CDN技術在IPTV系統中的應用

胡曉晨

（江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

隨著社會經濟發展的快速增長，科技的更新換代也層出不窮，在這期間各種視頻類業務被大眾所接受，所以交互式網絡電視，即IPTV迎來了發展進步的春天。但任何事物都具有雙面性，高速的科技發展也為IPTV帶來了不小的挑戰，隨著使用人數的增加，需求量不斷的上升，IPTV系統的壓力也越來越大，最終將造成網速的運行緩慢。內容分發網絡技術的誕生，可以在一定程度上解決此問題，幫助更多的用戶在最短的時間內獲取到更多的有效內容。

1 IPTV基本概述

1.1 關于IPTV系統體系的相關結構

常見的寬帶網絡，能夠讓IPTV（交互式網絡電視）系統更好地運行，同時也是IPTV系統的根基，以IP網絡作為基礎，將移動終端作為輔助，合理地運行設備，與此同時利用相關的網絡協議達到用戶間的信息交換與交互，最終將所需要的電視信號以及數據信息的方式遞送至使用客戶的終端設備里，從而進一步實現客戶或用戶的詢問需要。在傳輸的過程中，由于IP視頻種類各不相同，導致交互式的服務以及相關媒體的發展日新月異。

1.2 關于IPTV系統的相關特點

經過對比不同的業務，可以發現IPTV具有這樣幾個特點[1]：①對寬帶的要求比較高，多種多樣的圖片、海量的圖像和大量的視頻數據，是IPTV的最大特征，以上在傳輸的過程中會占據較多的寬帶資源，并且用戶數量之龐大，導致此業務對寬帶的要求十分高，即需求強烈。②對QoS始終保持高需求，流媒體是IPTV的主要業務，其中就包括我們以前在看到的電視直播（LTV）、視頻的相關點播（NVoD）、時移類的相關點播（TSTV）和通信（即時）相關服務等。在這期間，即便時間比較短，但是也會被人體的肉眼感知到，所以就需要具備較高的實時性。除此之外，在進行圖像的輸出和視頻的輸送中，如果太過粗糙，將會大大降低用戶的使用感受，造成不良的影響。③雙向間的不對稱，即對對稱流的要求較高，我們所看到的電視直播和相關節目、視頻的多種點播和現階段的IE沖浪，很大程度上都屬于終端客戶的下行流，真正所缺的其實是上行流，所以換個角度來看，上行需要的寬帶往往比不上下行。然而有些是端到端的業務，這種業務往往對上行和下行的寬帶要求都比較高。④點對多點地需求廣播流，對于IPTV來說，在上述的業務中，需要達成廣播源與客戶終端的雙向傳輸，即流傳輸，但現實情況是，在同一時段，大部分的用戶都需要獲取一樣的數據，所以多點對點的廣播流的需求就十分高。⑤系統資源的需求十分大，不難發現，含有圖片或視頻的資料中，資源占用往往比較大，所以在后續的處理中十分復雜，不但要消耗更多的存儲空間，還需要一定程度的交換空間。⑥并發服務量十分巨大，對于電視用戶，數量極其龐大，導致并發的用戶越來越多，如果將使用移動終端的用戶和使用計算機的用戶加進來后，這一特點就會更為明顯。

2 CDN基本概述

2.1 關于CDN技術

關于內容分發網絡，就是我們所說的CDN技術，此技術經常依托于IP網絡，屬于增值網絡，同時還可以歸類為網絡架構，最常見的是在應用層內部。關于CDN技術的相關特點，也比較多，其中最大的優點就是訪問速度迅速和可靠性較高，在今后有很強的使用性。就是因為CDN技術具備了上述的性能和特點，造就其在一定程度上，能夠有效的管控和提高網站的相關資源，讓信息得到高效的保護并加以傳輸，讓全局能夠得到一定的平衡負載，讓近期的熱點內容具備傳送的能力，并且能在一定的條件下降低供應商信息的投入成本。根據近些年的數據顯示，IPTV的發展在逐步加快，在這樣的勢頭下，CDN技術也緊跟其腳步，進行了一次又一次的完善，最終擁有了越來越多的性能。分發式的服務、負載均衡和運營的相關管理，是CDN技術的基本系統架構功能[2]。

2.2 關于CDN技術的相關特征

用戶位置和同時段的寬帶連接狀態，通過CDN技術可以進行具體的參考，以此保證用戶當下所連接的服務器，是距離自己不遠的，這在一定程度上，能夠使用戶的訪問速率達到最大化。同樣，CDN技術還具有全局負載平衡的特點，換句話說，能夠在最大的程度上進行網絡資源的共享，讓其性能發揮出最大的利用率。自行更新和自動的跟蹤功能也是CDN技術的特點，它可以讓熱點內容進行主動傳送，同時還具備較大的容錯量，對于擴展和操作而言，比較好實現，這就是為什么它能最大限度地提升網絡的可靠性和可用性的原因[3]。最后，如果當下覆蓋的網絡已經擁有了相關網絡和站點，CDN技術也可以在此基礎上實現完美地集成。

2.3 關于CDN技術的優點

在網站的相關資源管理上，也同樣具備相當大的優點，其一，它可以讓管控的能力進一步提高，其二，在智能化的加持下，可以合理地分配路由，讓流量的管理更加順利。CDN技術還有一個優點，即具有用戶的修改權限，這在一定程度上保證了信息的安全性，即沒有權限的用戶不可以隨意修改此網絡的信息，使發送內容得到有效的保障。站在各大信息供應商的角度來說，CDN技術所具備的運用管理方面的功能，可以有效的讓信息供應商實現信息的動態發送，讓信息的服務更加可控，使服務的質量得到大幅度的提升，同時還能有效的降低運營成本。對于CDN技術來講，原有的設備與其并不沖突，反而能在原來的設備上接著投入建設，達到經濟利益的最大化，從各方面都能降低成本[4]。

3 CDN技術在IPTV系統中的應用

3.1 服務器的緩存

緩存服務器對于網絡系統來說并不陌生，因為其分布在不同的位置，而且緩存服務器在工作的過程中，承擔和接收著多種多樣的媒體信息請求，這些都來自用戶，為了滿足用戶當下的使用需求，往往是離用戶最近服務器第一時間開始工作，把客戶需要的信息內容及時地從中心的服務器上獲取，然后直接發送給當下用戶。如果遇到最近的緩存服務器，無法滿足當下用戶的信息需求時，則可以通過服務器連接的形式，將此階段的用戶請求發送給周圍其他的服務器，然后根據不同用戶的不同信息要求和請求，將信息傳送的方法發送到用戶終端上。通常遇到這種情況往往有兩種選擇方式，第一，通過終端用戶與其他服務器的直接連接，創建出一種信息交換的關系，第二，把緩存服務器當做傳送途徑，通過這種間接的方式，將用戶與源服務相連，最終將數據信息發送出去，傳遞到當下用戶的使用終端上[5]。

3.2 緩存服務器的位置

用戶所使用的終端和緩存服務器如果相距得過遠，流媒體的內容在傳送時就會比較吃力，所以基于此，在進行緩存服務器的放置時，盡量選擇較短的距離，保證與當下用戶終端的距離，這樣可以有效的提升IPTV的信息服務質量。在這就不得不提到Cready的算法，其中還有傳輸節點的算法，二者都必須對緩存服務器的放置十分清楚。最后，不管采用何種算法方式，都必須時刻考慮此時網絡系統能否承擔當下的信息數據，工作量不能超出負荷，在計算中，把此節點與中心點之間的內容作為參考量，了解最遠距離下最小的度量值是多少。

3.3 各代理緩存服務器的相互協作

在傳送不同用戶的信息內容時，緩存服務器把當下用戶所需求的流媒體內容分配至用戶終端，這個過程是比較繁雜的。所以在輸送期間，需要借助不止一個緩存服務器，并且要求不同的緩存服務器之間能有效的緊密配合，只有這樣，才能讓流媒體的信息傳送更加順利?；诖?，CDN技術在運用到IPTV系統中時，必須首先考慮各代理服務器之間的配合度，把周圍的代理緩存服務器按照一定規則放置在覆蓋用戶的源服務器上。這樣在用戶對流媒體發出信息請求時，如果遇到緩存服務停滯，可以第一時間做出反應，如果還是不能響應用戶此時的需求，就把信息發送至更高一級的緩存服務器上，倘若全部的緩存服務器都無法響應用戶的需求，那么源服務器就會根據當下的用戶請求，采取合適的模式，把信息內容發配到用戶的終端上，以此來降低當下寬帶的消耗。

3.4 路由系統的請求

合理地將負載均衡系統和路由請求系統結合起來，二者共同解決路由任務，把用戶當下的流媒體需求和請求發送到周圍路徑最短和最好的設備中。這樣，不僅可以大程度地滿足用戶的信息需求，還能夠使通信的速度加快，以此不斷的提升網絡系統的使用效果。

4 結語

在IPTV系統中合理地運用CDN技術，可以在各方面擴充業務服務的內容，與此同時還能讓IPTV系統得到有效的發展。就目前來看，IPTV系統的要求和需求一年比一年大，CDN技術也應跟上其腳步，及時地更新發展和升級。對于相關的專業技術人員來講，要加大對CDN技術的探究，將其與IPTV系統有效的融合，充分發揮IPTV系統的優勢。