基于CDN与P2P技术IPTV系统平台的设计与实现

五、CDN和P2P技术的融合

CDN和P2P被用于不同的领域，CDN主要用于可靠的Web和流媒体内容分发，而P2P则主要用于内容交换。两种技术各有优缺点。

显然，CDN和P2P技术的优缺点在应用上具有一定的互补性。如果能够结合P2P的扩展能力和CDN的可靠性、可管理性，就可以构建一个可管理的、能够承载电信级内容应用的IPTV系统平台。

从融合方式来看，CDN和P2P融合有两种形式，一种是将CDN的Cache设备以P2P的方式组织，利用P2P的目录服务和多点传输能力，实现CDNCache设备之间的内容交换，提升CDN的内容分发能力;另外一种是将CDN的管理机制和服务能力引入P2P网络，形成以CDN为可靠的内容核心，以P2P为服务边缘的架构，通过这种架构，可以在不增加CDN成本的同时有效提升CDN服务能力，更有效地避免了P2P应用的诸多弊端，这种架构下，用户需要通过P2P的客户端来获取服务。

相比较而言，第一种方式对于提高系统的扩展性帮助不大，仅仅是从管理和控制平面提高了CDN的内容分发能力。第二种方式应用前途更加广泛，是在当前运营商网络状况下最理想的媒体业务承载平台方案。

我们的CDN和P2P融合的优化方案是建立在CDN基础之上，在骨干网层次保留了原有的CDN系统的架构和功能，在边缘节点引入了P2P技术来进行文件及流媒体的共享，实现了CDN技术与P2P传输的结合。

六、IPTV系统架构

本文设计的IPTV系统平台采用分布式架构部署，基于上述CDN和P2P相融合的技术，提供一个端到端的解决方案。

由于流媒体具有松耦合，高扩展性的特点，从IPTV体系结构的垂直控制功能上来讲，一个典型的IPTV系统架构采用分层的模式，使得平台系统上的应用开发能够根据不断变化的业务应用需求而快速扩展，具体IPTV系统平台的业务与功能组成包含Web门户业务层、业务服务层、系统支撑层、流媒体传输层、承载网络层和终端层。

(1)Web门户业务层

以WEB网站的形式面向用户提供各种应用和服务。如，视频点播、视频直播、视频会议、远程教育、可视聊天等。采用WEB模式，客户端只要使用浏览器即可实现视频点播及其它视频互动活动，无需安装其它任何软件，无需做任何设置，做到了客户端的免维护。

(2)业务服务层

业务服务层承担了IPTV业务运营的所有基本功能，包括频道管理、媒资管理、流媒体编码、内容存储管理、内容审核等。

(3)系统支撑层

系统支撑层是IPTV业务运营的综合管理及运营支撑系统，包括用户管理、认证计费、数字版权保护(DRM)、系统实时监控、网络配置管理等多个子系统。

(4)流媒体传输层

采用CDN和P2P相融合的优化技术来进行流媒体的分发和传输，避免了骨干网上的流量对冲。通过这种集中的分布式架构(见图1)，将P2P的流量严格限制在同一边缘节点的区域内。

(5)承载网络层

IPTV是一种实时性的流媒体业务，其对端到端带宽、时延、抖动和误码率有较高的要求。承载网络层采用IP网络作为视频承载网络，支持广播型的传输技术，而且核心网和城域网支持IP组播技术。

(6)终端层

通过IPTV系统平台观看视频节目的方法有两种：一种是通过PC机来观看，这是目前广泛采用的一种形式;第二种方法是用电视机连接STB(数字电视机顶盒)来观看。这种形式更能体现IPTV的魅力。

七、系统平台的优点

(1)用户间可实现点对点信息流通：可实现用户间互动，彻底从集中控制的传统流媒体中解放出来，降低了技术应用门槛，实现了传统流媒体运营平台难以实现的互动直播和互动点播;

(2)强大的音视频文件操作功能：支持针对音视频节目的文件操作，如预览、修改、剪切、合并、删除等;

(3)数字版权保护(DRM)管理功能：可实现对数字节目的版权保护，非法用户即使将内容下载到本地也无法正常播放，有效保护内容供应商的知识产权;

(4)完善的用户认证管理：完善的用户管理和认证机制，实现多级别的用户管理;

(5)负载均衡管理，有效保证运营效率:系统提供完善的负载均衡功能，真正的基于服务器CPU、内存监测与Web任务实时监控的动态任务分配，准确地将用户点播请求均衡到集群服务器中的流媒体服务器端，使负载真正能够均衡，让服务器集群中的每台服务器都能发挥最大的效率，提高整体网络性能，提高自愈性，确保网络视频点播平台的关键性应用;

(6)良好的扩容性:采用分布式结构体系，方便添加视频服务器，在后台管理系统中做简单设置，即可实现视频域集群组的扩容，轻松满足系统扩容需求;

(7)强大的计费管理功能:系统提供多种途径进行用户认证和计费，可按用户类型定义收费标准，灵活定制多种计费类型、优惠政策、套餐组合。