企业CDN系统建设技术方案

1.CDN简介 1 11.2.技术特点与优势 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 42.1.1.后台管理系统 42.1.2.中心存储 42.1.3.视频服务器 52.1.4.系统网络 52.2.平台使用情况 52.2.1.用户数及并发峰值 52.2.2.中心存储 6 73.1.理论依据 73.1.1.参考架构 73.1.2.内容库、边缘节点与带宽的关系 83.2.规模设计 3.2.1.推流及分发能力需求 3.2.2.中心节点内容库设计 3.2.3.边缘缓存网关设计 3.3.功能与性能设计 3.3.2.与外围系统对接接口设计 3.3.4.业务监控与管理功能 广义来讲，CDN具有如下技术特点与优边缘节点上，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(NextGenerationOnDemand)企业标准建设。系统目前可分为后台管统、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2-1所示。2.1.1.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。2.1.2.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。省中心至每个地市VOD平台在波分上有4条1G带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；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，长市各扩容15TB,软硬件费用合计约为180万元，总计310万元)。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%。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，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。22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，则用户所点播由中心节点响应，即边缘节点未命中，则由省中心响应点播请求。在系统实际运营中，由经验可以得出中心节点命中率与相应边缘节点存储影片比例应具有一定的函数关系，二者符合长尾效应，即如图3-3所示的幂律分布关系。图3-3中心节点命中率与边缘存储关系经论证，三者之间的函数关系具有以下规律：当边缘存储固定，随着并发数为：长春190105户，吉林87314户，延边51075户，四平34439户，通化37699户，白城22783户，辽源18678户，松原25838户，白山32069户。按VOD事业部需求，平台点播内容总量调整至50000小时(30000小时高清、20000小时标清节目),同时将时移频道调整至7×24小时的30套高清频道、15套标清频道。(以上内容均生成正负8和32倍速的文件)。30000小时高清节目内容码率按8Mbps计算所需净存储空间为8Mbps30套高清和15套标清直播节目的7×24小时录制，所需净存储空间为以上所有节目按照目前提供8与32倍速快进、快退文件生成方式，在做RAID5基础上并预留20%存储空间后，所需存储空间为322TB1.各地命中率均达到90%以上部署方式缘缓存为中心存储30%,即各地CDN边缘节点缓存空间为91TB时，点播命中率可达90%。按平台单并发流平均带宽为4.5Mbps计算，则省中心至各地市所需带宽如表3-1所示。当并发数固定时，随着边缘存储的增长，所需带宽将以幂站点名并发数流化出口带宽(G)所需带宽(G)吉林四平白城辽源松原平台目前省中心至各地市为4G带宽，且有效使用比例为90%。若以此方式进行部署，每个地市均建设边缘缓存节点，由表3-1可见，可以满足除长春和吉2.各地最大化使用骨干带宽部署方式在每个地市建设边缘缓存节点,按平台现有中心存储至3.6G、单并发流平均带宽为4.5Mbps计算，可支持最大并发流数量为：3.6×的最低命中率及所需部署的边缘存储比例理论值如表3-2所示。站点名出口带宽(G)设计并发数最低命中率边缘存储比例吉林延吉四平白城辽源松原方案1与2均属于相对极端的部署方式，方案1部署方式简单，但投资较延边地区部署存储比例为中心库30%的边缘缓存服务器节点。同时将其余6地市虚拟为一个存储比例为30%的缓存节点部署在省中心，服务于其余6个地市(如图3-4所示)。随着各地用户发展，当有地市至省中心资源带宽接近2G时(并发请求峰值接近400时),在相应地市部署边缘缓存节点部署边缘缓存服务器，当所有地市缓存服务器均部署完毕时，后续用户如果继续增加，则对VOD平台核心网络带宽进行扩容。3.3.功能与性能设计内容注入模块主要实现并完成非实时内容与实时内容的注入，一般由外部系统(如媒体资产管理系统、第三方内容提供商、直播节目源)提供相应实时/非实时节目内容，通过A3(非实时节目注入接口)与A5(实时节目注入接口)两个标准接口完成内容向CDN中心内容库的节目注入。在内容注入过程中，同步生成用于影片快进快退操作的倍速文件及用于边缘视频服务器通过C2接口进行内容拉取的索引文件。1.对编码格式、码率及封装格式的支持在CDN系统设计过程中,计划支持MEPG-2、H.264两种主流的编码格式，兼容AVS编码格式(国家标准),可扩展支持H.265编码格式(与H.264相比，相同画质条件下，可将码率降低50%以上)。支持影片输入码率范围在300Kbps低于180Mbps)后的节目单内容(即将节目单有效更新周期控制在1小时以内),以确保因突发成后的影片起止时间点内容,以解决在系统录制过程中因时间偏差导致影片起止图3-5CDN系统与外围接口成A3(非实时节目注入接口)、A5(实时节目注入接口),与VOD推流服务器系统完成L接口(日志获取接口)对接。议的接口对接与集成能力。3.3.3.内容调度与管理系统在建设过程中，为保证良好的边缘节点命中率，