2011年，中國電信IFrrv用戶突破1 200萬，其中江蘇、浙江、廣東、上海、福建五省市用戶均突破百萬。隨著2012年試點城市的全面開花，IPTV業(yè)務(wù)將會得到更大的發(fā)展動力，而如此龐大的用戶規(guī)模不僅為其后續(xù)增長提供了更多的便利條件，也使得IPTV平臺自身的架構(gòu)和服務(wù)質(zhì)量面臨考驗。
用戶規(guī)模的增加帶動了節(jié)目內(nèi)容的增加，CDN將面臨海量存儲的挑戰(zhàn)。本文從IPTV CDN架構(gòu)和存儲方案進(jìn)行分析，提出IPTV CDN與云存儲相結(jié)合的方案，解決現(xiàn)有CDN架構(gòu)造成的CDN存儲成本過高的問題。
1 中國電信IPTV CDN現(xiàn)狀
目前中國電信IPTV CDN的容量已達(dá)到千萬級用戶規(guī)模，可同時支持高清、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)點一邊緣節(jié)點”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，邊緣、區(qū)域、中心的存儲能力根據(jù)業(yè)務(wù)需要按30％-50％、50％-100％、100％合理配置，每級節(jié)點均提供流服務(wù)，在內(nèi)容沒有命中情況下，采用重定向方式到上一級節(jié)點提供服務(wù)，從而保證業(yè)務(wù)體驗。
圖1 CDN網(wǎng)絡(luò)部署示意
中國電信現(xiàn)有IPTV CDN存儲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)逐步開展，海量存儲需求越來越迫切。以廣東省IPTV為例，因為存儲成本高，在線內(nèi)容少，從而導(dǎo)致了以下問題：
· 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，難以形成長尾。
· 存儲空間太小，節(jié)目運營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)開展受到制約。
IPTV對CDN存儲容量的要求，幾乎每年上升一個數(shù)量級，而現(xiàn)有的邊緣存儲模式導(dǎo)致一個內(nèi)容要在整個CDN中保存多份，隨著內(nèi)容的增加，如果達(dá)到PB級別，存儲成本無法承受。隨著用戶規(guī)模的增加，節(jié)目內(nèi)容的熱度分布不均，為冷門內(nèi)容提供過多的副本是一種資源浪費。因此，在海量存儲和長尾效應(yīng)的時代，IPTV CDN需要新的存儲方案。
2 云存儲技術(shù)
云存儲是云計算概念的延伸和拓展，是指通過集群應(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設(shè)備集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個復(fù)雜系統(tǒng)。云存儲也可以說是一個基于云計算的平臺，因為當(dāng)云計算系統(tǒng)配置了大量存儲設(shè)備，有大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要管理和交互的時候，云計算系統(tǒng)實際上就轉(zhuǎn)變成為了以存儲業(yè)務(wù)為核心的云存儲系統(tǒng)。
云存儲從字面上理解是一個存儲的硬件設(shè)備，其實云存儲與傳統(tǒng)的存儲設(shè)備相比，不僅僅是一個硬件，而是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，由存儲設(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、軟件客戶端等多個部分組成。云存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型可分為四層，分別是數(shù)據(jù)存儲層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和用戶訪問層。
(1)數(shù)據(jù)存儲層
數(shù)據(jù)存儲層是云存儲最基礎(chǔ)的部分，專門用來存儲各種各樣大量的數(shù)據(jù)。存儲設(shè)備可以是多種類型的硬件設(shè)備，比如是sun架構(gòu)的FC光纖通道存儲設(shè)備，或者是NAS和iSCSI等IP存儲設(shè)備，又或者是SCSI或SAS等DAS存儲設(shè)備。云存儲中的存儲設(shè)備一般都是海量的，存儲容量到達(dá)PB級，且分布多個不同地域，彼此之間通過各種網(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，是云存儲的關(guān)鍵技術(shù)所在�；A(chǔ)管理層通過集群應(yīng)用、文件管理系統(tǒng)和云計算等技術(shù)，實現(xiàn)云存儲中不同地域不同類型的多個存儲設(shè)備之間的協(xié)同工作，能夠虛擬化多個存儲設(shè)備為統(tǒng)一的存儲資源對外提供同一種服務(wù)，并且能夠根據(jù)業(yè)務(wù)訪問量彈性調(diào)用存儲資源。
(3)應(yīng)用接口層
應(yīng)用接口層是用來連接不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用對應(yīng)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，用戶通過相應(yīng)的接口訪問不同的業(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，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，網(wǎng)絡(luò)硬盤等。
(4)用戶訪問層
授權(quán)用戶可以通過應(yīng)用接口訪問云存儲系統(tǒng)，使用云存儲的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲和訪問服務(wù)，用戶可以通過客戶端訪問也可以通過網(wǎng)頁直接訪問，用戶可以使用的業(yè)務(wù)應(yīng)用也是多種多樣的。
3 IPTV CDN云存儲方案
云存儲的特點是存儲與服務(wù)分離，存儲細(xì)節(jié)對應(yīng)用層完全透明，存儲和服務(wù)各自平滑擴(kuò)容，同時將并發(fā)服務(wù)的IO能力消耗從流媒體上轉(zhuǎn)移到云存儲上。海量空間是云存儲的必備特性，可以輕易地提供PB級的存儲空間。云存儲內(nèi)的一份內(nèi)容可以為所有節(jié)點服務(wù)，并且能夠支持異地部署。所以對于CDN來講，邊緣節(jié)點只需要部署服務(wù)能力即可，存儲能力則由云存儲提供，降低建設(shè)成本提高了存儲系統(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，提出了兩個方案。
· 方案一：全國建一套云存儲做為內(nèi)容庫(圖2)。
圖2 云存儲方案一
建設(shè)單獨的云存儲系統(tǒng)，存儲全部的內(nèi)容，各省的CDN節(jié)點內(nèi)僅僅存儲熱片，用戶點播冷片時，由CDN服務(wù)節(jié)點從云存儲內(nèi)容庫獲取內(nèi)容為用戶提供服務(wù)。這種方案的優(yōu)點在于原有的系統(tǒng)架構(gòu)改動小，云存儲系統(tǒng)相對獨立，可與其他業(yè)務(wù)共享，降低建設(shè)成本。缺點是對網(wǎng)絡(luò)要求高，對骨干網(wǎng)消耗大，可能會影響用戶體驗，而且所有的冷片都從一個內(nèi)容庫下拉，對云存儲的IO要求非常高。
· 方案二：全網(wǎng)建設(shè)多個云存儲系統(tǒng)(圖3)。
圖3 云存儲方案二
在全國中心節(jié)點部署一套云存儲作為全國內(nèi)容庫，全國共享這一套云存儲，在骨干邊緣的省中心節(jié)點各部署一套云存儲作為二級緩存，各省CDN共享一套云存儲，邊緣節(jié)點只存儲熱片。該部署方案的優(yōu)點在于系統(tǒng)架構(gòu)改動小，可靠性高，省級云存儲作為二級緩存接近服務(wù)節(jié)點，用戶體驗較好。缺點在于規(guī)模大，對于云存儲系統(tǒng)的成熟度要求很高，多節(jié)點共享云存儲對云存儲的IO要求高，需要進(jìn)一步檢驗。
4 結(jié)語
上述章節(jié)提出了幾種IPTV CDN云存儲的方案，各有利弊。CDN的優(yōu)勢在于在網(wǎng)絡(luò)邊緣終結(jié)了流量，減少了骨干帶寬，而云存儲還需解決帶寬穿越的問題；云存儲本質(zhì)是把目前專用的高速存儲，轉(zhuǎn)移到以分布式文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)的低價低速存儲設(shè)備上，能否滿足高速的流媒體并發(fā)請求還有待驗證。云存儲有助于解決CDN面臨的問題，但是部署于現(xiàn)網(wǎng)仍存在諸多問題，如網(wǎng)絡(luò)問題、存儲IO問題，這些問題還有待進(jìn)一步解決。
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本文標(biāo)題：IPTV CDN云存儲部署方案探討
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