下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)業(yè)務介紹

下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)視頻點播系統(tǒng)是NGB業(yè)務平臺的重要組成部分，可以提供視頻點播、頻道回放、時移電視等業(yè)務。

NGB視頻點播系統(tǒng)包括媒資庫(AM)、媒資運營系統(tǒng)(AO)、內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)(CDN)、門戶系統(tǒng)、計費認證授權(quán)功能模塊(AAA)、流服務系統(tǒng)(SS)、會話管理(SM)、邊緣資源管理(ERM)、流資源管理(VRM)、數(shù)據(jù)采集和日志系統(tǒng)等功能模塊或子系統(tǒng)。NGB視頻點播系統(tǒng)外圍系統(tǒng)包括內(nèi)容提供方、業(yè)務運營支撐系統(tǒng)、DRM/CA系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

在NGB視頻點播系統(tǒng)架構(gòu)中，媒資庫完成媒資采集、審核和加工，之后將元數(shù)據(jù)交付媒資運營系統(tǒng)。媒資運營系統(tǒng)接收媒資庫生成的元數(shù)據(jù)文件，完成業(yè)務包定義與管理，并將業(yè)務包信息同步給計費認證授權(quán)功能模塊，將元數(shù)據(jù)文件傳輸給門戶系統(tǒng)。

NGB視頻點播系統(tǒng)中，媒資文件和實時內(nèi)容的分發(fā)由內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)完成。內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)在媒資運營系統(tǒng)控制下完成媒資文件注入和電視直播流注入，之后將內(nèi)容傳輸?shù)浇咏�用戶的設(shè)備，并按流服務系統(tǒng)需求將內(nèi)容文件發(fā)布給流服務系統(tǒng)。

NGB視頻點播系統(tǒng)中，終端開機后需要通過門戶系統(tǒng)從AAA功能模塊獲取用戶Token等相關(guān)參數(shù)，完成終端的激活和認證，之后終端可以發(fā)起點播請求。

終端發(fā)起點播請求時，需要從門戶系統(tǒng)獲取點播參數(shù)，再向會話管理發(fā)起點播請求。會話管理收到用戶點播請求后，首先通過AAA完成用戶的業(yè)務認證，之后向邊緣資源管理和流資源管理為該點播請求申請邊緣資源和流資源，并在用戶認證和會話資源申請成功后向流服務系統(tǒng)發(fā)起推流申請。流服務系統(tǒng)收到推流申請后，根據(jù)推流申請進行建流，并將流控參數(shù)通過會話管理回傳給終端。至此，終端可以通過流控參數(shù)向流服務系統(tǒng)請求到節(jié)目流，并可進行播放控制。

點播結(jié)束時，終端向會話管理發(fā)起點播結(jié)束請求。會話管理收到點播結(jié)束申請后，首先向流服務系統(tǒng)申請釋放服務流，再向邊緣資源管理和流資源管理申請釋放邊緣資源和流資源，并在流服務和會話資源釋放后將用戶點播信息發(fā)送給AAA。

客戶需求分析

n 指標需求：

(1) 存儲：滿足1.5萬小時的10Mbps碼率的高清視頻資料存儲容量;

(2) 帶寬：滿足1萬并發(fā)用戶10Mbps碼率的高清視頻點播;

n 系統(tǒng)需求：

(1) 高擴展性：線性的，根據(jù)并發(fā)用戶數(shù)動態(tài)擴展應用服務器，根據(jù)存儲視頻資料要求動態(tài)擴展存儲空間;

(2) 高可靠性：不停機服務，及時切出故障節(jié)點和自動恢復;

(3) 易維護性：無需人工干預，系統(tǒng)自動偵測錯誤，配置邏輯清晰;

聯(lián)想廣電高清視頻點播(NGB)云平臺解決方案

IaaS平臺構(gòu)成

聯(lián)想NGB視頻系統(tǒng)采用云計算技術(shù)，在IaaS層為應用系統(tǒng)構(gòu)建彈性、可靠和高性能的基礎(chǔ)平臺，使得用戶可根據(jù)業(yè)務狀態(tài)動態(tài)分配計算資源和存儲資源。

聯(lián)想NGB 視頻云IaaS平臺系統(tǒng)分成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、計算節(jié)點和存儲節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用冗余網(wǎng)絡(luò)，計算節(jié)點采用虛擬化和負載均衡集群，存儲節(jié)點采用分布式集群存儲模式，共同構(gòu)建NGB云平臺基礎(chǔ)環(huán)境。

n 應用網(wǎng)架構(gòu)：

存儲網(wǎng)架構(gòu)

n 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

Ø 采用Extreme萬兆核心交換機：背板帶寬960Gbps，48口1G/10G SFP+端口，支持IPV4/IPv6;

Ø 冗余網(wǎng)絡(luò)：支持級聯(lián)/堆疊，無單點故障，按需擴展;

Ø 分為計算子網(wǎng)絡(luò)和存儲子網(wǎng)絡(luò)：前后分離，獨立管理，互不影響;

n 計算節(jié)點

Ø 采用聯(lián)想ThinkServer RD630服務器：配置雙CPU，128G內(nèi)存，4口萬兆SFP+端口;

Ø 采用聯(lián)想LS-IP 4500萬兆高性能負載均衡器：背板帶寬256Gbps，可管理數(shù)千個服務器/虛擬機節(jié)點;

Ø 采用VMware虛擬化系統(tǒng)：可按需為應用配置計算資源，故障自動遷移;

n 存儲節(jié)點

Ø 采用聯(lián)想ThinkServer RD430服務器：配置高性能的SAS盤以及SSD固態(tài)盤;

Ø 采用聯(lián)想分布式文件集群存儲系統(tǒng)：超過100PB的存儲能力和100Gbps的IO吞吐能力，按需增加存儲容量;

IaaS平臺特點

聯(lián)想NGB視頻系統(tǒng)IaaS平臺有以下特點：

n 高可用性

Ø 冗余網(wǎng)絡(luò)

þ 采用Extreme 670交換機以級聯(lián)/堆疊/星型組網(wǎng)方式，交換機之間直接互相冗余，確保無單點故障;

þ 采用聯(lián)想 LS-IP 4500負載均衡器，部署成雙機模式，自動監(jiān)測和切換，確保入站訪問訪問安全;

Ø 冗余計算節(jié)點

þ 物理節(jié)點：聯(lián)想IaaS虛擬化管理平臺，自動監(jiān)測所有物理節(jié)點的健康狀態(tài)，對于故障的物理節(jié)點，根據(jù)設(shè)定的策略，自動地將其上的所有虛擬節(jié)點遷移到其他物理節(jié)點中，故障修復后按照策略遷回;

þ 虛擬節(jié)點：自動監(jiān)測虛擬節(jié)點的工作狀態(tài)，對于故障的虛擬節(jié)點，根據(jù)設(shè)定的策略，自動地將遷移到其他物理節(jié)點中，故障修復后按照策略遷回;

þ SDK API：由監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測應用的健康狀態(tài)，可根據(jù)聯(lián)想IaaS虛擬化管理平臺提供的關(guān)閉和遷移虛機的API函數(shù)，根據(jù)策略將其重啟或者重啟遷移到其他物理機上繼續(xù)運行;

Ø 冗余存儲節(jié)點

þ 文件管理：聯(lián)想IaaS文件管理平臺可按照用戶的冗余策略，將文件(切片)，在不同的物理設(shè)備上保存多份，確保設(shè)備或者硬盤故障時，保存文件的安全性;

Ø 冗余鏈路

þ 鏈路管理：所有服務器硬件、負載均衡硬件的網(wǎng)口均支持鏈路冗余技術(shù)，配合冗余網(wǎng)絡(luò)，使得接入安全可靠;

Ø 冗余電源

þ 所有設(shè)備均支持熱插播冗余電源，接入兩路供電，確保云平臺的整體安全、

n 可擴展性

Ø 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

þ Extreme單個交換機支持48口萬兆，可通過級聯(lián)/堆疊等策略，可滿足在同一個業(yè)務相關(guān)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)百臺服務器的互通互聯(lián)，滿足中型云計算平臺的需求;

þ LS-IP 負載均衡支持數(shù)千個服務組和數(shù)萬臺節(jié)點，可支持私有云和公有云的應用;

Ø 服務節(jié)點

þ 聯(lián)想IaaS虛機管理系統(tǒng)可根據(jù)需求(CPU和內(nèi)存)配置虛機，最多可在單臺服務器上支持128個開啟狀態(tài)的虛擬機;

Ø 存儲節(jié)點

þ 聯(lián)想IaaS分布式集群存儲系統(tǒng)單卷支持300PB，支持動態(tài)添加元數(shù)據(jù)服務器和存儲服務器硬件，服務器和硬盤不受型號和容量的限制;

þ 可支持4096個的存儲設(shè)備和1024臺設(shè)備的并發(fā)訪問;

n 高性能

Ø Extreme 670交換機：背板帶寬最高可達1.2Tbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率高達950Mpps，兩個交換機可以通過160Gbps高速線纜連接;

Ø LS-IP 4500負載均衡器：可做鏈路聚合綁定，增加入站帶寬，VOD的上下行數(shù)據(jù)比例可達1:100，使用高速路由均衡策略，全系統(tǒng)的I/O吞吐能力可達1Tbps;

Ø 計算服務器：采用Intel Xeon E5 8核處理器，內(nèi)存高達128G，配置4口萬兆SFP+網(wǎng)卡以及2口千兆網(wǎng)口;

Ø 存儲服務器：采用SSD固態(tài)盤做基礎(chǔ)系統(tǒng)存儲介質(zhì)，每個元數(shù)據(jù)系統(tǒng)可并發(fā)隨機打開2萬個文件，存儲服務器采用SAS盤，提高磁盤I/O能力;

Ø 分布式存儲系統(tǒng)：支持2000億以上文件快速檢索，，I/O能力隨擴充能力線性增長，可達200Gbps;

n 易管理性

Ø 自動化管理：各系統(tǒng)可以定義故障處理機制，自動處理故障點;

Ø SDK API：為第三方系統(tǒng)提供豐富的接口函數(shù)，便于集成管理

媒資庫(AM)和CDN系統(tǒng)

媒資庫(AM)中的數(shù)據(jù)存放在IaaS平臺的分布式存儲系統(tǒng)中，每個流文件被分布式文件存儲系統(tǒng)切成若干片，存放到后端不同的存儲服務器上，以提高整體訪問效率。

CDN的控制系統(tǒng)可使用IaaS平臺的虛機系統(tǒng)，按照需求配置CPU、內(nèi)存等資源，文件放置在IaaS分布式文件存儲系統(tǒng)中，并通過分布式文件系統(tǒng)的代理驅(qū)動軟件直接掛接在虛機系統(tǒng)中，如同本地硬盤一樣。

大部分的CDN系統(tǒng)為了提高訪問效率，都對原文件進行了切片處理，由于IaaS系統(tǒng)已經(jīng)對文件進行了切片，所以用戶可以根據(jù)實際情況，選擇CDN是否進行切片處理，或者調(diào)整兩個系統(tǒng)切片值的大小，進行調(diào)優(yōu)。

VOD和Push VOD

NGB流服務系統(tǒng)包括VOD系統(tǒng)和Push VOD系統(tǒng)，其在IaaS平臺上可根據(jù)業(yè)務需求動態(tài)獲得計算資源，其所使用媒資庫(AM)統(tǒng)一保存在IaaS平臺的存儲資源。

n VOD系統(tǒng)

² 每個客戶端均可通過廣電雙向網(wǎng)絡(luò)進行實時點播，實現(xiàn)IPTV和OTT TV功能;

² VOD 軟件系統(tǒng)采用RTSP或HTTP協(xié)議與機頂盒通訊，一般“并發(fā)訪問數(shù)”約500~1000個/秒;

² VOD系統(tǒng)適合智能機頂盒或者Android 機頂盒;

n Push VOD系統(tǒng)

² 每個客戶端可通過廣電單項或雙向網(wǎng)絡(luò)進行點播;

² 單項網(wǎng)絡(luò)中，Push VOD系統(tǒng)將媒體流推到機頂盒所在的IPCOM對應的頻點中;

² 雙向網(wǎng)絡(luò)中，Push VOD系統(tǒng)既可推到IPCOM，又可以推到機頂盒的硬盤中，通過DRM加密存儲;

² Push VOD采用DSMCC標準打包協(xié)議，同IPCOM特定頻點通訊，一般“并發(fā)推流數(shù)”約為3000~4000個/秒;

² Push VOD系統(tǒng)幾乎適合所有機頂盒，包括老式非智能機頂盒。

Push VOD的自身的并發(fā)能力超過VOD系統(tǒng)，但是其總體并發(fā)能力受制于廣電邊緣IPCOM的頻點數(shù)量。

聯(lián)想NGB 視頻云IaaS平臺完全滿足VOD和Push VOD的應用需求，虛擬化系統(tǒng)可根據(jù)需求配置vCPU數(shù)量和vMEM大小，并可根據(jù)業(yè)務需要改變vCPU和vMEM的值。

其他業(yè)務子系統(tǒng)

NGB視頻點播系統(tǒng)中門戶系統(tǒng)、計費認證授權(quán)功能模塊(AAA)、流服務系統(tǒng)(SS)、會話管理(SM)、邊緣資源管理(ERM)、流資源管理(VRM)、數(shù)據(jù)采集、業(yè)務運營支撐系統(tǒng)、DRM/CA系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以及日志系統(tǒng)均為普通服務器應用系統(tǒng)，由聯(lián)想IaaS平臺按需分配計算資源和存儲資源即可。