基于CDN技術(shù)在廣電VOD平臺(tái)的應(yīng)用解析

王小偉

摘要：當(dāng)前的數(shù)字化革命為廣電VOD平臺(tái)帶來(lái)了很大變化，媒體和網(wǎng)絡(luò)的融合在我們今后的廣播電臺(tái)當(dāng)中的結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)也有很大的改變，也對(duì)傳統(tǒng)的運(yùn)輸模式帶來(lái)了挑戰(zhàn)。當(dāng)前主要的研究目標(biāo)和方向主要是如何構(gòu)建面向未來(lái)的廣電交互信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)前我們達(dá)成共識(shí)的是采取IP技術(shù)和光纖傳播技術(shù)來(lái)建設(shè)寬帶骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)，CDN技術(shù)指的是源于互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在廣電VOD平臺(tái)會(huì)發(fā)揮出重要作用。本文將介紹CDN技術(shù)的基本改變和關(guān)鍵技術(shù)，然后根據(jù)VOD平臺(tái)的應(yīng)用方法來(lái)進(jìn)行應(yīng)用方法的分析。

關(guān)鍵詞：CDN技術(shù);廣電VOD平臺(tái);應(yīng)用分析

1 CDN的概念和關(guān)鍵技術(shù)

1.1 CDN的概念

CDN是內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，最初是被廣泛使用在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，主要為了實(shí)現(xiàn)高速緩存的功能。這一技術(shù)近年來(lái)興起，主要為了解決互聯(lián)網(wǎng)性能不佳的問題，基本的工作原理就是通過(guò)自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)速度，對(duì)那些可能影響數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性的環(huán)節(jié)盡可能避開和優(yōu)化，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和速度，CDN技術(shù)的核心是進(jìn)行邊緣訪問以及透明訪問，CDN的關(guān)鍵技術(shù)主要有內(nèi)容路由技術(shù)和內(nèi)容分發(fā)技術(shù)以及內(nèi)容儲(chǔ)存和內(nèi)容管理等。因?yàn)閺V電VOD業(yè)務(wù)對(duì)于實(shí)時(shí)傳播性能和視頻信號(hào)質(zhì)量提出了較高的要求，而且用戶要求的高傳輸速度以及對(duì)服務(wù)器穩(wěn)定的維持都需要CDN技術(shù)的應(yīng)用。

1.2 CDN的關(guān)鍵技術(shù)

首先是內(nèi)容路由技術(shù)，CDN的路由主要的工作內(nèi)容是將用戶的請(qǐng)求調(diào)度到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中最穩(wěn)定和快速的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)上去，內(nèi)容路由器的主要工作載體是負(fù)載均衡系統(tǒng)。主要的作用是動(dòng)態(tài)均衡不同的內(nèi)容緩存站點(diǎn)進(jìn)行合理的分配，這樣用戶進(jìn)行選擇的過(guò)程當(dāng)中會(huì)主動(dòng)選擇最佳的服務(wù)站點(diǎn)，也提升了網(wǎng)站的可用性。內(nèi)容理由器會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行路由的制定，用戶和站點(diǎn)之間的距離以及內(nèi)容的可訪問性還有網(wǎng)絡(luò)整體的負(fù)載情況都是針對(duì)性解決的內(nèi)容。負(fù)載均衡系統(tǒng)可以說(shuō)是CDN技術(shù)的核心，包括DNS、應(yīng)用層重定向還有傳輸層重定向等內(nèi)容。內(nèi)容分發(fā)技術(shù)負(fù)責(zé)將內(nèi)容傳遞到距離用戶最近的遠(yuǎn)程服務(wù)點(diǎn)，主要借助索引和緩存以及流分列等技術(shù)，當(dāng)前主要的分發(fā)方式也分為兩種，其中一種主要是PUSH技術(shù)，內(nèi)容管理系統(tǒng)將內(nèi)容從中心媒介傳輸?shù)竭吘壒?jié)點(diǎn)，主要發(fā)送熱點(diǎn)內(nèi)容，另一種內(nèi)容分發(fā)模式是PULL模式，一般是用戶請(qǐng)求進(jìn)行傳輸，分發(fā)的內(nèi)容基于個(gè)人要求。由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的吞吐量以及規(guī)模都很大，因此需要對(duì)存儲(chǔ)多方面進(jìn)行考慮，一般采取獨(dú)立磁盤冗余陣列來(lái)進(jìn)行，這也是內(nèi)容存儲(chǔ)技術(shù)的主要應(yīng)用手段。對(duì)其中存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)督和管理需要使用到內(nèi)容管理技術(shù)，會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)部件的狀況信息以及內(nèi)容發(fā)布的端到端的性能進(jìn)行測(cè)試，保證最佳的運(yùn)行狀態(tài)，也減輕服務(wù)器壓力，提升網(wǎng)站性能以及可拓展性。CDN技術(shù)采取“中心-邊緣”的服務(wù)于存儲(chǔ)的分布方式，其一般是在當(dāng)前分布網(wǎng)絡(luò)中來(lái)配置服務(wù)器，用戶需要服務(wù)直接由邊緣的路由器來(lái)提供。

2 具體的應(yīng)用措施和內(nèi)容

2.1 資源管理調(diào)度

在VOD系統(tǒng)中，CDN技術(shù)的使用可以確保用戶所需要的視頻資源是通過(guò)CDN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行下載的，將IP數(shù)據(jù)包調(diào)制發(fā)送到有線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，這樣用戶家中特定的機(jī)頂盒只允許獲取特定的一組數(shù)據(jù)，這樣就需要結(jié)合實(shí)際情況合理規(guī)劃和管理服務(wù)的地區(qū)，這樣的服務(wù)區(qū)域一般被定義為Region。實(shí)際上，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，不同服務(wù)節(jié)點(diǎn)所能夠覆蓋的服務(wù)區(qū)域都選擇了VOD的頻率規(guī)劃單元，而且相同路徑的服務(wù)區(qū)采用相同的Region，而不同的Region都有著自己獨(dú)特的ID，VOD業(yè)務(wù)當(dāng)中主要通過(guò)ID來(lái)定位客戶，當(dāng)機(jī)頂盒發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，一般要向VOD頭端系統(tǒng)提交相關(guān)信息，并根據(jù)信息頭端系統(tǒng)就可以判斷哪一區(qū)域發(fā)送的請(qǐng)求，從而可以分配對(duì)應(yīng)路由器進(jìn)行傳流。RegionID的獲取方式主要包括網(wǎng)絡(luò)上自動(dòng)下載或機(jī)頂盒的固定分配，其中固定分配的方式是比較簡(jiǎn)單的，但是在頭端網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整和跨區(qū)域漫游過(guò)程中，機(jī)頂盒需要對(duì)RegionID進(jìn)行重新綁定，如果使用網(wǎng)絡(luò)下載，那么機(jī)頂盒可以進(jìn)行更新，也是當(dāng)前許多運(yùn)營(yíng)商主要使用的方法。IP地址的傳輸體系如圖一所示。

2.2 數(shù)據(jù)層面結(jié)合

經(jīng)過(guò)了路由的選擇和資源的分配后，CDN的邊緣服務(wù)器將輸送視頻流數(shù)據(jù)，并結(jié)合設(shè)備的傳輸特性來(lái)綜合考慮數(shù)據(jù)的碼率控制和封包方式。如今，在數(shù)據(jù)封包過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商一般會(huì)選擇視頻編碼的方式，如MPEG4/H.264LSMA或MEPG2TS，這兩類格式采用了不同的封包流程，首先視頻文件要以這種編碼的形式來(lái)進(jìn)行存放，再由視頻服務(wù)器進(jìn)行讀取和封包，傳輸?shù)絀P地址后，IPQAM再將TS數(shù)據(jù)取出調(diào)制成信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，IP設(shè)備具有比較弱的碼流變化的適應(yīng)能力，此時(shí)如果視頻服務(wù)器只采用以太網(wǎng)上的發(fā)包策略，將會(huì)產(chǎn)生發(fā)包過(guò)快的問題，造成IP地址的緩存不足，視頻服務(wù)器對(duì)碼率可以實(shí)現(xiàn)精確控制，這樣不僅可以確保碼流的平穩(wěn)，而且還可以降低或消除IP異常現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，在編寫碼流控制算法時(shí)，可以進(jìn)行限速控制也可以進(jìn)行加速的控制。限速控制主要是對(duì)每一個(gè)時(shí)間片內(nèi)數(shù)據(jù)總量的發(fā)送情況以及每一個(gè)時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)的發(fā)送量，進(jìn)行限制，對(duì)數(shù)據(jù)總量進(jìn)行限制的過(guò)程中還需要使用擁塞窗口，當(dāng)片源過(guò)大填滿了擁塞窗口，服務(wù)器就會(huì)停止發(fā)包，這樣就完成了限速控制。加速控制需要使用前置緩沖機(jī)制，對(duì)服務(wù)器可以發(fā)送的最大數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，技術(shù)人員再進(jìn)行數(shù)值的限定。當(dāng)前CDN系統(tǒng)的建設(shè)情況如圖二所示。

3 總結(jié)

我們通過(guò)對(duì)CDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理應(yīng)用，可以保證廣電運(yùn)營(yíng)商使用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，將優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)，保證低成本和高效率。當(dāng)前的CDN從單一的運(yùn)營(yíng)商發(fā)展模式發(fā)展到了網(wǎng)絡(luò)化的CDN模式，從技術(shù)和運(yùn)營(yíng)體系方面都較為成熟。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張俏.CDN技術(shù)及其在廣電VOD平臺(tái)的應(yīng)用[J].有線電視技術(shù)，2014（04）.

（作者單位：江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司）