CDN技术在IPTV系统中的应用

胡晓晨

（江苏省广电有线信息网络股份有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

随着社会经济发展的快速增长，科技的更新换代也层出不穷，在这期间各种视频类业务被大众所接受，所以交互式网络电视，即IPTV迎来了发展进步的春天。但任何事物都具有双面性，高速的科技发展也为IPTV带来了不小的挑战，随着使用人数的增加，需求量不断的上升，IPTV系统的压力也越来越大，最终将造成网速的运行缓慢。内容分发网络技术的诞生，可以在一定程度上解决此问题，帮助更多的用户在最短的时间内获取到更多的有效内容。

1 IPTV基本概述

1.1 关于IPTV系统体系的相关结构

常见的宽带网络，能够让IPTV（交互式网络电视）系统更好地运行，同时也是IPTV系统的根基，以IP网络作为基础，将移动终端作为辅助，合理地运行设备，与此同时利用相关的网络协议达到用户间的信息交换与交互，最终将所需要的电视信号以及数据信息的方式递送至使用客户的终端设备里，从而进一步实现客户或用户的询问需要。在传输的过程中，由于IP视频种类各不相同，导致交互式的服务以及相关媒体的发展日新月异。

1.2 关于IPTV系统的相关特点

经过对比不同的业务，可以发现IPTV具有这样几个特点[1]：①对宽带的要求比较高，多种多样的图片、海量的图像和大量的视频数据，是IPTV的最大特征，以上在传输的过程中会占据较多的宽带资源，并且用户数量之庞大，导致此业务对宽带的要求十分高，即需求强烈。②对QoS始终保持高需求，流媒体是IPTV的主要业务，其中就包括我们以前在看到的电视直播（LTV）、视频的相关点播（NVoD）、时移类的相关点播（TSTV）和通信（即时）相关服务等。在这期间，即便时间比较短，但是也会被人体的肉眼感知到，所以就需要具备较高的实时性。除此之外，在进行图像的输出和视频的输送中，如果太过粗糙，将会大大降低用户的使用感受，造成不良的影响。③双向间的不对称，即对对称流的要求较高，我们所看到的电视直播和相关节目、视频的多种点播和现阶段的IE冲浪，很大程度上都属于终端客户的下行流，真正所缺的其实是上行流，所以换个角度来看，上行需要的宽带往往比不上下行。然而有些是端到端的业务，这种业务往往对上行和下行的宽带要求都比较高。④点对多点地需求广播流，对于IPTV来说，在上述的业务中，需要达成广播源与客户终端的双向传输，即流传输，但现实情况是，在同一时段，大部分的用户都需要获取一样的数据，所以多点对点的广播流的需求就十分高。⑤系统资源的需求十分大，不难发现，含有图片或视频的资料中，资源占用往往比较大，所以在后续的处理中十分复杂，不但要消耗更多的存储空间，还需要一定程度的交换空间。⑥并发服务量十分巨大，对于电视用户，数量极其庞大，导致并发的用户越来越多，如果将使用移动终端的用户和使用计算机的用户加进来后，这一特点就会更为明显。

2 CDN基本概述

2.1 关于CDN技术

关于内容分发网络，就是我们所说的CDN技术，此技术经常依托于IP网络，属于增值网络，同时还可以归类为网络架构，最常见的是在应用层内部。关于CDN技术的相关特点，也比较多，其中最大的优点就是访问速度迅速和可靠性较高，在今后有很强的使用性。就是因为CDN技术具备了上述的性能和特点，造就其在一定程度上，能够有效的管控和提高网站的相关资源，让信息得到高效的保护并加以传输，让全局能够得到一定的平衡负载，让近期的热点内容具备传送的能力，并且能在一定的条件下降低供应商信息的投入成本。根据近些年的数据显示，IPTV的发展在逐步加快，在这样的势头下，CDN技术也紧跟其脚步，进行了一次又一次的完善，最终拥有了越来越多的性能。分发式的服务、负载均衡和运营的相关管理，是CDN技术的基本系统架构功能[2]。

2.2 关于CDN技术的相关特征

用户位置和同时段的宽带连接状态，通过CDN技术可以进行具体的参考，以此保证用户当下所连接的服务器，是距离自己不远的，这在一定程度上，能够使用户的访问速率达到最大化。同样，CDN技术还具有全局负载平衡的特点，换句话说，能够在最大的程度上进行网络资源的共享，让其性能发挥出最大的利用率。自行更新和自动的跟踪功能也是CDN技术的特点，它可以让热点内容进行主动传送，同时还具备较大的容错量，对于扩展和操作而言，比较好实现，这就是为什么它能最大限度地提升网络的可靠性和可用性的原因[3]。最后，如果当下覆盖的网络已经拥有了相关网络和站点，CDN技术也可以在此基础上实现完美地集成。

2.3 关于CDN技术的优点

在网站的相关资源管理上，也同样具备相当大的优点，其一，它可以让管控的能力进一步提高，其二，在智能化的加持下，可以合理地分配路由，让流量的管理更加顺利。CDN技术还有一个优点，即具有用户的修改权限，这在一定程度上保证了信息的安全性，即没有权限的用户不可以随意修改此网络的信息，使发送内容得到有效的保障。站在各大信息供应商的角度来说，CDN技术所具备的运用管理方面的功能，可以有效的让信息供应商实现信息的动态发送，让信息的服务更加可控，使服务的质量得到大幅度的提升，同时还能有效的降低运营成本。对于CDN技术来讲，原有的设备与其并不冲突，反而能在原来的设备上接着投入建设，达到经济利益的最大化，从各方面都能降低成本[4]。

3 CDN技术在IPTV系统中的应用

3.1 服务器的缓存

缓存服务器对于网络系统来说并不陌生，因为其分布在不同的位置，而且缓存服务器在工作的过程中，承担和接收着多种多样的媒体信息请求，这些都来自用户，为了满足用户当下的使用需求，往往是离用户最近服务器第一时间开始工作，把客户需要的信息内容及时地从中心的服务器上获取，然后直接发送给当下用户。如果遇到最近的缓存服务器，无法满足当下用户的信息需求时，则可以通过服务器连接的形式，将此阶段的用户请求发送给周围其他的服务器，然后根据不同用户的不同信息要求和请求，将信息传送的方法发送到用户终端上。通常遇到这种情况往往有两种选择方式，第一，通过终端用户与其他服务器的直接连接，创建出一种信息交换的关系，第二，把缓存服务器当做传送途径，通过这种间接的方式，将用户与源服务相连，最终将数据信息发送出去，传递到当下用户的使用终端上[5]。

3.2 缓存服务器的位置

用户所使用的终端和缓存服务器如果相距得过远，流媒体的内容在传送时就会比较吃力，所以基于此，在进行缓存服务器的放置时，尽量选择较短的距离，保证与当下用户终端的距离，这样可以有效的提升IPTV的信息服务质量。在这就不得不提到Cready的算法，其中还有传输节点的算法，二者都必须对缓存服务器的放置十分清楚。最后，不管采用何种算法方式，都必须时刻考虑此时网络系统能否承担当下的信息数据，工作量不能超出负荷，在计算中，把此节点与中心点之间的内容作为参考量，了解最远距离下最小的度量值是多少。

3.3 各代理缓存服务器的相互协作

在传送不同用户的信息内容时，缓存服务器把当下用户所需求的流媒体内容分配至用户终端，这个过程是比较繁杂的。所以在输送期间，需要借助不止一个缓存服务器，并且要求不同的缓存服务器之间能有效的紧密配合，只有这样，才能让流媒体的信息传送更加顺利。基于此，CDN技术在运用到IPTV系统中时，必须首先考虑各代理服务器之间的配合度，把周围的代理缓存服务器按照一定规则放置在覆盖用户的源服务器上。这样在用户对流媒体发出信息请求时，如果遇到缓存服务停滞，可以第一时间做出反应，如果还是不能响应用户此时的需求，就把信息发送至更高一级的缓存服务器上，倘若全部的缓存服务器都无法响应用户的需求，那么源服务器就会根据当下的用户请求，采取合适的模式，把信息内容发配到用户的终端上，以此来降低当下宽带的消耗。

3.4 路由系统的请求

合理地将负载均衡系统和路由请求系统结合起来，二者共同解决路由任务，把用户当下的流媒体需求和请求发送到周围路径最短和最好的设备中。这样，不仅可以大程度地满足用户的信息需求，还能够使通信的速度加快，以此不断的提升网络系统的使用效果。

4 结语

在IPTV系统中合理地运用CDN技术，可以在各方面扩充业务服务的内容，与此同时还能让IPTV系统得到有效的发展。就目前来看，IPTV系统的要求和需求一年比一年大，CDN技术也应跟上其脚步，及时地更新发展和升级。对于相关的专业技术人员来讲，要加大对CDN技术的探究，将其与IPTV系统有效的融合，充分发挥IPTV系统的优势。