“三网融合”对广电系统的信息传输技术提出了全新的挑战。2001年3月15日通过的十五计划纲要中第一次明确提出了“三网融合”,时至今日十二年已经过去,三网依然未能融合,而互联网视频业务在互联网技术的催进下却发展得如火如荼。互联网视频业务加速技术是视频传输业务发展迅猛的枚关技术,广电互联视频业务又将如何引入加速业务,跟上客户对视频业务的迅猛僻求?2005年,优酷、土豆、56等在线公司相继成立,2008年在线视频公司相继获得风投为发展注入活力,2010年视频公司并购和腾讯公司在线运营,2013年各大在线视频业务公司激烈竞争,现已有近三十多家大型互联网视频网站在运行,他们都提供了新闻、电视剧、电影、音乐、教育、科技、游戏、娱乐等各方面的视频服务功能,应有尽有。支持视频上传,在线视频观看rmvb、wmv、asf、avi、mpg、mp4、3gp等400多种格式,已涵盖了广电潜在的大部分业务。视频传输的流畅性和便捷性成为广电客户急迫的要求,而CDN技术将为互联视频业务插上腾飞的羽翼。
笔者通过对网络信息的调查发现:互联网有效浏览时长分布在六大应用服务领域,即新闻资讯、游戏服务、搜索服务、电子商务、在线视频、社区交友。其中,在线视频在2013年互联网网民的有效浏览时长中已经成为中国互联网六大应用服务的第一大应用服务。在线视频中用户有效浏览时长最大的是电视剧,远远高于电影、综艺、用户生成内容(UGC,User Generated Content)。在线视频(流媒体点播)压缩比标清、高清码流服务占用数据带宽最大。因此,CDN技术在广电互联视频业务中成为一项关键性技术。
1.大量视频应用的兴起和“最后一公里”传输问题得到根本性改善必然导致了骨干网带宽的大量增加。瓶颈不再出现在“最后一公里”而出现在骨干传输网络,同时对于骨干传输的扩容速度远跟不上互联网应用发展的速度,因此引入新的加速技术成为必然。
2.目前国内运营商之间互相限制,使得网络之间传输严重不平衡,而广电在互联网行业属于弱势,大量的资源被电信、联通两大运营商掌握。广电网络需要向电信、联通购买价格高昂的网络资源以打通网络出口,但这对于庞大的广电接入用户来讲无异于杯水车薪。因此使得广电网络接入用户的体验不稳定。使得广电网络寻找突破口成为必然。
1.CDN技术
CDN是基于丰富的互联网数据中心(IDC,Internet DataCenter),利用二八原则而产生的新技术。其原理是整个互联网80%用户访问的是20%的内容,也就是我们俗称的热点。利用该原理,我们可以在网络运营过程中将热点《20%的内容)预先分发到边缘节点上。并将用户的访问随之调度过去以使得用户实现就近访问,提高用户的互联视频业务体验。
2.CDN与传统两络的区别
CDN网络技术的出现,完全改变了传统网络的访问习惯,如图1所示。当终端用户在传统网络发起访问申请,首先需要向域名服务器( DNS)请求解析服务,再获取到目标地址后,直接向目标地址发起请求。这个访问过程使得所有用户均需要向同一个目标发起请求并获得响应。
而CDN的访问过程与之完全不同(图2),当终端用户发起访问申请,首先同样需要向本地DNS请求解析服务,本地DNS将返回给终端用户CDN服务商的DNS系统,随后由CDN服务商的智能DNS系统对终端用户进行判断,分析其网络属性,随后将其访问目标指向距离用户最近以及访问效果最好的节点.由该节点完成对用户请求的回应。从这两个访问过程可以看出,传统访问由于所有用户均孺要向同一个目标发起请求,就不可避免需要经过国内复杂的网络结构(跨地区,跨运营商等)。增加了骨干网的传输量,同时访问质量得不到保证。而采用CDN技术后,将访问量分解到距离用户最近的区域,不仅使得跨地区、跨网的现象得到解决,同时大量降低骨干网压力,从而保障用户获得的互联视频业务质量。
3.CDN技术的运营
CDN网络可以解决跨地区跨运营商网络不平衡导致的访问效果不稳定,同时可以降低骨干网的压力、源站的压力等等问题,但同时也大大增加了网络架构复杂性,由于需要布置大量边缘节点,使得从网络层面看,整体网络的故障率就会增加,由此就带来一个矛盾。不使用CDN技术,则网站只需维护好源站与互联网的连接就可以保证用户的访问(访问效果无法保证),但使用CDN技术后,每一个边缘节点出现问题均会使部分用户收到严重影响。为避免此类情况出现造成访问效果恶化,CDN网内使用了诸多新技术来确保网络安全。
从图3可以看出,标准的CDN网络分为:平台支撑系统、中心调度系统、内容分发系统以及节点集群系统,其主要功能介绍如下:
1.平台支撑系统:它主要包括客户服务子系统:完成用户登录及点播的人机界面的功能;“监控系统”将实时登记每个视频服务器当前的网络流量,并根据其他一些用户定义的策略,计算出各视频服务器当前的负载加权指数,该指数说明了服务器当前的负载情况.应用服务器对多台视频服务器的另权指数进行排序。监控各个节点流量,为负载平衡提供数据。“自动部署子系统中心调度系统”将根据监控系统提供的数据自动为用户调动最佳的数据访问服务器。
2.中心调度系统:它主要包括全局服务器负载均衡(GSLB,Global Server LOAd Balancing)子系统。GSLB是CDN的核心系统,它能够在性能不同的服务器之间进行任务分配,既能保证高性能的服务器资源得到充分利用,也能避免低性能服务器承载过高的负载,实现了对用户请求最快或最近的响应。同时也实现了系统负载的合理分配,对于急需解决负载瓶颈等问题的互联网视频网站运营商来说,GSLB无疑是一个上佳的解决方案。同时GSLB允许互联网视频服务商根据地理位置分配内容服务。实现了内容的高可用性和高扩展性,通过使用多站点内容和服务来提高容错性和可用性,防止因本地或区域网络故障、断电或自然灾害而导致的应用终端掉线而导致用户无法访问的问题出现。
3.节点集群系统:是实际为终端用户提供服务的系统,每个边缘节点都是服务器集群,每个服务器集群前端都存在负载均衡调度设备,根据集群内各服务器状态、压力等信息动态分配访问量,及时停止故障服务器的访问.避免出现因单台或几台服务器出现故障而导致节点无法正常工作。同时节点集群之间通过GLSB系统通信保障在节点集群之间可以相互无缝切换。
4.内容分发系统:为使节目的分布合理,使尽可能多的用户点播能够路由到用户最近的媒体终端,其分发的模式可分为两种模式:主动模式和被动模式。在被动模式中,终端用户向边缘节点发出视频播放请求如边缘节点没有缓存内容时,则向中心节点和父节点发出请求进行抓取,完成后将一份数据响应给终端用户播放器同时在本地缓存一份数据,直接响应其他用户请求。没有缓存内容时,则向中心节点和父节点发出请求进行抓取并进行缓存。在主动模式中直接将源站点内容通过同步技术预先分发到各个边缘节点,然后由边缘节点直接响应用户请求。主动分发模式支持多种数据同步传输协议:支持XML,FTP,RSYNC,HTTP协议模式同步。
4.结束语
随着互联网技术的飞速进步,广电视联网概念将逐步走向前台,通过我们对广电互联网视频加速技术的认知以及现有互联网视频网站提供的服务已经给广电敲响了警钟。虽然三网融合已被提上日程多年,但其内容已逐渐发生了深刻的变化。三网最终的融合之路走向何方?笔者看来最终领导三网融合的必将是互联网加速技术在广电等网络的高级应用。广电、电信提供的互联网管道和带宽,以及CDN技术的运用将把互联视频业务发展推进到突飞猛进的阶段。
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本文标题:CDN技术在广电互联网视频业务中的应用