基于CDN和IPQAM構建分布式VOD平臺討論

NID方式：在每個非點播頻點的NIT表格插入服務入口描述符，機頂盒通過該描述符獲得點播主頻點信息，然后機頂盒根據點播主頻點上的NIT信息，獲取到的NetworkID信息即為RegionID。當無法讀到描述符中的點播主頻點信息或RegionID信息時，采用機頂盒存儲的信息。

2.數據層面的結合

經過路由選擇和資源分配后，CDN的邊緣視頻服務器將向IPQAM輸出視頻流數據。根據IPQAM設備的傳輸特性，需要考慮合適的數據封包和碼率控制方式。(1)數據封包

運營商目前普遍選擇的視頻編碼格式為MEPG2TS或MPEG4/H.264ISMA，這兩類格式采用不同的封包流程：

MPEG2TS封包流程

具體流程如下：

★文件以MPEG2TS的文件格式存放;

★視頻服務器U-Server讀取文件數據封裝成TS包方式，加上IP包頭，通過IP網絡發送給IPQAM設備;

★IPQAM將TS數據取出調制成RF信號通過HFC網絡傳輸;

★STB接收到TS數據后對其進行解碼播放。

MPEG4/H.264封包流程

基于RTSP協議傳輸的MPEG4/H.264ISMA格式文件播放封包解包流程如下：

★文件以Mpeg4/H.264ISMA文件格式存放;

★視頻服務器U-Server讀取文件，先封裝成RTP格式，然后加上TS的包頭，再加上IP包頭，通過IP網絡發送給IPQAM;

★IPQAM將TS數據取出調制成RF信號通過HFC網絡傳輸;

★DVB解碼芯片接收到TS數據后，將TS包頭數據去掉，將TS的Payload信息也就是RTP數據傳遞給MPEG4/H.264Chip;

★MPEG4/H.264解碼芯片對RTP數據信息處理，對音視頻數據進行解碼播放。

(2)碼率控制

IPQAM設備對碼流變化的適應能力相對較弱，因此視頻服務器單純依靠以往在以太網上的發包策略往往會導致某個時刻發包過快，因IPQAM緩存不足而導致Overflow錯誤。針對這種情況，視頻服務器需要對每個點播流的碼流動態地進行精確控制，使碼流盡可能平穩，從而減少或消除IPQAM的Overflow異常。

在編寫碼流控制算法時，可以從兩方面入手使碼率趨于平滑。

限速控制：引入擁塞窗口機制，記錄每個時間片發送的數據量，對每個時間片內發送的數據總量進行限制。當片源由于某一段碼流過大導致擁塞窗口被填滿時，服務器將停止發包，到下一個時間片再嘗試進行發送。這樣就能有效限制住碼流的峰值，避免出現劇烈的碼流波動。

加速控制：引入Prebuffer(前置緩沖)機制，確定服務器在發包過程中可以提前發送的最大數據。當發送的進度還沒有達到Prebuffer指定的量時，服務器將在帶寬允許的條件下盡力發送，直到進度達到或超過Prebuffer的設置值再停止發送。這樣在片源碼流不大時，可以多發送一些Prebuffer允許范圍內的超前數據，當碼流變大時，服務器即使降速發送，終端的Buffer(緩沖區)也不會很快就消耗光。此外在點播啟動階段通過這種加速能縮短啟動時間，提供較好的觀感。

這兩種控制邏輯，限速控制是優先考慮的，只有在限速控制允許發送的前提下加速控制才有可能運作。

3.路由層面的結合

大型VOD業務系統往往采用分布式的組網模式，可以根據業務和網絡情況選擇“核心-邊緣”的兩級組網模式或者“核心-骨干-邊緣”的三級組網模式。

在路由層面，帶有RegionID和機頂盒標識的視頻訪問請求提交到頭端系統后，資源管理設備會根據網絡規劃和資源情況為其分配合適的IPQAM設備和端口，而CDN體系則會分配合適節點的合適服務器向該IPQAM端口輸出視頻流。

CDN系統采用GSLB(全局負載均衡)→SLB(負載均衡)的兩級負載均衡模式。全局負載均衡方式為靜態列表結合應用層重定向，采用這種方式可以做到為用戶選擇最近、最優的站點提供服務。本地負載均衡實現方式可以是基于應用，基于負載和健康狀況的應用層重定向，可以為用戶選擇節點內最優的視頻服務器(單元)，向用戶提供服務。

這種全局負載均衡方式采用GSLB為入口點，用戶請求均進入GSLB。GSLB的功能是根據健康狀況和就近性做全局負載均衡和最優站點的選擇，將用戶請求重定向到骨干/邊緣節點設備的SLB組件上。SLB既配合GSLB，共同提供全局負載均衡功能和站點選擇，同時也負責本地的負載均衡和為用戶選擇最優的流媒體服務引擎的功能。SLB內部需要維護一個包括整個節點內的所有服務器負載情況和內容情況，同時SLB還需要向GSLB報告整個站點的健康狀態以便于更新GSLB的動態表和應用表。

當某個節點的視頻服務器發送故障時，系統將根據既定的路由策略和網絡部署情況，調度備用節點的視頻服務器繼續提供視頻數據到原節點的IPQAM設備，用戶服務將不會受到影響。

通過對CDN網絡技術和IPQAM技術的合理結合利用，廣電運營商將可以在汲取IP網絡先進技術的同時，充分發揮HFC網絡的優勢特點，打造低成本高效率的VOD傳輸和服務平臺。