CN101026631A - 基于cdn结构的iptv系统的媒体交付系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式的基于CDN结构的IPTV系统的媒体交付系统，该系统包括：一个或多个媒体交付管理器；用于负责全局的负载均衡，并提供与外部系统的接口；多个媒体交付代理器；用于负责局部的负载均衡；以及流媒体系统，用于提供流服务，以及实现内容存储功能。本发明可以增强网络电视系统的媒体交付系统的可扩展性，极大地保护原有的投资。

Description

基于CDN结构的IPTV系统的媒体交付系统

技术领域

本发明涉及基于媒体交付(CDN)结构的IPTV系统的媒体交付系统领域，尤其涉及具有全分布式功能的多个媒体交付管理器(CDN Manager)的网络电视(IPTV)系统的媒体交付系统。

背景技术

随着IPTV业务的深入开展，IPTV的内容和用户的数量不断增长，CDN网络的覆盖范围也不断扩大，要求IPTV系统的媒体交付系统能够组建和部署超出城域网的更大范围的CDN网络。然而，基于集中式的IPTV的媒体交付系统的CDN网络已经不再能够满足这种要求。

现有的专利文献包括标题为“分布式多媒体流式传输系统及媒体内容分发的方法和设备”的第CN200510065766号中国专利申请。

然而，第CN200510065766号中国专利申请存在以下不足：1、CDN软件系统在网络部署上大的以城域网为一个单位，并且有一个城域网作为Headquarter City，或者说这是一种分层式的CDN网络部署结构；2、P2P的功能很明显。

为此，如何设计出一种基于CDN结构的全分布式IPTV系统的媒体交付系统的CDN网络，并使其比上面所述的分层式CDN网络部署结构具有更强的可扩展性和优良的性能，成为IPTV系统的媒体交付系统中必须要解决的一个重要问题。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，本发明的主要目的在于提供一种基于CDN结构的分布式IPTV系统的媒体交付系统。

根据本发明的实施例，提供了一种分布式的基于CDN结构的IPTV系统的媒体交付系统。

该系统包括：媒体交付系统，包括：一个或多个媒体交付管理器；用于负责全局的负载均衡，并提供与外部系统的接口；多个媒体交付代理器；用于负责局部的负载均衡；以及流媒体系统，用于提供流服务，以及实现内容存储功能。

其中，媒体交付管理器包括服务调度/控制模块、内容调度/控制模块、网络组建模块、操作维护模块。

媒体交付代理器分布在各个流媒体节点上，它包括服务调度/控制模块、内容调度/控制模块、操作维护模块。

流媒体系统包括：流服务模块、内容存储模块、内容分发与传送模块、以及操作维护模块。流媒体系统提供的媒体服务包括：流服务、内容存储、以及内容分法/传送，并向机顶盒提供节目视频流服务。

通过上述技术方案，本发明增强了IPTV系统的媒体交付系统的可扩展性，极大地保护了原有的投资。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的媒体交付系统的功能模块框图；

图2是根据本发明实施例的媒体交付系统的组成示意图；

图3是单个媒体交付管理器的IPTV系统的媒体交付系统的示意图；

图4是多个媒体交付管理器的IPTV系统的媒体交付系统的示意图；以及

图5是示出IPTV系统的媒体交付系统的直播分发的实施例的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明。

根据本发明的实施例，提供了一种媒体交付系统。

图1是根据本发明实施例的媒体交付系统的框图。如图1所示，该媒体交付系统100包括：

一个或多个媒体交付管理器102；用于负责全局的负载均衡，并提供与外部系统的接口；多个媒体交付代理器104；用于负责局部的负载均衡；以及流媒体系统106，用于提供流服务，以及实现内容存储功能。

其中，媒体交付管理器102包括：服务调度/控制模块1020、内容调度/控制模块1022、网络组件模块1024、操作维护模块1026，并且提供与外部设备的接口，用于实现以下功能中的一个或多个：全局负载均衡、资源监控与管理、内容分发、调度与控制、或保存设备信息、服务状态和网络配置数据。

并且，媒体交付代理器104分布在各个流媒体节点上，包括：服务调度/控制模块1040、内容调度/控制模块1042、操作维护模块1044，用于实现以下功能中的一个或多个：管理本地/局部的流媒体节点的负载均衡、内容分布、策略执行、发送策略与控制、或资源监控与管理。

媒体交付管理器102通过媒体交付代理器104来集中管理流媒体系统的节点。另外，媒体交付代理器104与媒体交付管理器102通讯，向媒体交付管理器102上报本地内容的分布信息、设备状态信息、服务状态和节点配置数据。

另外，流媒体系统106包括：流服务模块1060、内容分发与传送模块1062、内容存储模块1064、以及操作维护模块1066，其提供的媒体服务包括：流服务、内容存储、以及内容分法/传送的功能模块，并向机顶盒提供节目视频流服务。

另外，媒体交付系统还与包括IPTV业务管理系统、IPTV业务管理系统、EPG和机顶盒在内的外部设备相连接。

图2提供了媒体交付系统100与外部系统的接口。在该系统中，当媒体交付系统100包括一个媒体交付管理器102时，媒体交付管理器102负责该区域的全局负载均衡，一个或多个媒体交付代理器104负责本地的局部负载均衡，以及流媒体系统106提供流服务和内容存储。

媒体交付管理器102接收来自业务/服务提供商/内容提供商的内容分发命令，能够将内容源或其他媒体交付节点上的内容下载到本地节点内容存储媒体库。其中，媒体交付管理器102产生内容调度计划，并根据内容调度计划执行包括内容推送的相应操作。该系统也包括多个流媒体节点，并且每个流媒体节点都包括一个媒体交付代理器104和多台流媒体服务器。

当媒体交付系统100包括多个媒体交付管理器时，多个媒体交付管理器是相互独立和完全对等的，分别负责本区域的负载均衡。其中，多个媒体交付管理器的功能和分发范围不同，每个媒体交付管理器分别负责本区域的内容分发、调度、控制、和流服务，并且可以向其他媒体交付管理器发送内容分发和调度命令。

如图2所示，其外围设备包括IPTV内容管理系统、EPG(电子节目单)系统、机顶盒和IPTV业务管理系统。其中，机顶盒安装在用户端，而其它的设备安装在宽带网络局端。

以下将具体描述单个媒体交付管理器的媒体交付系统和多个媒体交付管理器的媒体交付系统。

系统能够组建和部署成集中式的IPTV系统的媒体交付系统的网络，它由“一个CDN Manager”构成，由该CDN Manager集中管理，能够满足规模较小的IPTV系统的媒体交付系统的网络组建和部署的需要，尤其满足城域网范围内的CDN网络组网。其中，流媒体节点包含一个CDN Agent和多个流媒体服务器，流媒体节点可以部署成包括一级节点、二级节点、...、N级节点(边缘节点)在内的多种形式；CDN Manager负责该区域的全局负载均衡，而CDN Agent负载本地的局部负载均衡，流媒体系统负责提供流服务和内容存储等功能。

更进一步地，系统能够组建和部署成一种分布式的IPTV系统的媒体交付系统的网络，它由“多个CDN Manager”构成，而CDNManager之间是完全对等的，以满足大规模的IPTV系统的媒体交付系统的网络组建和部署的需要，尤其满足组建超出城域网范围的省级CDN网络，甚至是全国范围内的CDN网络的组建需要。首先，分别组建由上所述的单CDN Manager的网络，这些“单CDNManager的网络”是相互独立的，然后将这些CDN Manager互联互通，最后构成了由多CDN Manager组成的全分布式的IPTV系统的媒体交付系统的网络组建和部署。

图3是由“单CDN Manager”所组建的IPTV媒体交付系统的网络。它能够满足规模较小的IPTV系统的媒体交付系统的网络组建和部署的需要，尤其满足城域网范围内的CDN网络组网。

如图3所示，这种组网方式的特征之一就是只有一个CDNManager，但有多个流媒体节点(或CDN节点)，每个流媒体节点包含一个CDN Agent和多个流媒体服务器，流媒体节点可以部署成包括一级节点、二级节点、...、N级节点(边缘节点)在内的多种形式；CDN Manager负责该区域的全局负载均衡，而CDN Agent则负责本地的局部负载均衡，流媒体服务器负责提供流服务和内容存储等功能。由CDN Manager接收来自CP/SP的内容分发命令，然后，将内容源或其他CDN节点上的内容下载到本地节点内容存储媒体库中，并且，能够产生一个内容调度计划，依据该内容调度计划，执行相应的内容推送等操作；最后，CDN Manager根据内容分发策略，将内容推送到本区域的目标节点，例如，边缘节点、或二级节点、或一级节点等。

这种CDN网络的特征之一是只有一个CDN Manager。它可以满足城域网范围内的IPTV系统的媒体交付系统的网络组建和部署。系统具备如下功能：

(1)一个CDN Manager负责该区域的全局负载均衡、内容分发、调度、服务和控制，并能够根据分发策略等，将内容分发到本地区的目标CDN节点、或决定要提供服务的目标CDN节点，等；一个CDN Manager通过控制多个CDN Agent实现对该区域内整个CDN网络的管理。

(2)支持CDN Agent向CDN Manager提供本地流媒体系统的状态信息、统计数据等，以及向本地流媒体系统转发来自CDNManager的各种命令，等。

流媒体节点、或CDN节点可以有多种不同的部署结构。系统应支持CDN节点组建成包括如图3所示的一级节点、二级节点、...、N级节点(边缘节点)形式；每个CDN节点均由CDN Agent和流媒体服务器所构成。CDN Manager负责全局的负载均衡，管理和控制各个CDN节点。

这里，一级节点也可以称谓“中心节点”、二级节点也可以称谓“次中心节点”、...、最下层的节点(N级节点)也可以称谓“边缘节点”。

一级节点、二级节点、...、N级节点(边缘节点)的组件模块也如图3所示，它们的功能如下：

(1)一级节点(中心节点)能够存储内容，能够根据二级节点(次中心节点)和N级节点(边缘节点)的请求提供片源调度，对用户的点播请求进行负载均衡处理，并重定向至正确的CDN服务节点，支持主流的媒体格式、媒体协议和适配多种流媒体码率，能够向IPTV业务管理系统实时上报计费数据和统计信息。

(2)二级节点能够存储内容，能够接收一级节点的CDN重定向指令，代理一级节点进行二次负载均衡处理，定位至最终处理点播请求的CDN节点，支持主流的媒体格式、媒体协议和多种流媒体码率，支持边存储边播放的功能。能够向业务管理系统实时上报计费数据和统计信息。

(3)N级节点(边缘节点)能够存储内容，能够进行节点内的负载均衡，确定提供服务的流媒体服务器，支持边存储边播放的功能，支持主流的媒体格式、媒体协议和多种流媒体码率，能够向业务管理系统实时上报计费数据和统计信息。

基于CDN结构的IPTV媒体交付系统具有灵活的组网功能和良好的可扩展性，能够满足各种不同规模的组网和部署要求。系统支持如图3所示的CDN网络组网。这种网络部署，实际上是集中式的组网结构。当用户数和(内容)片源的数量增加时，系统能够支持在不中断业务的情况下的扩容。

为了支持更大范围的IPTV系统的媒体交付系统的网络部署，尤其满足组建超出城域网范围的省级CDN网络，甚至是全国范围内的CDN网络的组建需要，图4提供了一种由“多CDN Manager”构成的IPTV媒体交付系统的网络。

这种网络部署，实际上是全分布式的结构，CDN Manager之间是完全对等的，适合于组建超出城域网范围的大型的CDN网络。

“多CDN Manager的网络”是由一个个“单CDN Manager网络”所构成，但是，各个“单CDN Manager网络”的功能可能不同，其分发范围也会不一样。

单CDN Manager的网络能够控制的内容分发的范围是相对较小的，为了克服一个CDN Manager的瓶颈，以满足组建大规模的CDN网络的需要，首先，分别组建各个单CDN Manager的网络(如图3所描述的)，显然，这些“单CDN Manager的网络”是相互独立的，而“单CDN Manager的网络”的数量取决于IPTV系统的媒体交付系统的规模的大小；然后，将这些CDN Manager互联互通，最后，构成了由多CDN Manager组成的全分布式的IPTV系统的媒体交付系统的网络组建和部署(图4)。

图4是一种全分布式的基于CDN结构的IPTV系统的媒体交付系统的组网，CDN Manager之间是完全对等的。这种CDN网络的组建方式，也最大程度地保护了原有的投资。

如图4所示，是基于CDN结构的分布式的IPTV系统的媒体交付系统的网络组建和部署示意图，是由多个CDN Manager所组成。图4中的每一个CDN Manager都是相互独立的，各自负责本区域的内容分发、调度、控制和流服务；每一个CDN Manager都可以向其它任何一个CDN Manager发送内容分发和调度的命令；然而，在组网的时候，运营商也可以根据实际需要，可以规定每一个CDNManager的功能。系统支持不同的CDN Manager具备不同的功能的需求，至少具备以下功能：

(1)全国中心CDN Manager

在组网的时候，运营商根据实际需要，可以规定某一个CDNManager作为全国中心的CDN Manager。

全国中心CDN Manager的功能主要是完成将内容向省中心、甚至向市中心的分发，全国中心的流媒体节点(或CDN节点)可能只有一级节点，该“一级节点”相当于全国中心的媒体库。

(2)省中心CDN Manager

在组网的时候，运营商根据实际需要，可以规定某一个CDNManager作为省中心的CDN Manager。

省中心CDN Manager的功能主要是完成将内容向市中心等的分发，省中心的流媒体节点(或CDN节点)也可能是只有一级节点，该“一级节点”相当于省中心的媒体库。

(3)市CDN Manager

在组网的时候，运营商根据实际需要，可以规定某一个CDNManager作为市CDN Manager(它相当于图3的CDN Manager)。

市CDN Manager的功能主要是完成将内容向该市范围内的目标节点的分发；市流媒体节点(或CDN节点)可能采用多级节点的CDN网络的部署，例如，如图3所示的一级节点、二级节点、...、N级节点(边缘节点)。

如图4所示，CDN网络由多个“单CDN Manager网络”所组建，其中，每一个CDN Manager可以向其它任何一个CDN Manager发送内容分发的命令，但是，在组网的时候，运营商也可以根据实际需要，可以规定每一个CDN Manager的内容分发的范围，不同的CDN Manager的内容分发范围可以是不同的。系统支持不同的CDN Manager具备不同的内容分发范围的需求。

系统支持如下的CDN Manager内容分发的功能：

(1)“全国中心CDN Manager”，能够向“省中心CDNManager”发送内容分发的命令；

(2)“省中心CDN Manager”，能够向“市CDN Manager”发送内容分发的命令；

(3)“市CDN Manager”，也能够向其它的“市CDN Manager”发送内容分发的命令；

(4)“全国中心CDN Manager”，能够接收来自CP/SP的内容分发的命令，并将内容分发到省中心，等。

(5)“省中心CDN Manager”，也能够接收来自CP/SP的内容分发的命令，并将内容分发到市中心，等。

图5是IPTV系统的媒体交付系统的直播分发的实施例。直播源可能是直接来自于CP/SP，也可能是由其它CDN Manager转发过来的(如图4所描述的)。

如图5所示，CDN Manager接收到直播分发的命令后，将直播源下拉到它所属于的本地节点的内容存储媒体库中，并且，能够产生一个内容调度计划，依据该内容调度计划，直播源根据网络情况采用单播方式/组播方式分发到边缘流媒体节点，由边缘流媒体节点通过单播形式/组播方式提供给用户。

Claims (14)

1.一种基于媒体交付结构的网络电视系统的媒体交付系统，其特征在于，包括：

一个或多个媒体交付管理器，用于负责全局的负载均衡，并提供与外部系统的接口；

多个媒体交付代理器，用于负责局部的负载均衡；以及流媒体系统，用于提供媒体服务，以及实现内容存储功能。

2.根据权利要求1所述的媒体交付系统，其特征在于，所述多个媒体交付代理器连接至所述一个或多个媒体交付管理器，并与所述流媒体系统交互。

3.根据权利要求2所述的媒体交付系统，其特征在于，所述媒体交付代理器分布在各个流媒体节点上，包括服务调度/控制模块、内容调度/控制模块、操作维护模块。

4.根据权利要求1所述的媒体交付系统，其特征在于，所述媒体交付管理器包括：服务调度/控制模块、内容调度/控制模块、网络组建模块、操作维护模块，能够管理和控制所述多个媒体交付代理器。

5.根据权利要求1所述的媒体交付系统，其特征在于，所述流媒体系统包括：流服务模块、内容存储模块、内容分发与传送模块、以及操作维护模块。

6.根据权利要求5所述的媒体交付系统，其特征在于，所述流媒体系统提供的媒体服务包括：流服务、内容存储、以及内容分发/传送，并向机顶盒提供节目视频流服务。

7.根据权利要求1所述的媒体交付系统，其特征在于，当所述媒体交付系统包括一个媒体交付管理器时，所述媒体交付管理器负责该区域的全局负载均衡，所述一个或多个媒体交付代理器负责本地的局部负载均衡，以及所述流媒体系统提供流服务和内容存储。

8.根据权利要求7所述的媒体交付系统，其特征在于，所述媒体交付管理器接收来自服务提供商/内容提供商的内容分发命令，将内容源或其他媒体交付节点上的内容下载到本地节点内容存储媒体库。

9.根据权利要求7所述的媒体交付系统，其特征在于，所述媒体交付管理器产生内容调度计划，并根据所述内容调度计划执行包括内容推送的相应操作。

10.根据权利要求7所述的媒体交付系统，其特征在于，包括多个流媒体节点，并且每个流媒体节点都包括一个媒体交付代理器和多个流媒体系统。

11.根据权利要求10所述的媒体交付系统，其特征在于，所述流媒体系统部署成一级节点、二级节点、...N级节点，其中，N级节点为边缘节点。

12.根据权利要求1所述的媒体交付系统，其特征在于，当所述媒体交付系统包括多个媒体交付管理器时，所述多个媒体交付管理器是相互独立和完全对等的，分别负责本区域的负载均衡。

13.根据权利要求12所述的媒体交付系统，其特征在于，所述多个媒体交付管理器的功能和分发范围不同，每个媒体交付管理器分别负责本区域的内容分发、调度、控制、和流服务，并且可以向其他媒体交付管理器发送内容分发和调度命令。

14.根据权利要求12所述的媒体交付系统，其特征在于，所述媒体交付系统的外部设备包括：网络电视内容管理系统、电子节目单系统、机顶盒、网络电视业务管理系统。

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