联想广电高清视频点播（NGB）云平台解决方案

下一代广播电视网(NGB)业务介绍

下一代广播电视网(NGB)视频点播系统是NGB业务平台的重要组成部分，可以提供视频点播、频道回放、时移电视等业务。

NGB视频点播系统包括媒资库(AM)、媒资运营系统(AO)、内容分发系统(CDN)、门户系统、计费认证授权功能模块(AAA)、流服务系统(SS)、会话管理(SM)、边缘资源管理(ERM)、流资源管理(VRM)、数据采集和日志系统等功能模块或子系统。NGB视频点播系统外围系统包括内容提供方、业务运营支撑系统、DRM/CA系统、网络管理系统。

在NGB视频点播系统架构中，媒资库完成媒资采集、审核和加工，之后将元数据交付媒资运营系统。媒资运营系统接收媒资库生成的元数据文件，完成业务包定义与管理，并将业务包信息同步给计费认证授权功能模块，将元数据文件传输给门户系统。

NGB视频点播系统中，媒资文件和实时内容的分发由内容分发系统完成。内容分发系统在媒资运营系统控制下完成媒资文件注入和电视直播流注入，之后将内容传输到接近用户的设备，并按流服务系统需求将内容文件发布给流服务系统。

NGB视频点播系统中，终端开机后需要通过门户系统从AAA功能模块获取用户Token等相关参数，完成终端的激活和认证，之后终端可以发起点播请求。

终端发起点播请求时，需要从门户系统获取点播参数，再向会话管理发起点播请求。会话管理收到用户点播请求后，首先通过AAA完成用户的业务认证，之后向边缘资源管理和流资源管理为该点播请求申请边缘资源和流资源，并在用户认证和会话资源申请成功后向流服务系统发起推流申请。流服务系统收到推流申请后，根据推流申请进行建流，并将流控参数通过会话管理回传给终端。至此，终端可以通过流控参数向流服务系统请求到节目流，并可进行播放控制。

点播结束时，终端向会话管理发起点播结束请求。会话管理收到点播结束申请后，首先向流服务系统申请释放服务流，再向边缘资源管理和流资源管理申请释放边缘资源和流资源，并在流服务和会话资源释放后将用户点播信息发送给AAA。

客户需求分析

n 指标需求：

(1) 存储：满足1.5万小时的10Mbps码率的高清视频资料存储容量;

(2) 带宽：满足1万并发用户10Mbps码率的高清视频点播;

n 系统需求：

(1) 高扩展性：线性的，根据并发用户数动态扩展应用服务器，根据存储视频资料要求动态扩展存储空间;

(2) 高可靠性：不停机服务，及时切出故障节点和自动恢复;

(3) 易维护性：无需人工干预，系统自动侦测错误，配置逻辑清晰;

联想广电高清视频点播(NGB)云平台解决方案

IaaS平台构成

联想NGB视频系统采用云计算技术，在IaaS层为应用系统构建弹性、可靠和高性能的基础平台，使得用户可根据业务状态动态分配计算资源和存储资源。

联想NGB 视频云IaaS平台系统分成网络节点、计算节点和存储节点。网络节点采用冗余网络，计算节点采用虚拟化和负载均衡集群，存储节点采用分布式集群存储模式，共同构建NGB云平台基础环境。

n 应用网架构：

存储网架构

n 网络节点

Ø 采用Extreme万兆核心交换机：背板带宽960Gbps，48口1G/10G SFP+端口，支持IPV4/IPv6;

Ø 冗余网络：支持级联/堆叠，无单点故障，按需扩展;

Ø 分为计算子网络和存储子网络：前后分离，独立管理，互不影响;

n 计算节点

Ø 采用联想ThinkServer RD630服务器：配置双CPU，128G内存，4口万兆SFP+端口;

Ø 采用联想LS-IP 4500万兆高性能负载均衡器：背板带宽256Gbps，可管理数千个服务器/虚拟机节点;

Ø 采用VMware虚拟化系统：可按需为应用配置计算资源，故障自动迁移;

n 存储节点

Ø 采用联想ThinkServer RD430服务器：配置高性能的SAS盘以及SSD固态盘;

Ø 采用联想分布式文件集群存储系统：超过100PB的存储能力和100Gbps的IO吞吐能力，按需增加存储容量;

IaaS平台特点

联想NGB视频系统IaaS平台有以下特点：

n 高可用性

Ø 冗余网络

þ 采用Extreme 670交换机以级联/堆叠/星型组网方式，交换机之间直接互相冗余，确保无单点故障;

þ 采用联想 LS-IP 4500负载均衡器，部署成双机模式，自动监测和切换，确保入站访问访问安全;

Ø 冗余计算节点

þ 物理节点：联想IaaS虚拟化管理平台，自动监测所有物理节点的健康状态，对于故障的物理节点，根据设定的策略，自动地将其上的所有虚拟节点迁移到其他物理节点中，故障修复后按照策略迁回;

þ 虚拟节点：自动监测虚拟节点的工作状态，对于故障的虚拟节点，根据设定的策略，自动地将迁移到其他物理节点中，故障修复后按照策略迁回;

þ SDK API：由监控系统监测应用的健康状态，可根据联想IaaS虚拟化管理平台提供的关闭和迁移虚机的API函数，根据策略将其重启或者重启迁移到其他物理机上继续运行;

Ø 冗余存储节点

þ 文件管理：联想IaaS文件管理平台可按照用户的冗余策略，将文件(切片)，在不同的物理设备上保存多份，确保设备或者硬盘故障时，保存文件的安全性;

Ø 冗余链路

þ 链路管理：所有服务器硬件、负载均衡硬件的网口均支持链路冗余技术，配合冗余网络，使得接入安全可靠;

Ø 冗余电源

þ 所有设备均支持热插播冗余电源，接入两路供电，确保云平台的整体安全、

n 可扩展性

Ø 网络节点

þ Extreme单个交换机支持48口万兆，可通过级联/堆叠等策略，可满足在同一个业务相关网络中，数百台服务器的互通互联，满足中型云计算平台的需求;

þ LS-IP 负载均衡支持数千个服务组和数万台节点，可支持私有云和公有云的应用;

Ø 服务节点

þ 联想IaaS虚机管理系统可根据需求(CPU和内存)配置虚机，最多可在单台服务器上支持128个开启状态的虚拟机;

Ø 存储节点

þ 联想IaaS分布式集群存储系统单卷支持300PB，支持动态添加元数据服务器和存储服务器硬件，服务器和硬盘不受型号和容量的限制;

þ 可支持4096个的存储设备和1024台设备的并发访问;

n 高性能

Ø Extreme 670交换机：背板带宽最高可达1.2Tbps，包转发率高达950Mpps，两个交换机可以通过160Gbps高速线缆连接;

Ø LS-IP 4500负载均衡器：可做链路聚合绑定，增加入站带宽，VOD的上下行数据比例可达1:100，使用高速路由均衡策略，全系统的I/O吞吐能力可达1Tbps;

Ø 计算服务器：采用Intel Xeon E5 8核处理器，内存高达128G，配置4口万兆SFP+网卡以及2口千兆网口;

Ø 存储服务器：采用SSD固态盘做基础系统存储介质，每个元数据系统可并发随机打开2万个文件，存储服务器采用SAS盘，提高磁盘I/O能力;

Ø 分布式存储系统：支持2000亿以上文件快速检索，，I/O能力随扩充能力线性增长，可达200Gbps;

n 易管理性

Ø 自动化管理：各系统可以定义故障处理机制，自动处理故障点;

Ø SDK API：为第三方系统提供丰富的接口函数，便于集成管理

媒资库(AM)和CDN系统

媒资库(AM)中的数据存放在IaaS平台的分布式存储系统中，每个流文件被分布式文件存储系统切成若干片，存放到后端不同的存储服务器上，以提高整体访问效率。

CDN的控制系统可使用IaaS平台的虚机系统，按照需求配置CPU、内存等资源，文件放置在IaaS分布式文件存储系统中，并通过分布式文件系统的代理驱动软件直接挂接在虚机系统中，如同本地硬盘一样。

大部分的CDN系统为了提高访问效率，都对原文件进行了切片处理，由于IaaS系统已经对文件进行了切片，所以用户可以根据实际情况，选择CDN是否进行切片处理，或者调整两个系统切片值的大小，进行调优。

VOD和Push VOD

NGB流服务系统包括VOD系统和Push VOD系统，其在IaaS平台上可根据业务需求动态获得计算资源，其所使用媒资库(AM)统一保存在IaaS平台的存储资源。

n VOD系统

² 每个客户端均可通过广电双向网络进行实时点播，实现IPTV和OTT TV功能;

² VOD 软件系统采用RTSP或HTTP协议与机顶盒通讯，一般“并发访问数”约500~1000个/秒;

² VOD系统适合智能机顶盒或者Android 机顶盒;

n Push VOD系统

² 每个客户端可通过广电单项或双向网络进行点播;

² 单项网络中，Push VOD系统将媒体流推到机顶盒所在的IPCOM对应的频点中;

² 双向网络中，Push VOD系统既可推到IPCOM，又可以推到机顶盒的硬盘中，通过DRM加密存储;

² Push VOD采用DSMCC标准打包协议，同IPCOM特定频点通讯，一般“并发推流数”约为3000~4000个/秒;

² Push VOD系统几乎适合所有机顶盒，包括老式非智能机顶盒。

Push VOD的自身的并发能力超过VOD系统，但是其总体并发能力受制于广电边缘IPCOM的频点数量。

联想NGB 视频云IaaS平台完全满足VOD和Push VOD的应用需求，虚拟化系统可根据需求配置vCPU数量和vMEM大小，并可根据业务需要改变vCPU和vMEM的值。

其他业务子系统

NGB视频点播系统中门户系统、计费认证授权功能模块(AAA)、流服务系统(SS)、会话管理(SM)、边缘资源管理(ERM)、流资源管理(VRM)、数据采集、业务运营支撑系统、DRM/CA系统、网络管理系统以及日志系统均为普通服务器应用系统，由联想IaaS平台按需分配计算资源和存储资源即可。