全面解析IPTV中CDN技术

目前在IPTV网上CDN的边缘访问是提高IP承载网QoS的有效途径，很多运营商在宽带网上都部署了CDN/MDN，为IPTV网络的建设奠定了良好的基础。CDN网络的出现，使互联网资源得到了最大限度的利用。将大大推动国内IPTV业务的发展。

1、CDN技术的产生

目前，上网的用户数越来越多;Web站点的数量继续在增加;可供访问的资源日趋丰富，特别是文本、图像、音乐、广告、流媒体、动画等大量涌现;网上业务量成倍递增，造成了对网络带宽的大量需求，并且网络访问的延迟与等待总是普遍存在，这些情况导致了网络拥塞，服务器过载，网上应用等待时间过长等诸多问题，使整个互联网内容传送性能下降。

如何缓解网络拥塞，提高用户获取信息的速度。成为困扰众多企业和服务商的一大难题。依靠增加带宽来解决这一问题是一个方面，另外它还受到传输途中的路由阻塞和延迟、网站服务器的处理能力等因素的影响，这些和访问者与网站服务器之间的距离有密切的关系。因此，即使各个ISP将网络带宽加大后，如果访问者和网站之间的距离较远，它们之间的通信一样需要经过重重的路由转发和处理，网络延误不可避免。而用户对网络系统性能的要求越来越高(如对访问的响应时间、网站内容和服务提供的可靠性等的要求)，因此CDN(Content Delivery Network)技术应运而生。

1996年，由麻省理工学院一个小组提出了CDN的概念，并开始对CDN技术进行研究，他们在1999年成立了一个专业CDN服务公司，为Yahoo提供了专业服务。如今在国内外已经有很多的企业和服务商开始使用内容传送网络CDN技术来提高网络服务质量，以满足用户的需求。

2、CDN的定义

CDN的英文全称是Content Delievery Network，即内容传送网络。CDN是建立在现有IP网络基础结构之上的一种增值网络。是在应用层部署的一层网络架构。

提供CDN技术产品的厂商有各自的解决方案，CDN运营商的实现方式也不同，但CDN技术实现的功能是相同的。那就是将多点负载均衡，路由或缓存技术结合起来，利用智能分配技术，将内容根据来访用户的地点，按照就近访问的原则分配到多个节点。

在传统的IP网络中，用户请求直接指向基于网络地址的原始服务器，而CDN业务提供了一个服务层，补充和延伸了Internet网络，把频繁访问的内容尽可能向用户推进，提供了处理基于内容进行流量转发的新能力，把路由导引到最佳服务器上。动态获得需要的内容。它改变了分布到使用者信息的方式，从被动的内容恢复转为主动的内容转发。

CDN的核心是边缘访问和透明访问，以前主要是用于Web访问加速，只支持HTTP/FTP协议。在2003和2004年国内流媒体业务的出现，CDN开始支持MMS/RTSP等协议，CDN得到了很大的发展，有时也称为MDN(Media Delievery Network)。

3、CDN技术的特点和优势

3.1 CDN技术具有的特点

(1)根据用户的地理位置和连接带宽，让用户连接到最近的服务器上去，访问速度快。

(2)全局负载平衡，提高网络资源的利用率，提高网络服务的性能与质量。

(3)热点内容主动传送，自动跟踪，自动更新。

(4)网络具有高可靠、可用性，能容错且很容易扩展。

(5)无缝地集成到原有的网络和站点上去。

3.2 CDN技术具有的优势

(1)可减少消耗的网络带宽，减少网络访问的延迟和用户响应时间。提高网络性能和网站内容的可用性。

(2)提高网站资源的管理控制能力，智能分配路由和进行流量管理。

(3)发送的内容受到保护，未授权的用户不能修改。

(4)内容提供商可在本地自己决定服务的内容，内容是动态的。

(5)内容提供商在降低成本的同时，提高了服务质量，提供的内容更多、速度更快。

(6)可线性、平滑地增加新的设备，保护原有的投资。

因为上述的特点和优势，CDN技术能加速和提高宽带流媒体的使用，使互联网的多媒体用户更加普及，这些应用包括在线播放、音乐点播、电视直播、游戏等，大大促进网上应用和服务的发展。

4、IPTV系统组成

IPTV(Internet Protocol TV或Interactive Personal TV)也叫交互式网络电视，是一种基于互联网的多媒体通信技术。IPTV利用宽带网的基础设施，以家用电视机或计算机作为主要终端设备，通过互联网络协议(IP)传送电视信号，向家庭用户提供包括电视节目在内的多种交互式数字媒体服务。

IPTV的工作原理是把源端的电视信号数据进行编码处理，转化成适合IP网络传输的数据形式，然后通过IP网络传送，最后在接收端进行解码，再通过电脑或是电视播放。由于数据的传输速度要求比较高，所以要采用最新的高效视频压缩技术，例如H.264，MPEG4等。IPTV的系统组成如图1所示：

(1)IPTV终端

目前IPTV终端主要有三种形式，即PC、机顶盒+普通电视机和手机。

(2)接入系统

接入系统主要为IPTV终端提供接入功能，使IPTV终端能够顺利接入到IP承载网。目前，ADSL作为宽带接入网的一种方式在几年内仍然占主导地位，以太网接入方式也渐渐增多。采用FTTC/FTTB的方式，结合ADSL，SDSL，Cable Modem等技术，也可使用FTTC+HFC的方式向用户提供宽带接入。

(3)IP承载网络

用于传送IPTV的承载网络，是基于TCP/IP协议的，可以是公网。也可以是专网。

(4)内容媒体服务系统

该部分主要完成节目的数字化，将原始节目进行编码、压缩，成为能够在IP网络上传。

(5)节目源

节目源可以是摄像机、电视台、VCD光盘、卫星输入信号等。

5、CDN技术在IPIV中的应用

IPTV系统对于用户的服务质量有很高的要求，而且要保证播放的流畅。在广域网内，从用户的客户端到流媒体服务器之间经过了一个很复杂的路由以后，就很难保证播放的流畅了。为了克服网络复杂路线带来的制约，在IPTV中必须通过边缘服务来实现最终用户的点播服务，所以要把内容从中心服务器有效地分发到边缘服务器，就可以通过CDN把内容从中心存储服务器分发到边缘服务器。