黄石广电网络PPTV CDN缓存系统
管潇| 湖北黄石有线广电数字网络有限公司| 2014-03-31

    【流媒体网】摘要:PPTV网络电视是PPLive旗下一款P2P网络电视软件产品,支持海量影视内容的“直播+点播”功能。可在线观看电影、电视剧、动漫、综艺、体育直播、游戏竞技、财经资讯等丰富视频娱乐节目。是国内知名度最高,资源数及用户数最多的网络电视软件之一。


    PPTV网络电视是PPLive旗下一款P2P网络电视软件产品,支持海量影视内容的“直播+点播”功能。可在线观看电影、电视剧、动漫、综艺、体育直播、游戏竞技、财经资讯等丰富视频娱乐节目。是国内知名度最高,资源数及用户数最多的网络电视软件之一。

    黄石广电网络目前拥有2.1万宽带用户,自2009年以来,宽带用户数量呈爆发式增长,与日俱增PPTV点播需求造成出口流量不断攀升,由此带来了宽带出口建设压力剧增及用户体验下降等问题。建设PPTV CDN缓存节点,充分利用内网带宽资源,降低出口流量为根本的解决方案。

    1 黄石广电PPTV点播系统
 
    1.1 黄石广电IP城域网架构

    黄石广电网络络目前已经完成全网光纤到楼覆盖,该城域网主要由出口路由器、汇聚层路由交换机、EPON系统、以太网交换机及EoC等设备组成,可提供可靠传输通道,并支持业务权限的控制,业务统计等功能等。整个网络具备完善QoS保障能力、组播支持能力、流量工程、MPLS/VPN等,提供多业务的电信级承载能力。

    黄石广电IP城域网结构如图1所示。

图1:黄石广电IP城域网结构图

    核心层由黄石有线团城山、天津路、黄石港3个节点组成一个万兆自愈环网,基于40G平台,能提供10 Gbit/s的线速转发能力。核心层负责全市范围内数据业务的分发和管理,实现具体业务的相关承载和控制,保证用户流量的高速交换转发。汇聚网主要实现数据业务从骨干网到接入网之间的网络承载,负责在各区域范围内的分发和管理。通过L3层(DHCP Relay认证)方式连接到黄石有线核心网络,负责规划VLAN ID、IP地址等资源。接入层采用EPON系统汇聚各个接入节点,并通过LAN或EoC方式入户。

    1.2 PPTV缓存系统技术架构

    PPTV拥有自己独创的CDN体系,对用户的点播请求进行集中调度,重定向到内部缓存服务器上获取数据;同时通过请求Tracker达到用户间的P2P加速。

    在PPTV的高层节点下,建立10G低层城域网(以太网)节点,进行流式传送。

    在黄石广电网络核心机房建立高速缓存服务器群,通过PPTV CDN系统,利用PPTV调度服务器对用户请求进行处理,大大降低了出口流量,充分改善用户播放体验,其整体功能架构如图2所示。

 

图2   PPTVCDN系统架构图

    图2中,“○”为运营商服务器群,Tracker服务器早期可不部署。

    用户端发出PPTV直播、点播指令后,首先请求调度服务器,调度服务器针对用户来源IP地址,按照服务器内部地址规划,将请求重定向至内部CDN缓存节点,只要用户来源IP地址不发生变化,那么用户始终优先被调度到内部架设的直播、点播服务器上获取数据。

    1.3 PPTV缓存系统部署需求

    首先确保系统远程linux ssh端口(默认22)能够外网连通,其次向PPTV上报用户出口地址以进行调度,若出口相对较固定,可以提供全部的出口地址,若出口变化较频繁,对PPTV调度地址段作策略路由指向稳定的出口地址池,将地址池IP地址上报,同时开放对外网UDP161,tcp22,80,81,82,8888,8080,19765,21,10050,2200端口为监控需求,最后PPTV同步程序将自动选取最快节点,会频繁地进行向外下载测速(HTTP),需避免服务器发起的连接请求被第三方缓存系统匹配。

    1.4 PPTV缓存系统软硬件配置

    系统主要由6台DELL R510服务器组成,单台配置如下:CPU为四核Xeon E5620;2.40GHz×2;内存为24 Gbyte;千兆双网卡;硬盘为2TB SAS ×12。DELLR510服务器均使用千兆网线连接至Greennet S5100交换机,该交换机具备20个10/100/1000Base-X SFP端口,8个ComboGE端口。S5100配置端口聚合,使用光纤连接至团城山核心交换机,可根据业务实际流量情况对CDN缓存节点带宽进行扩容。

    内网CDN缓存服务器使用黄石广电宽带网公网IP地址进行一一对应映射,将地址映射平均分布在3个互联网出口上,以避免地址映射集中在一个出口,高层CDN服务器向低层推流导致流量过大而在该出口形成拥塞,同时流量均摊在3个出口上,可提高每个服务器使用带宽。

    在出口路由器上将PPTV调度服务器IP地址统计配置策略路由,将访问这些地址的用户请求均导入某一出口,并将该出口IP地址上报PPTV,用户调用PPTV软件发送直播、点播请求,这些请求最终会被出口路由器分配至固定出口,PPTV调度服务器侦测到该出口IP地址并与服务器内部记录匹配后,将用户请求重定向至黄石广电内部CDN缓存节点进行供速。

    2 系统运营情况分析

    图3所示为黄石广电PPTV缓存系统1个月流量监控结果,系统月平均吐出流量为131 Mbit/s,最高吐出285 Mbit/s。系统建设在网络内部,不占用核心链路带宽,大大缓解了黄石广电由于用户不断增长带来的互联网出口带宽压力,更为重要的是成倍提升用户点播体验,同时黄石广电互动机顶盒也集成了PPLIVE点播客户端,该系统也为互动电视用户提供了流量支持,一举两得。

图3  黄石广电PPTV月流量图(截图)

    3  小结

    利用黄石地区成熟的城域网(以太网)平台搭建PPTV CDN缓存节点,节点对外使用公网地址分布在不同的出口上进行资源推送,并将用户请求导入到PPTV调度服务器调度;对内使用EPON+EoC和EPON+LAN技术对用户提供数据流传输服务,该系统可存储90%以上的PPTV视频资源。系统的建立提升了用户点播体验,缓解了日益增加的用户点播需求造成的网络出口压力。

责任编辑:lmtwadmin

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