大規(guī)模IPTV點(diǎn)播系統(tǒng)解決方案

針對傳統(tǒng)點(diǎn)播系統(tǒng)以及分布式點(diǎn)播系統(tǒng)中所存在的問題，共享式點(diǎn)播系統(tǒng)從存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，引入了全新的SAN數(shù)據(jù)共享技術(shù)，為大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用奠定了一個近乎完美的基礎(chǔ)。

1.4.1共享式系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)



共享式系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)

共享式點(diǎn)播系統(tǒng)采用了標(biāo)準(zhǔn)的C/S結(jié)構(gòu)，以運(yùn)行流媒體、WMS等點(diǎn)播程序的服務(wù)器作為服務(wù)器端，最終用戶作為客戶端，通過IP網(wǎng)絡(luò)直接從點(diǎn)播服務(wù)器上獲取所需媒體數(shù)據(jù)。

1.4.2共享式系統(tǒng)工作原理

在共享式點(diǎn)播系統(tǒng)中，所有的點(diǎn)播服務(wù)器利用FC光纖通道技術(shù)，接入到存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）；每個點(diǎn)播服務(wù)器都能夠通過SAN網(wǎng)絡(luò)同時高速訪問所有的媒體數(shù)據(jù)；通過負(fù)載均衡技術(shù)，將所有的點(diǎn)播服務(wù)器組成一臺虛擬的服務(wù)器對外提供服務(wù)，無論系統(tǒng)使用多少臺真實(shí)的服務(wù)器，對客戶端來說，看到的都只是1個服務(wù)器、1個計算機(jī)名、1個IP地址，而系統(tǒng)負(fù)載則由全部的點(diǎn)播服務(wù)器來均勻承擔(dān)。

舉例說明：假定系統(tǒng)由4臺服務(wù)器構(gòu)成共享式點(diǎn)播系統(tǒng)，此時，用戶1向系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)播請求，則系統(tǒng)將自動把客戶的請求轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器1，并由服務(wù)器1來完成其請求；用戶2的點(diǎn)播請求則由服務(wù)器2完成……用戶5的請求由服務(wù)器1完成，并以此類推。

1.4.3分布式和共享式點(diǎn)播系統(tǒng)功能比較

1.4.3.1如何確保數(shù)據(jù)訪問的穩(wěn)定性

點(diǎn)播系統(tǒng)屬于全天候工作的生產(chǎn)系統(tǒng)，任何時間段都會有用戶使用，確保數(shù)據(jù)訪問的穩(wěn)定性，更是ISP服務(wù)質(zhì)量的直接體現(xiàn)。

確保數(shù)據(jù)訪問的穩(wěn)定性，最根本的手段就是消除“數(shù)據(jù)孤島”，也就是避免數(shù)據(jù)依賴于特定服務(wù)器才能訪問的局限性。例如在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中，如果指環(huán)王3這部影片只能由服務(wù)器A訪問，那么一旦服務(wù)器A宕機(jī)或損壞，則無法對指環(huán)王3這部影片進(jìn)行訪問，而且這種現(xiàn)象一直會持續(xù)到服務(wù)器A恢復(fù)正常。服務(wù)器A的這種狀態(tài)，我們即可稱之為“數(shù)據(jù)孤島”。

分布式的點(diǎn)播系統(tǒng)中是否存在“數(shù)據(jù)孤島”呢？我們知道，分布式系統(tǒng)中，為了提高整體性能，必須使用多個核心服務(wù)器--否則核心服務(wù)器將會成為整個系統(tǒng)的瓶頸所在。而多個核心服務(wù)器的使用，則直接導(dǎo)致了多個“數(shù)據(jù)孤島”的出現(xiàn)– 不同的核心服務(wù)器各自管理著不同的數(shù)據(jù)。因此，為了提高性能而不得不采用多核心服務(wù)器的分布式點(diǎn)播系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)一樣，存在著“數(shù)據(jù)孤島”的問題，無法確保大規(guī)模點(diǎn)播系統(tǒng)對數(shù)據(jù)訪問穩(wěn)定性的要求。

共享式的點(diǎn)播系統(tǒng)，采用了ImageSAN文件共享系統(tǒng)，所有的點(diǎn)播服務(wù)器，均能夠同時高速訪問集中存儲的所有數(shù)據(jù)，無論有幾個點(diǎn)播服務(wù)器宕機(jī)，只要有一個點(diǎn)播服務(wù)器處于工作狀態(tài)，整個點(diǎn)播系統(tǒng)仍然能夠?qū)ν馓峁┱７?wù)。通過數(shù)據(jù)集中存儲并且完全共享的方式，共享式點(diǎn)播系統(tǒng)徹底解決了“數(shù)據(jù)孤島”的問題，在確保數(shù)據(jù)訪問的穩(wěn)定性方面，提供了有力的保障。

1.4.3.2系統(tǒng)負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的負(fù)載均衡，是一直以來點(diǎn)播系統(tǒng)中的一個重要課題。通常來講，負(fù)載均衡分為兩種類型：

1.大量的并發(fā)訪問或數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多臺節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理，減少用戶等待響應(yīng)的時間；

2.單個重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理，每個節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理結(jié)束后，將結(jié)果匯總，返回給用戶，使系統(tǒng)處理能力得到大幅度提高。

當(dāng)然，在點(diǎn)播系統(tǒng)中所涉及的負(fù)載均衡技術(shù)主要旨在均衡多臺服務(wù)器和應(yīng)用程序之間的流量負(fù)載。

傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)始終無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均衡，其根本原因即在于：無法根據(jù)點(diǎn)播服務(wù)器的負(fù)載對數(shù)據(jù)請求進(jìn)行分配，只能依賴于數(shù)據(jù)的分布進(jìn)行分配。我們再次以指環(huán)王3這部影片作為實(shí)際案例--由于該數(shù)據(jù)只能由服務(wù)器A訪問，因此，無論采用何種先進(jìn)的均衡機(jī)制，所有對該文件的數(shù)據(jù)請求，最后都會集中到服務(wù)器A。這也是傳統(tǒng)點(diǎn)播系統(tǒng)不可避免的8-2現(xiàn)象-- 即80%的負(fù)載，集中在20%服務(wù)器上。

分布式系統(tǒng)通過將大量數(shù)據(jù)分發(fā)到邊緣服務(wù)器的工作機(jī)制，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“負(fù)載均衡”–如果用戶請求的數(shù)據(jù)在多個邊緣服務(wù)器上均有緩沖，那么多個這樣的數(shù)據(jù)請求能夠被分配到多個邊緣服務(wù)器上。但是，如果請求的數(shù)據(jù)僅存在于一個邊緣服務(wù)器或者存在于分發(fā)服務(wù)器上，則無法實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)請求的負(fù)載均衡。另外，邊緣服務(wù)器的緩沖區(qū)是不斷更新的，因此無法保證負(fù)載均衡的有效性和長期性。

共享式系統(tǒng)中，所有點(diǎn)播服務(wù)器訪問的數(shù)據(jù)都是一致的。對于任何數(shù)據(jù)請求，都能夠有效地進(jìn)行負(fù)載分配–根據(jù)管理員設(shè)定的策略進(jìn)行自動均衡，能夠達(dá)到“點(diǎn)播系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)量= 單服務(wù)器最大并發(fā)用戶 x 服務(wù)器數(shù)量”這一理想狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均衡，能夠確保用戶得到最大化的投資收益。

1.4.3.3系統(tǒng)擴(kuò)展性

系統(tǒng)擴(kuò)展性主要是指點(diǎn)播系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)量，以及點(diǎn)播媒體資料庫容量這兩點(diǎn)。

分布式系統(tǒng)在擴(kuò)展性上存在著一個非常矛盾的問題：媒體資料庫容量越大，系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)則越少。分布式系統(tǒng)的工作原理是將媒體資料分發(fā)到各個邊緣服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)在多個邊緣服務(wù)器上的重復(fù)存在，從而達(dá)到分配負(fù)載，提高系統(tǒng)最大并發(fā)用戶數(shù)的目的。據(jù)此我們可以看出，在分布式系統(tǒng)中，最理想的狀態(tài)是–每個邊緣服務(wù)器的磁盤容量（a）大于或者等于所有分發(fā)服務(wù)器的磁盤總?cè)萘浚╞），此時系統(tǒng)擁有最大的并發(fā)用戶數(shù)，a/b的值越小，則表示系統(tǒng)最大并發(fā)用戶也越少– 因為點(diǎn)播應(yīng)用中數(shù)據(jù)的訪問具有相當(dāng)大的隨機(jī)性，根本無法預(yù)測用戶會在什么時候訪問什么數(shù)據(jù)。因此媒體資料庫的容量越大，則邊緣服務(wù)器上的緩沖數(shù)據(jù)訪問率越低，結(jié)果來自于最終用戶的數(shù)據(jù)請求會集中在核心分發(fā)服務(wù)器上，使邊緣服務(wù)器形同虛設(shè)。

基于ImageSAN的共享式點(diǎn)播系統(tǒng)的擴(kuò)展性基本上不受限制，通過添加點(diǎn)播服務(wù)器和高性能、大容量磁盤存儲系統(tǒng)即可滿足各方面的擴(kuò)展需求，甚至在整個系統(tǒng)升級的過程中，點(diǎn)播服務(wù)都無需中斷。

1.4.3.4系統(tǒng)管理性

分布式系統(tǒng)采用的核心服務(wù)器+邊緣服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，使服務(wù)器的數(shù)量增加，從而增加了管理員的工作量；由于數(shù)據(jù)廣泛地分布在整個服務(wù)器系統(tǒng)中，對于媒體資料庫內(nèi)容更新、存儲空間的調(diào)配、邊緣服務(wù)器緩沖空間管理等過程充斥在管理員的日常工作中，極大地增加了管理員的工作難度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障點(diǎn)難以迅速確認(rèn)……

共享式點(diǎn)播系統(tǒng)的管理工作可謂簡易：服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量較少，管理工作量也隨之減少；媒體資料更新只需要執(zhí)行一次，即可在所有點(diǎn)播服務(wù)器上提供對外的服務(wù)，也無需考慮存儲空間如何調(diào)配等問題；簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)問題，也能夠更加迅速地找到故障點(diǎn)并加以排除。

1.4.3.5系統(tǒng)性價比

用戶在進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃時，總是希望能夠以最小的投入換回最大的收益。成都登峰科技有限公司作為專業(yè)的存儲解決方案供應(yīng)商，一直致力于將我們豐富的存儲行業(yè)經(jīng)驗與對用戶具體應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合，為用戶提供真正切合實(shí)際應(yīng)用的解決方案，同時幫助用戶降低總體擁有成本，提高投資回報。

結(jié)合前面的分析，我們認(rèn)為，分布式的點(diǎn)播系統(tǒng)實(shí)際上并沒有徹底克服傳統(tǒng)的點(diǎn)播系統(tǒng)中存在的弊病；而基于ImageSAN的共享式點(diǎn)播系統(tǒng)在各種功能性上已經(jīng)通過結(jié)構(gòu)的改善而達(dá)到了相當(dāng)理想的效果。

從成本上考慮，分布式系統(tǒng)需要在服務(wù)器、流媒體軟件上面增加相當(dāng)?shù)耐度?；而共享式系統(tǒng)僅需要增加ImageSAN共享系統(tǒng)的投入。分布式系統(tǒng)的投入是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于共享式系統(tǒng)的，即便是考慮到國內(nèi)市場的一些特殊因素，分布式系統(tǒng)與共享式系統(tǒng)的成本也是相差無幾。

綜合功能性和成本兩方面的因素，基于ImageSAN的共享式點(diǎn)播系統(tǒng)無疑是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模點(diǎn)播應(yīng)用的理想選擇。