2011年，中國(guó)電信IFrrv用戶突破1 200萬(wàn)，其中江蘇、浙江、廣東、上海、福建五省市用戶均突破百萬(wàn)。隨著2012年試點(diǎn)城市的全面開(kāi)花，IPTV業(yè)務(wù)將會(huì)得到更大的發(fā)展動(dòng)力，而如此龐大的用戶規(guī)模不僅為其后續(xù)增長(zhǎng)提供了更多的便利條件，也使得IPTV平臺(tái)自身的架構(gòu)和服務(wù)質(zhì)量面臨考驗(yàn)。
用戶規(guī)模的增加帶動(dòng)了節(jié)目?jī)?nèi)容的增加，CDN將面臨海量存儲(chǔ)的挑戰(zhàn)。本文從IPTV CDN架構(gòu)和存儲(chǔ)方案進(jìn)行分析，提出IPTV CDN與云存儲(chǔ)相結(jié)合的方案，解決現(xiàn)有CDN架構(gòu)造成的CDN存儲(chǔ)成本過(guò)高的問(wèn)題。
1 中國(guó)電信IPTV CDN現(xiàn)狀
目前中國(guó)電信IPTV CDN的容量已達(dá)到千萬(wàn)級(jí)用戶規(guī)模，可同時(shí)支持高清、標(biāo)清視頻流的分發(fā)服務(wù)。各省基本上都采用“省中心一區(qū)域節(jié)點(diǎn)一邊緣節(jié)點(diǎn)”三層架構(gòu)，如圖1所示。大部分內(nèi)容采用PUSH方式推到邊緣節(jié)點(diǎn)，邊緣、區(qū)域、中心的存儲(chǔ)能力根據(jù)業(yè)務(wù)需要按30％-50％、50％-100％、100％合理配置，每級(jí)節(jié)點(diǎn)均提供流服務(wù)，在內(nèi)容沒(méi)有命中情況下，采用重定向方式到上一級(jí)節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，從而保證業(yè)務(wù)體驗(yàn)。
圖1 CDN網(wǎng)絡(luò)部署示意
中國(guó)電信現(xiàn)有IPTV CDN存儲(chǔ)方案難以滿足流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展需求，隨著高清業(yè)務(wù)逐步開(kāi)展，海量存儲(chǔ)需求越來(lái)越迫切。以廣東省IPTV為例，因?yàn)榇鎯?chǔ)成本高，在線內(nèi)容少，從而導(dǎo)致了以下問(wèn)題：
· 目前的節(jié)目和互聯(lián)網(wǎng)相比，節(jié)目總量少，用戶不滿意。
· 小眾節(jié)目太少、太分散，難以形成完整的細(xì)分化產(chǎn)品體系，難以形成長(zhǎng)尾。
· 存儲(chǔ)空間太小，節(jié)目運(yùn)營(yíng)為確保最低限更新率，必須頻繁下發(fā)和刪除節(jié)目，已有用戶投訴：“節(jié)目還沒(méi)有看完，就下線了”。
· 空間不足導(dǎo)致不能大量引入第三方增值視頻，增值業(yè)務(wù)開(kāi)展受到制約。
IPTV對(duì)CDN存儲(chǔ)容量的要求，幾乎每年上升一個(gè)數(shù)量級(jí)，而現(xiàn)有的邊緣存儲(chǔ)模式導(dǎo)致一個(gè)內(nèi)容要在整個(gè)CDN中保存多份，隨著內(nèi)容的增加，如果達(dá)到PB級(jí)別，存儲(chǔ)成本無(wú)法承受。隨著用戶規(guī)模的增加，節(jié)目?jī)?nèi)容的熱度分布不均，為冷門(mén)內(nèi)容提供過(guò)多的副本是一種資源浪費(fèi)。因此，在海量存儲(chǔ)和長(zhǎng)尾效應(yīng)的時(shí)代，IPTV CDN需要新的存儲(chǔ)方案。
2 云存儲(chǔ)技術(shù)
云存儲(chǔ)是云計(jì)算概念的延伸和拓展，是指通過(guò)集群應(yīng)用、文件管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等功能，將不同地域不同種類的大量的存儲(chǔ)設(shè)備集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。云存儲(chǔ)也可以說(shuō)是一個(gè)基于云計(jì)算的平臺(tái)，因?yàn)楫?dāng)云計(jì)算系統(tǒng)配置了大量存儲(chǔ)設(shè)備，有大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要管理和交互的時(shí)候，云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際上就轉(zhuǎn)變成為了以存儲(chǔ)業(yè)務(wù)為核心的云存儲(chǔ)系統(tǒng)。
云存儲(chǔ)從字面上理解是一個(gè)存儲(chǔ)的硬件設(shè)備，其實(shí)云存儲(chǔ)與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，不僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，由存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器、應(yīng)用軟件、用戶接人控制、軟件客戶端等多個(gè)部分組成。云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型可分為四層，分別是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和用戶訪問(wèn)層。
(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)最基礎(chǔ)的部分，專門(mén)用來(lái)存儲(chǔ)各種各樣大量的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)設(shè)備可以是多種類型的硬件設(shè)備，比如是sun架構(gòu)的FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，或者是NAS和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備，又或者是SCSI或SAS等DAS存儲(chǔ)設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備一般都是海量的，存儲(chǔ)容量到達(dá)PB級(jí)，且分布多個(gè)不同地域，彼此之間通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)連接在一起。
(2)基礎(chǔ)管理層
基礎(chǔ)管理層是核心部件，是云存儲(chǔ)的關(guān)鍵技術(shù)所在�；A(chǔ)管理層通過(guò)集群應(yīng)用、文件管理系統(tǒng)和云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中不同地域不同類型的多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，能夠虛擬化多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備為統(tǒng)一的存儲(chǔ)資源對(duì)外提供同一種服務(wù)，并且能夠根據(jù)業(yè)務(wù)訪問(wèn)量彈性調(diào)用存儲(chǔ)資源。
(3)應(yīng)用接口層
應(yīng)用接口層是用來(lái)連接不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，用戶通過(guò)相應(yīng)的接口訪問(wèn)不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，使用不同業(yè)務(wù)服務(wù)。很多業(yè)務(wù)需要海量存儲(chǔ)，比如視頻類業(yè)務(wù)應(yīng)用：互聯(lián)網(wǎng)視頻、視頻監(jiān)控等，用戶或者企業(yè)的數(shù)據(jù)備份和存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)等。
(4)用戶訪問(wèn)層
授權(quán)用戶可以通過(guò)應(yīng)用接口訪問(wèn)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，使用云存儲(chǔ)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)服務(wù)，用戶可以通過(guò)客戶端訪問(wèn)也可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)直接訪問(wèn)，用戶可以使用的業(yè)務(wù)應(yīng)用也是多種多樣的。
3 IPTV CDN云存儲(chǔ)方案
云存儲(chǔ)的特點(diǎn)是存儲(chǔ)與服務(wù)分離，存儲(chǔ)細(xì)節(jié)對(duì)應(yīng)用層完全透明，存儲(chǔ)和服務(wù)各自平滑擴(kuò)容，同時(shí)將并發(fā)服務(wù)的IO能力消耗從流媒體上轉(zhuǎn)移到云存儲(chǔ)上。海量空間是云存儲(chǔ)的必備特性，可以輕易地提供PB級(jí)的存儲(chǔ)空間。云存儲(chǔ)內(nèi)的一份內(nèi)容可以為所有節(jié)點(diǎn)服務(wù)，并且能夠支持異地部署。所以對(duì)于CDN來(lái)講，邊緣節(jié)點(diǎn)只需要部署服務(wù)能力即可，存儲(chǔ)能力則由云存儲(chǔ)提供，降低建設(shè)成本提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)效益。
我們根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)IPI'v CDN架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)條件，提出了兩個(gè)方案。
· 方案一：全國(guó)建一套云存儲(chǔ)做為內(nèi)容庫(kù)(圖2)。
圖2 云存儲(chǔ)方案一
建設(shè)單獨(dú)的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，存儲(chǔ)全部的內(nèi)容，各省的CDN節(jié)點(diǎn)內(nèi)僅僅存儲(chǔ)熱片，用戶點(diǎn)播冷片時(shí)，由CDN服務(wù)節(jié)點(diǎn)從云存儲(chǔ)內(nèi)容庫(kù)獲取內(nèi)容為用戶提供服務(wù)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于原有的系統(tǒng)架構(gòu)改動(dòng)小，云存儲(chǔ)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，可與其他業(yè)務(wù)共享，降低建設(shè)成本。缺點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求高，對(duì)骨干網(wǎng)消耗大，可能會(huì)影響用戶體驗(yàn)，而且所有的冷片都從一個(gè)內(nèi)容庫(kù)下拉，對(duì)云存儲(chǔ)的IO要求非常高。
· 方案二：全網(wǎng)建設(shè)多個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)(圖3)。
圖3 云存儲(chǔ)方案二
在全國(guó)中心節(jié)點(diǎn)部署一套云存儲(chǔ)作為全國(guó)內(nèi)容庫(kù)，全國(guó)共享這一套云存儲(chǔ)，在骨干邊緣的省中心節(jié)點(diǎn)各部署一套云存儲(chǔ)作為二級(jí)緩存，各省CDN共享一套云存儲(chǔ)，邊緣節(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ)熱片。該部署方案的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)架構(gòu)改動(dòng)小，可靠性高，省級(jí)云存儲(chǔ)作為二級(jí)緩存接近服務(wù)節(jié)點(diǎn)，用戶體驗(yàn)較好。缺點(diǎn)在于規(guī)模大，對(duì)于云存儲(chǔ)系統(tǒng)的成熟度要求很高，多節(jié)點(diǎn)共享云存儲(chǔ)對(duì)云存儲(chǔ)的IO要求高，需要進(jìn)一步檢驗(yàn)。
4 結(jié)語(yǔ)
上述章節(jié)提出了幾種IPTV CDN云存儲(chǔ)的方案，各有利弊。CDN的優(yōu)勢(shì)在于在網(wǎng)絡(luò)邊緣終結(jié)了流量，減少了骨干帶寬，而云存儲(chǔ)還需解決帶寬穿越的問(wèn)題；云存儲(chǔ)本質(zhì)是把目前專用的高速存儲(chǔ)，轉(zhuǎn)移到以分布式文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)的低價(jià)低速存儲(chǔ)設(shè)備上，能否滿足高速的流媒體并發(fā)請(qǐng)求還有待驗(yàn)證。云存儲(chǔ)有助于解決CDN面臨的問(wèn)題，但是部署于現(xiàn)網(wǎng)仍存在諸多問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題、存儲(chǔ)IO問(wèn)題，這些問(wèn)題還有待進(jìn)一步解決。
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