單臺服務器提供8G流能力和36T存儲能力。需要CDN元數據管理服務器1臺、網絡設備管理服務器1臺、點播注入服務器1臺、直播注入服務器2臺、全局負載均衡服務器2臺、流媒體服務器2臺。

網絡I/O計算：每臺設備提供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，網絡利用率為75%。

磁盤I/O計算：在磁盤每個數據盤能力為1100Mbps，12個數據盤的磁盤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%。

當滿負載處理業務時，各硬件設備的CPU利用率、內存利用率、IO利用率、網絡帶寬利用率等均不超過80%，CPU占用率小于30%，內存占用率小于40%， I/O wait為0。網絡利用率小于50%。

4 CDN設備的接口及通信協議

中心節點內容庫（或骨干緩存）與區域節點（區域緩存節點）的接口。采用D1.1接口，遵循HTTP+XML協議，具有區域節點（或區域緩存節點）向中心節點內容庫（或骨干緩存）進行內容定位和傳輸等功能。

區域節點（或緩存節點）與邊緣節點（流媒體服務系統）的接口。采用D1.1接口，遵循HTTP+XML協議，具有邊緣節點（流媒體服務系統）向區域節點（或區域緩存節點）進行內容定位和傳輸等功能。

CMM與CDN內部網元的內容管理接口。采用CM接口，遵循Restful Web協議，CMM負責對CDN內容注入及內容管理、內容分布和下發策略管理等。

CDN內部各網元與網管系統的接口。采用NMS接口，遵循SNMP協議，NMS負責對CDN各網元的配置、性能、告警、拓撲、日志、安全、時間同步等信息進行管理。

5 結束語

CDN網絡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容中心系統和主要面向終端處于網絡邊緣的服務節點系統。時移、回看、點播等視頻增值業務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在國內外已經得到了廣泛的應用。它的技術優勢獨特、拓展性能好，非常適合廣電網絡未來的發展需要。給廣電運營商帶來了非常豐富的增值業務，市場前景十分看好。文章規劃適合本地網絡需求的CDN組網方式和架構，通過技術分析，部署了軟件系統和硬件系統，對相關接口設計通訊方案，避免了網絡不暢和資源的浪費。