基于CDN技術在廣電VOD平臺的應用解析

王小偉

摘要：當前的數字化革命為廣電VOD平臺帶來了很大變化，媒體和網絡的融合在我們今后的廣播電臺當中的結構和運營也有很大的改變，也對傳統(tǒng)的運輸模式帶來了挑戰(zhàn)。當前主要的研究目標和方向主要是如何構建面向未來的廣電交互信息傳輸網絡，當前我們達成共識的是采取IP技術和光纖傳播技術來建設寬帶骨干傳輸網絡，CDN技術指的是源于互聯網的內容分發(fā)網絡技術，在廣電VOD平臺會發(fā)揮出重要作用。本文將介紹CDN技術的基本改變和關鍵技術，然后根據VOD平臺的應用方法來進行應用方法的分析。

關鍵詞：CDN技術;廣電VOD平臺;應用分析

1 CDN的概念和關鍵技術

1.1 CDN的概念

CDN是內容分發(fā)網絡技術，最初是被廣泛使用在互聯網行業(yè)，主要為了實現高速緩存的功能。這一技術近年來興起，主要為了解決互聯網性能不佳的問題，基本的工作原理就是通過自身的技術優(yōu)勢來提升網絡速度，對那些可能影響數據傳輸速度和穩(wěn)定性的環(huán)節(jié)盡可能避開和優(yōu)化，保證數據傳輸的穩(wěn)定性和速度，CDN技術的核心是進行邊緣訪問以及透明訪問，CDN的關鍵技術主要有內容路由技術和內容分發(fā)技術以及內容儲存和內容管理等。因為廣電VOD業(yè)務對于實時傳播性能和視頻信號質量提出了較高的要求，而且用戶要求的高傳輸速度以及對服務器穩(wěn)定的維持都需要CDN技術的應用。

1.2 CDN的關鍵技術

首先是內容路由技術，CDN的路由主要的工作內容是將用戶的請求調度到網絡當中最穩(wěn)定和快速的網路節(jié)點上去，內容路由器的主要工作載體是負載均衡系統(tǒng)。主要的作用是動態(tài)均衡不同的內容緩存站點進行合理的分配，這樣用戶進行選擇的過程當中會主動選擇最佳的服務站點，也提升了網站的可用性。內容理由器會根據實際的情況來進行路由的制定，用戶和站點之間的距離以及內容的可訪問性還有網絡整體的負載情況都是針對性解決的內容。負載均衡系統(tǒng)可以說是CDN技術的核心，包括DNS、應用層重定向還有傳輸層重定向等內容。內容分發(fā)技術負責將內容傳遞到距離用戶最近的遠程服務點，主要借助索引和緩存以及流分列等技術，當前主要的分發(fā)方式也分為兩種，其中一種主要是PUSH技術，內容管理系統(tǒng)將內容從中心媒介傳輸到邊緣節(jié)點，主要發(fā)送熱點內容，另一種內容分發(fā)模式是PULL模式，一般是用戶請求進行傳輸，分發(fā)的內容基于個人要求。由于網絡數據的吞吐量以及規(guī)模都很大，因此需要對存儲多方面進行考慮，一般采取獨立磁盤冗余陣列來進行，這也是內容存儲技術的主要應用手段。對其中存儲的內容進行監(jiān)督和管理需要使用到內容管理技術，會對網絡部件的狀況信息以及內容發(fā)布的端到端的性能進行測試，保證最佳的運行狀態(tài)，也減輕服務器壓力，提升網站性能以及可拓展性。CDN技術采取“中心-邊緣”的服務于存儲的分布方式，其一般是在當前分布網絡中來配置服務器，用戶需要服務直接由邊緣的路由器來提供。

2 具體的應用措施和內容

2.1 資源管理調度

在VOD系統(tǒng)中，CDN技術的使用可以確保用戶所需要的視頻資源是通過CDN技術的網絡進行下載的，將IP數據包調制發(fā)送到有線網絡當中，這樣用戶家中特定的機頂盒只允許獲取特定的一組數據，這樣就需要結合實際情況合理規(guī)劃和管理服務的地區(qū)，這樣的服務區(qū)域一般被定義為Region。實際上，在系統(tǒng)運行過程中，不同服務節(jié)點所能夠覆蓋的服務區(qū)域都選擇了VOD的頻率規(guī)劃單元，而且相同路徑的服務區(qū)采用相同的Region，而不同的Region都有著自己獨特的ID，VOD業(yè)務當中主要通過ID來定位客戶，當機頂盒發(fā)出請求時，一般要向VOD頭端系統(tǒng)提交相關信息，并根據信息頭端系統(tǒng)就可以判斷哪一區(qū)域發(fā)送的請求，從而可以分配對應路由器進行傳流。RegionID的獲取方式主要包括網絡上自動下載或機頂盒的固定分配，其中固定分配的方式是比較簡單的，但是在頭端網絡結構調整和跨區(qū)域漫游過程中，機頂盒需要對RegionID進行重新綁定，如果使用網絡下載，那么機頂盒可以進行更新，也是當前許多運營商主要使用的方法。IP地址的傳輸體系如圖一所示。

2.2 數據層面結合

經過了路由的選擇和資源的分配后，CDN的邊緣服務器將輸送視頻流數據，并結合設備的傳輸特性來綜合考慮數據的碼率控制和封包方式。如今，在數據封包過程中，運營商一般會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進行存放，再由視頻服務器進行讀取和封包，傳輸到IP地址后，IPQAM再將TS數據取出調制成信號通過網絡進行傳輸，IP設備具有比較弱的碼流變化的適應能力，此時如果視頻服務器只采用以太網上的發(fā)包策略，將會產生發(fā)包過快的問題，造成IP地址的緩存不足，視頻服務器對碼率可以實現精確控制，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?，F象的發(fā)生。同時，在編寫碼流控制算法時，可以進行限速控制也可以進行加速的控制。限速控制主要是對每一個時間片內數據總量的發(fā)送情況以及每一個時間段內數據的發(fā)送量，進行限制，對數據總量進行限制的過程中還需要使用擁塞窗口，當片源過大填滿了擁塞窗口，服務器就會停止發(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制，對服務器可以發(fā)送的最大數據進行檢測，技術人員再進行數值的限定。當前CDN系統(tǒng)的建設情況如圖二所示。

3 總結

我們通過對CDN網絡技術的合理應用，可以保證廣電運營商使用先進技術的同時，將優(yōu)勢特點充分發(fā)揮出來，保證低成本和高效率。當前的CDN從單一的運營商發(fā)展模式發(fā)展到了網絡化的CDN模式，從技術和運營體系方面都較為成熟。

參考文獻：

[1] 錢明，李明，成功等.基于CDN和IPQAM構建分布式VOD平臺[J].中國數字電視，2008（05）.

[2] 張俏.CDN技術及其在廣電VOD平臺的應用[J].有線電視技術，2014（04）.

（作者單位：江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司）