广电系统中CDN网络平台的部署

摘 要：文章对河北广电网络集团秦皇岛有限公司CDN网络的结构特点进行了分析，规划了硬件系统并设计组件接口。希望通过文章的分析，能够为相关人士提供一定的参考借鉴。

关键词：有线电视；cdn；部署

1 系统特点

CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。它可以更好地规划网络，尽量避开影响网络速度的环节，使网络更稳定，运行速度更快。是一种新型的以宽带、移动网络为基础，组成面向流媒体、网页和应用软件的内容传送通道，承接综合平台及自营或第三方应用，衔接着基础网络和用户终端，提供高效率的分发、高质量的加速能力，提升用户体验，优化网络流量，降低网络成本的一种更为合理的网络构建方式。它将所有的数据存储在中心系统，向下分布式部署边缘服务器，通过骨干网把用户访问量大的内容分发到边缘服务器，直接用边缘路由器给用户提供服务，这样用户就可以就近访问所需要的内容，提高了网络资源利用率。从技术上解决了网节点分布不均匀、网络带宽有限、用户访问量大造成的网络延迟的问题。

在广电网络中，CDN技术的应用为机顶盒功能的多元化提供了更广阔的前景。广电的CDN主要就是做视频业务的分发，现有承载的视频业务主要包括直播回看时移业务（组播）和点播业务（单播）。广电网络的侧重点与其他网络运营商不同，当今广电网络主要发展的是高清式交互视频业务，这也是广电的一个传统优势。广电具有发展视频业务的天然竞争力，从用户认同度、运营经验、网络结构等都处于优势地位。视频业务必然成为未来广电业务综合体系中的重要业务。

2 组网方式及系统构架

2.1 组网方式

在秦皇岛的本地网络设计中，采用了烽火CDN作为解决方案。烽火CDN的组网方案灵活多变，可扩展，可以支持有线运营商的网络演进和电视业务的需求，具体的组网特点包括，支持多点、分级内容注入。可实现节点的分布式组网，开放的架构可与其他支持标准化的CDN厂家混合组网，可以在同一组网上支持不同的终端设备进行视频业务。烽火CDN组网部署有单点和分布两种模式，分布部署又可以细分为二级组网和三级组网。

单点部署适用于小型网络或运营的初期，它让内容存储中心系统直接面向用户终端对其直接提供视频业务服务。随着用户数目的增加，网络业务的增多，单点部署可扩展至分布部署。

分布部署是指内容存储在中心系统由多个服务节点构成的自上而下的网络结构，服务节点的数量可根据实际的网络需求分布部署。各个节点之间互联互通，有统一的内容分发、调度及管理系统。可对网络结构平滑升级，满足后续的网络改进需求。秦皇岛本地网络属于建设初期，采用了独立分布式部署，随着日后的发展逐渐扩展至级联组网的方式。

一级架构，分布部署。内容中心节点负责存储内容库数据，内容缓存和流服务节点则可以根据具体的网络需求，分布部署在骨干边缘或城域网边缘。我们将中心节点部署在中心机房，并配置数据管理单元网管系统。通过网管对整个网络进行配置性能管理和监测。就目前建设初期的用户数量来看，边缘节点可以先不予考虑。在后期用户数量提升的时候逐渐添加边缘节点。CDN也支持级联组网，在满足本地网络建设业务管理的需要的同时，也支持异构CDN或第三方厂家CDN的混合组网。CDN作为中心内容库时与第三方CDN级联组网，有新的CDN服务商时，能保障与现有CDN网络兼容。CDN也可以作为区域CDN，与第三方中心内容库级联，考虑到以后会与其他地市整合共享媒体信息，所设计的网络依然可以满足未来的需要。

2.2 系统构架

在CDN平台系统架构上设计四个子系统，内容中心系统、服务节点系统、运营管理系统、全局调度系统。内容中心系统的主要功能是从上一级获取节目、存储节目在系统中，并为下一级节点提供传输服务。服务节点系统是构建在内容中心系统下的分级网络。运营管理系统是CDN系统的管理组件，包扩业务管理系统和网管管理子系统。全局调度系统包括用调度策略管理、用户请求管理、节点资源管理等功能模块。

3 硬件平台的部署

在秦皇岛广电网络中，在规划中计划实现80路标清频道回看和20路高清频道回看的业务能力，具体建设储存能力硬件的服务器存储能力应该在29T以上，单机流并发的能力应该在6G以上。 CDN中心节点配置的交换机。机上联带宽需求为12G。每台交换机需要2个万兆光口上联到运营商网络。

每台服务器配置12个3T存储硬盘和8个10G网口。单台服务器提供8G流能力和36T存储能力。需要CDN元数据管理服务器1台、网络设备管理服务器1台、点播注入服务器1台、直播注入服务器2台、全局负载均衡服务器2台、流媒体服务器2台。

网络I/O计算：每台设备提供8个千兆光口作端口汇聚，用于传输媒体流，可以提供8G的物理带宽，在单机吞吐能力达到6Gbps时，网络利用率为75%。

磁盘I/O计算：在磁盘每个数据盘能力为1100Mbps，12个数据盘的磁盘IO能力为12×1100/1024=13.9（Gbps）。在单机吞吐能力达到6Gbps时，实际磁盘IO利用率为44%。

当满负载处理业务时，各硬件设备的CPU利用率、内存利用率、IO利用率、网络带宽利用率等均不超过80%，CPU占用率小于30%，内存占用率小于40%， I/O wait为0。网络利用率小于50%。

4 CDN设备的接口及通信协议

中心节点内容库（或骨干缓存）与区域节点（区域缓存节点）的接口。采用D1.1接口，遵循HTTP+XML协议，具有区域节点（或区域缓存节点）向中心节点内容库（或骨干缓存）进行内容定位和传输等功能。

区域节点（或缓存节点）与边缘节点（流媒体服务系统）的接口。采用D1.1接口，遵循HTTP+XML协议，具有边缘节点（流媒体服务系统）向区域节点（或区域缓存节点）进行内容定位和传输等功能。

CMM与CDN内部网元的内容管理接口。采用CM接口，遵循Restful Web协议，CMM负责对CDN内容注入及内容管理、内容分布和下发策略管理等。

CDN内部各网元与网管系统的接口。采用NMS接口，遵循SNMP协议，NMS负责对CDN各网元的配置、性能、告警、拓扑、日志、安全、时间同步等信息进行管理。

5 结束语

CDN网络由于自身所处位置及功能的不同主要分为以存储为主的内容中心系统和主要面向终端处于网络边缘的服务节点系统。时移、回看、点播等视频增值业务使用户有了更多自主选择的能力。因此这也就成了最受广电用户欢迎的功能之一。抓住了用户的需求才能有占有市场。CDN在国内外已经得到了广泛的应用。它的技术优势独特、拓展性能好，非常适合广电网络未来的发展需要。给广电运营商带来了非常丰富的增值业务，市场前景十分看好。文章规划适合本地网络需求的CDN组网方式和架构，通过技术分析，部署了软件系统和硬件系统，对相关接口设计通讯方案，避免了网络不畅和资源的浪费。