吉视传媒CDN建设方案

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1、吉视传媒股份有限公司CDN 系统建设方案研发中心二O三年七月目录1. CDN简介11.1. CDN网络架构11.2. 技 术 特点与亠优势11.3. CDN 在 VOD 和 OTT 系 统 中 的应用22. 公司现有VOD系统部署及使用情况42.1. 部署情况4后台管理系统4中心存储4视频服务器4系统网络52.2. 平台使用情况5用户数及并发峰值5中心存储53. CDN系统建设方案63.1. 理论依据7参考架构7内容库、边缘节点与带宽的关系83.2. 规模设计9推流及分发能力需求9中心节点内容库设计9边缘缓存网关设计103.3. 功能与性能设计13内容注入模块13与外围系统对接接口设计15内容

2、调度与管理系统16业务监控与管理功能164. 时间表与路线图175.投资预算错误!未定义书签。1. CDN简介CDN（Con tent Delivery Net work,即内容分发网络）是一种通过在现有的网 络中增加一层存储网络架构，将网络中的热点内容发布到距离用户最近的网络边 缘存储节点的技术手段。能够达到在节约网络运营商核心层网络带宽使用的条件 下，提高用户访问相关内容的接入速度、体验质量的目的。1.1. CDN网络架构CDN网络架构主要由中心节点和边缘节点两大部分组成，中心节点指CDN中 心存储、内容调度中心与用户请求调度中心，完成CDN网络中内容的存储与调度、 用户请求的合理调度等功

3、能。边缘节点主要指位于用户接入层部署的具有一定存 储空间的边缘缓存节点，其依据中心节点内容调度，实时动态调整边缘节点存储 内容，达到提高本地用户点播命中请求的目的。1.2. 技术特点与优势广义来讲，CDN具有如下技术特点与优势：1. CDN可依据用户所在的地理位置和接入带宽，将用户请求调度到最优 的边缘节点上，降低用户访问网络的延迟和响应时间，给用户最优的访问体验；2. CDN可缓存节点可进行全局负载均衡配置，能够有效提高网络资源的 利用率，完全在用户接入层实现提高网络服务性能与服务质量的目的，减少骨干 传输网络带宽资源消耗；3. CDN网络能够动态调整全网内容分布，可依据各地区用户的访问行为

4、, 实时动态调整全网各缓存节点存储内容；4. CDN部署方式灵活，可依据业务发展，随时线性、平滑地增加设备,保护原有的投资；故 ICP/ISP 在进行系统平台建设或网络建设时，均会依据自身实际情况部 署 CDN 系统。1.3. CDN在VOD和OTT系统中的应用提供VOD和OTT等业务的网络运营商为保证自身的平台及业务在与其他运营 商竞争过程中，具有良好的扩展性和竞争性，用户能够获取更多的高标清视频点 播节目、时移电视节目、跨终端播放内容及定向广告内容等，一般会基于自身网 络状况建立合理的CDN系统，并在CDN系统之上承载VOD业务、多屏播放业务等。无论是VOD还是OTT,以视频为主进行网络融

5、合是大势所趋。视频在过去的 几年中，已经成为互联网流量增长最快的业务，主动获取或上传视频，直播或点 播视频的发生频率直线上升。互联网视频内容的随机性、突发性、点对点性使得 视频与一点发送多点接收的广播式的内容分发有着根本上的不同。这就需要在基 础网络系统中叠加CDN系统，将内容分发存储到网络边缘，通过网络的动态内容 分配和全局负载均衡，将用户请求指向可用并且距其最近的缓存服务器上，从而 改善终端用户体验。基础网络系统中叠加CDN系统后，由于其部署在运营商的骨干网络及区域网 络上，避免了在区域型网络运营商业务开展过程中，需要在每个节点部署与内容 库完全一致的存储空间，保证了运营商可以以很低的成本

6、向用户提供大量的视频 点播内容；CDN通过动态缓存技术，可依据实际使用情况，将用户点播热度较高 的影片动态调整到相应边缘节点，进一步节约了运营商的骨干网络带宽资源;CDN 在影片注入到平台后，可以对预期热点较高的影片主动推送到边缘节点，降低了 用户点播相关影片的响应时间，提高了用户点播体验；最后，同一套CDN系统， 不仅仅服务于面向机顶盒点播的VOD系统，也可服务于面向计算机、PAD、智能 手机等进行流媒体视频播放的视频服务平台。对于我公司来说，同一套 CDN 系统，不仅仅服务于面向机顶盒点播的 VOD 系统，也可服务于面向计算机、PAD、智能手机等进行流媒体视频播放的视频服 务平台。我公司去

7、年立项并规划的 OTT 平台将在今年开始建设，由于其以互联网 流媒体视频内容为主，随着用户规模的逐步发展，将逐步对平台进行分布式部署, 届时同样需要CDN对OTT平台内的流媒体视频内容进行调度，如图1-1所示。图1-1基于CDN的视频传输网络架构2. 公司现有 VOD 系统部署及使用情况2.1. 部署情况我公司 VOD 系统依照美国 Comcast 有线电视网络运营商制定的 NGOD(NextGeneration On Demand)企业标准建设。系统目前可分为后台管理系统、中心存 储、边缘视频服务器 3 部分。其中后台管理系统和中心存储部署在省中心，视频 服务器部署在每个地市和省中心，如图2

8、-1所示。图2-1我公司VOD系统各模块部署情况1.1.1. 后台管理系统我公司后台管理系统由龙视传媒提供，该后台管理系统由AAA、IEPG、BMS、MAP、GRM、BI、SMP等模块组成。目前，按照公司系统设计，可支持21000用户 的并发访问请求。1.1.2. 中心存储我公司中心存储由龙视传媒提供，存储空间共有155TB，平台建设初期，对 外接口带宽能力为6G，2012年10月由于用户并发的激增，系统提供商将接口带 宽提高至14G，缓解当时中心存储吞吐能力不足的情况。但由于龙视传媒并没有成熟的 CDN 系统开发经验，其提供的中心存储不具有 高效的影片调度策略，无法将热点片源智能地分发到边缘

9、节点上。导致用户点播 时，能在视频点播服务器上命中的请求有限，增加了平台对核心网络带宽的需求。1.1.3. 视频服务器我公司 VOD 平台建设时，采用了混合式部署方式，即在各地市前端及省中心 均部署有视频点播节点。共部署 11 个节点的视频服务器，其中在省中心部署 2 个节点，在每个地市机房部署1 个节点。长春、吉林、延边部署的视频服务器为 美国并行计算机公司的MH4500视频服务器；四平、通化、白城、辽源、松原与 白山6个地区部署的视频服务器为华为数字技术有限公司的Smart CDN系列视频 服务器，并且华为和并行还在省中心各部署了1个备份节点，总计11个视频服 务器节点。1.1.4. 系统

10、网络我公司VOD系统网络由信令回传网和数据流传输网两部分组成，信令回传网 为我公司IP城域网，数据流传输网为基于波分的由交换机组成的三层交换网络。省中心至每个地市VOD平台在波分上有4条1G带宽链路，东西环各两条1G 链路。地市至每个县市在波分上有2条1G带宽链路，其中1条走西向、1条走 东向。2.2. 平台使用情况1.1.5. 用户数及并发峰值平台在一年多的运行周期内，共发展交互业务用户14万余户，其中未激活 用户数（未使用过VOD点播业务用户）近10万户，有效激活用户数（使用过VOD 业务用户）4.5万余户。每日活跃用户目前稳定在1万用户，晚高峰用户并发峰 值接近 3000。1.1.6.

11、中心存储我公司NGOD架构VOD平台投入运营以来，系统内容存储量稳步提升，平台内现有影片资源总数73438条，占用平台存储空间90%以上，已达峰值。影片码率在4Mbps以下（平均码率3.56Mbps）共计59250条，时长25076.1 小时；影片码率在4-6Mbps之间（平均码率4.72Mbps）共计187条，时长167.5 小时；影片码率在6-8Mbps之间（平均码率6.89Mbps）共计3968条，时长1712.4 小时；影片码率在8Mbps以上（平均码率8.07Mbps）共计10033条，时长7011小 时。现网实际标清59437条，平均码率3.56Mbps,总时长25243.6小时；

12、现网 实际高清14001条，平均码率7.73Mbps，总时长8723.4小时（2013年5月15 日平台数据）。另平台内还含2000余小时的时移和回看节目。目前，业务部门拟在现有节目基础上提供更丰富的点播内容，增加30套时 移回看频道，平台现有存储空间已不能满足需求，需要对其进行扩容。经研发中 心初步测算，需投资310万元（省中心存储盘阵扩容70TB，费用70万元，长春、 吉林、延边地区存储各扩容14.4TB，软硬件费用约为60万元，其余6个地市各 扩容15TB，软硬件费用合计约为180万元，总计310万元）。随着我公司双向交互业务的逐步发展，以及用户数量的不断增加，建设CDN 系统是随着公司

13、业务平台发展的必然选择，若按业务部门当前需求仅对中心存储 及各地视频服务器存储进行扩容，则后续建设CDN系统时，本次存储扩容资金将 属于重复投资，不利于资金的良性使用。3. CDN系统建设方案我公司经过近几年的发展，数字电视用户已经达到460余万户，VOD用户开 户数已超过15万，有效激活用户数（使用过VOD业务用户）超过4.5万户，其 中观看高清节目的用户接近30%。随着我公司用户数量的不断增加以及VOD平台点播内容的不断丰富，我公司 现有中心存储已凸显出性能瓶颈，将不能有效支撑业务规模发展的需要。为应对 用户快速增涨和规模化应用的需求，需要在现有NGOD-VOD架构基础上建设CDN 系统，

14、依据实际使用情况，利用CDN的动态缓存技术，将用户点播热度较高的和 预期热度较高的影片动态调整到相应边缘节点，达到节省公司骨干网络带宽资源 降低用户点播相关影片的响应时间、提高用户点播体验的目的。3.1. 理论依据1.1.1. 参考架构公司本次CDN系统依照美国Comcast有线电视网络运营商制定的CDN架构进 行建设，系统由实时/非实时节目注入、内容库服务、内容扩散管理、中心存储 内容库和缓存网关等模块组成，如图3-1所示。内容元数 据文件一版权管理 系统内容管理 系统元数据状态元数据分 发网关ADI资产管理 系统1 1ADI内容注 入内容库服 务内容管理 接 口,(C3)内容注 入管理 A

15、3AIIV0D后台S6边缘资源 管理-转码-倍速文 生成L实时节目 注入管理A5实时节目注入内容扩散 管理内容库 T缓存网关CDN数据仓库服务器网络管理系统V0D视频边缘服务器IPQAM内容定位与传输协议(C2)A3、R2、D4、D5 R6、D6IP流媒体服务器CMTS网络STB图3-1 Comcast CDN参考架构 实时/非实时节目分别通过A5和A3接口注入CDN系统中心存储内容库中; 通过动态缓存技术，依据实际使用情况，将用户点播热度较高或预期热点较高的 影片主动推送到缓存网关，完成内容的管理与调度；视频服务器通过C2接口实 现视频流的拉取。1.1.2. 内容库、边缘节点与带宽的关系在CDN的建设过程中，一般考虑图3-2所示VOD系统的网络拓扑结构，即 VOD网络由一个中心节点及N个边缘节点组成的二级分布式系统。图3-2中心节点、边缘节点、用户群连接关系在图3-2所示网络结构中，每个节点响应其覆盖用户群的视频点播申请，如 用户点播内容在该节点未能命中，