prefácio
Com o desenvolvimento da Internet, o streaming de conteúdo de vídeo está aumentando a cada dia e se tornou a principal forma de transportar informações da Internet. Em comparação com aplicações WEB tradicionais, como texto e imagens, a mídia de streaming tem características de alto volume de dados, alta largura de banda, alto volume de acesso e altos requisitos de qualidade de serviço.No entanto, o recurso de "melhor esforço" da Internet neste estágio determina que em a arquitetura de rede existente É difícil baixar aplicativos de streaming de mídia em grande escala. Fornecer conteúdo de vídeo de alta velocidade e qualidade ao público é uma meta importante de muitos provedores profissionais de conteúdo de TV e vídeo, portanto, CDN e tecnologias auxiliares relacionadas que suportam streaming de vídeo são importantes, porque podem não apenas otimizar a taxa de transmissão de vídeo, mas também leve em consideração o nível de qualidade do arquivo de vídeo transferido.
Neste artigo, Huosanyun discutirá alguns detalhes da combinação de CDN integrado e tecnologia de transmissão de vídeo P2P de fluxo de vídeo.Os benefícios da combinação de tecnologias de transmissão.
1. O que é Fusion CDN?
Antes de discutir em profundidade o CDN de fusão, é necessário entendê-lo novamente. O nome completo da CDN é Content Delivery Network, ou seja, rede de distribuição de conteúdo. Seu objetivo é adicionar uma nova camada de arquitetura de rede à Internet existente e, por meio de estratégias inteligentes, publicar o conteúdo do centro para o nó "borda" da rede mais próximo do usuário e com melhor capacidade de serviço, para que os usuários pode obter O conteúdo necessário pode resolver a situação de congestionamento da rede da Internet e melhorar a velocidade de resposta dos usuários que visitam sites.
No entanto, a tecnologia CDN tradicional ainda é um modelo de computação cliente-servidor (C/S). Embora o CDN tradicional distribua capacidades de serviço e conteúdo de serviço na rede, ele pode acelerar até certo ponto a distribuição de conteúdo de streaming de mídia e melhorar a qualidade do serviço. Porém, como seu núcleo ainda é baseado na arquitetura C/S, sua capacidade de expansão de serviços depende da implantação contínua de nós distribuídos, o que resulta em um custo muito elevado de expansão da capacidade de serviços CDN e requer investimento contínuo. Ao mesmo tempo, o acesso do usuário é aleatório e repentino, e o sistema CDN tradicional não tem a capacidade de se expandir de forma elástica e dinâmica, por isso é difícil melhorar fundamentalmente a eficiência do sistema CDN.
O CDN convergente é baseado no CDN tradicional e integra os nós de alta qualidade dos principais fabricantes de CDN do mundo por meio de meios técnicos para realizar despacho inteligente e serviços de gerenciamento acelerado com recursos completos de processamento de negócios. Problemas em cenários reais podem trazer melhores efeitos de serviço, mais qualidade estável e custos de serviço relativamente mais baixos.
2. O que é transmissão de vídeo P2P?
P2P é ponto a ponto, ou seja, transmissão ponto a ponto nó a nó. A tecnologia P2P combina cada usuário em uma rede, compartilha largura de banda e processa informações em conjunto. Diferente do modo cliente-servidor tradicional (modo C/S), no modo de trabalho P2P, cada terminal cliente é um cliente e um servidor. O uso da arquitetura P2P pode utilizar efetivamente os recursos de computação e recursos de largura de banda de um grande número de dispositivos de computação comuns e distribuir tarefas de computação ou dados de armazenamento a todos os nós para obter computação de alto desempenho, altos recursos de E/S, alta largura de banda e massa armazenar. Ao mesmo tempo, devido às características do P2P, o sistema destaca suas vantagens em serviços simultâneos em larga escala.O sistema geral possui capacidades de expansão dinâmica, baixos custos de implantação, alta eficiência do sistema e confiabilidade do serviço em nível de sistema.
No entanto, aplicações P2P puras do lado do cliente também têm suas próprias deficiências. Em primeiro lugar, os sistemas P2P são inerentemente controláveis e gerenciáveis e, ao mesmo tempo, enfrentam problemas de usabilidade. Do ponto de vista de todo o sistema, o P2P é confiável, mas por um tempo. conteúdo único ou No que diz respeito a uma única tarefa, o P2P é instável. Cada peer é arbitrário e pode sair do sistema a qualquer momento; o conteúdo trocado pode ser excluído ou encerrado a qualquer momento. Além disso, como os canais para troca de dados entre pares na tecnologia P2P tradicional se baseiam principalmente na localização automática do enlace lógico ideal, ignorando o enlace físico real, não leva em consideração a estrutura real da rede portadora IP da operadora de telecomunicações. Muitos, resultando em congestionamento da rede principal, tempestades de tráfego na rede e outros problemas que prejudicam os interesses das operadoras de telecomunicações. Esses problemas dificultam o desenvolvimento da tecnologia P2P pura do lado do cliente em uma plataforma tecnológica de classe operadora.
Para que as transferências P2P funcionem, o sistema primeiro estabelece uma conexão entre dispositivos ou pares. Os pares podem então compartilhar o fluxo de vídeo enquanto o enviam para outros pares, para que seu dispositivo possa transmitir e receber vídeo. No entanto, para que este sistema funcione corretamente, os pares devem armazenar uma certa quantidade de dados e trocar informações de estado entre si, a fim de preservar a conectividade e compartilhar dados. Cada peer deve ser capaz de transmitir e receber conteúdo de vídeo de seus peers conectados, desde que esses peers forneçam largura de banda de saída suficiente. A transmissão ponto a ponto foi projetada para fornecer streaming de vídeo escalável e de alta qualidade com requisitos mínimos de largura de banda, independentemente das capacidades de cada ponto ou irregularidades na velocidade da rede.
3. Discussão sobre a viabilidade da integração de P2P e CDN
O sistema P2P tem boa flexibilidade, forte escalabilidade e alta eficiência de serviço, mas é relativamente fraco em termos de gerenciamento de direitos autorais de conteúdo, gerenciamento de usuários, garantia de serviço de QoS e ordem de tráfego. Por outro lado, a tecnologia CDN tem excelente garantia de qualidade de serviço, forte conteúdo e capacidades de gestão de utilizadores, mas fraca escalabilidade, elevados custos de investimento para serviços de grande escala e dificuldade em melhorar a eficiência.
A partir disso, podemos ver que, como as duas principais tecnologias atuais de entrega de conteúdo, CDN e P2P, têm seus próprios pontos fortes, e as diferenças nos modelos de computação são até certo ponto complementares.Se pudermos combinar a escalabilidade do P2P com a confiabilidade do CDN , Capacidade de gerenciamento significa construir uma plataforma gerenciável de distribuição de conteúdo de mídia de streaming que possa transportar aplicativos de conteúdo de nível de operadora.
4. Como realizar a arquitetura CDN + P2P integrada ?
Actualmente, na investigação existente sobre a integração de P2P e CDN, algumas pessoas propuseram uma arquitectura CDN tradicional na camada superior e um modelo de distribuição utilizando tecnologia P2P na camada inferior. Ou seja, o conteúdo de mídia de streaming é empurrado do centro para o cache do nó de serviço de borda da rede por meio da tecnologia CDN tradicional e, em seguida, a transmissão do nó de serviço de borda para o usuário adota a tecnologia P2P, e o escopo do P2P é geralmente controlado dentro do faixa de serviço do nó local. Se o conteúdo necessário ao usuário não estiver disponível no nó local, o nó irá solicitá-lo ao servidor central por meio da rede CDN e, em seguida, distribuí-lo ao usuário local P2P após obtê-lo localmente. Este modelo utiliza basicamente as respectivas características do P2P e CDN tradicionais. Por um lado, utiliza o recurso de alta garantia do serviço CDN para enviar para o nó de serviço mais próximo do usuário e, ao mesmo tempo, utiliza o escalabilidade do P2P para melhorar a capacidade de manutenção do nó.
No entanto, este tipo de mistura de P2P e CDN apenas faz uso de suas respectivas características externas. Em essência, o próprio P2P não foi transformado, o CDN não foi otimizado e sua própria arquitetura não foi fundida. É apenas equivalente a combinar o métodos de serviço das duas tecnologias.
A integração de P2P e CDN deve aproveitar ao máximo os melhores pontos de ambas as partes, não só podendo aproveitar ao máximo as respectivas vantagens nas diferentes fases em termos de serviços, mas também aproveitar as vantagens da outra parte para transformar e melhorar seus pontos fracos. Perfeito e finalmente unificado e sobreposto para formar uma plataforma de distribuição de conteúdo de mídia streaming verdadeiramente otimizada que integra CDN e P2P.
Huosanyun usa tecnologia P2P para otimizar e transformar a rede CDN. Na CDN tradicional, o link de dados do centro para o servidor de borda requer um investimento considerável, e a eficiência dos recursos não é alta, e a taxa de reutilização da largura de banda é baixa; além disso, no caso de cross-ISP, é difícil obtenha links suaves. Em resposta a este problema, Fire Umbrella Cloud organiza dispositivos de nó CDN de maneira P2P, usa serviços de diretório P2P e recursos de transmissão multiponto e realiza troca de conteúdo e backup mútuo entre dispositivos de nó CDN, melhorando assim a rede do centro para o A eficiência de transmissão de conteúdo da rede CDN do nó melhora a redundância do sistema, aumentando assim a capacidade de distribuição de conteúdo da CDN.
Ao mesmo tempo, o P2P também aproveita algumas vantagens da tecnologia CDN, introduz o mecanismo de gerenciamento e as capacidades de serviço do CDN na rede P2P, aumenta o status dos supernós e forma uma estrutura com o CDN como o núcleo do conteúdo confiável e P2P como mecanismo de extensão para aumentar o conteúdo e a experiência do usuário.Gerenciabilidade, ao mesmo tempo que torna o tráfego de rede mais ordenado.
Por um lado, Fire Umbrella Cloud usa tecnologia P2P para otimizar a camada central da rede CDN (do centro até a camada de servidor de borda) e usa tecnologia P2P para reorganizar os nós de serviço da arquitetura C/S original. , também integra a tecnologia CDN à rede P2P. Algumas vantagens a tornam mais controlável e gerenciável. Depois que as duas tecnologias são totalmente integradas, infiltradas e transformadas, as duas tecnologias são unificadas para formar um CDN e P2P verdadeiramente otimizado (o CDN da camada superior passou por uma transformação P2P para melhorar as capacidades de distribuição, e o P2P da camada inferior tem forte controlabilidade e recursos de gerenciamento).Uma plataforma de distribuição de conteúdo de mídia streaming totalmente integrada. 
5. Vantagens de usar arquitetura CDN + P2P integrada
Através da integração abrangente da tecnologia P2P e CDN integrada, a plataforma de distribuição de conteúdo de mídia streaming obterá as seguintes vantagens:
1. Reduza a pressão sobre a fonte de dados do nó central e reduza os custos. Se cada nó de serviço de uma CDN tradicional deseja obter os dados da fonte de dados do nó central, ele precisa acessar diretamente o servidor da fonte de dados, resultando em alta pressão na fonte de dados, alto consumo de largura de banda e falta de garantia para o link de dados do centro para a borda. Ao organizar os nós de serviço CDN de maneira P2P, as solicitações são processadas por pares e os nós podem compartilhar e armazenar dados em cache entre si por meio de P2P, o que reduz bastante a pressão na fonte de dados central e pode reduzir significativamente o tráfego das fontes de fluxo (servidor original e CDN), levando diretamente a uma entrega de vídeo mais econômica.
2. Melhorar a confiabilidade dos recursos de serviço do sistema e facilitar a implementação . O backup dos dados centrais é feito em vários pontos entre diferentes nós de serviço.Esta estratégia melhora a capacidade geral de redundância do sistema CDN e a capacidade de autorrecuperação dos serviços. A estabilidade do sistema é ainda melhorada. E como a transmissão P2P utiliza principalmente o protocolo WebRTC, este protocolo é compatível com todos os navegadores modernos. Portanto, é extremamente conveniente de implementar e também pode fornecer proteção adicional de privacidade para fontes de streaming.
3. Aumentar o número de nós que podem fornecer serviços e melhorar a flexibilidade do serviço. Compartilhe e armazene dados em cache entre si por meio de P2P, o que aumenta muito o número de nós que podem fornecer serviços e, ao mesmo tempo, torna o serviço dos nós de serviço mais flexível e inteligente. Por exemplo, na aplicação de streaming de mídia VOD, vários nós adjacentes podem armazenar em cache diferentes dados de streaming de mídia de acordo com certas regras.Se o usuário atendido pelo nó A solicitar para assistir o conteúdo armazenado em cache pelo nó B, o nó A e o nó B podem trocar dados através de P2P.Um nó fornece serviços aos usuários.
4. Aumento da escalabilidade do sistema e melhoria da eficiência do serviço. Uma rede CDN convergente fornece uma plataforma escalável para fornecer conteúdo a um público crescente. Comparado com um único fornecedor de CDN, ele fornece acesso a mais servidores, aumentando assim a capacidade dos visualizadores. Com mais servidores, o conteúdo de streaming de vídeo pode ser entregue a mais pessoas sem derrubar a rede. A distribuição de conteúdo subjacente é realizada pela tecnologia P2P, o que melhora muito a escalabilidade do sistema. O sistema geral tem boa flexibilidade para lidar com acessos repentinos e aleatórios do usuário e manter uma boa eficiência do serviço.
5. Melhore a capacidade de gerenciamento da rede e evite tráfego desordenado. O sistema limita estritamente o escopo do P2P à área de serviço de um determinado nó de serviço de borda, evitando os problemas de congestionamento da rede backbone e desordem de tráfego causados por muitas regiões cruzadas e ISPs causados pela tecnologia P2P tradicional. Capacidade de gerenciamento de rede aprimorada e alta confiabilidade de serviço. Além disso, através do cliente, o monitoramento do usuário e a supervisão do tráfego podem ser realizados.
6. Melhor qualidade de vídeo e melhor experiência do cliente. Sabemos que quanto mais PoPs na arquitetura CDN, menor será a distância de transmissão do sinal.Como um conhecido fabricante de CDN integrado na China, Huosanyun combina os nós de alta qualidade dos principais fabricantes de CDN, o que ajuda a manter a melhor qualidade de vídeo e reduzir o buffer. Isso é especialmente valioso para transmissões ao vivo e eventos virtuais.
7. Expandir a cobertura geográfica e alcançar mais públicos. Com redes CDN multiintegradas, você pode alcançar mais públicos em mais países. Por exemplo, um fornecedor de CDN pode ter a maioria dos seus servidores concentrados na América do Norte, enquanto os servidores de outro fornecedor podem estar espalhados pela Europa. Ao combinar os dois, você pode alcançar públicos em ambos os locais, dependendo do seu público-alvo.
8. Combinar regulamentações regionais atípicas para promover a disseminação global. Se você estiver transmitindo para um público internacional, a configuração especial do Fire Umbrella Cloud Fusion CDN certamente será útil. Conforme mencionado anteriormente, mais servidores em mais países podem ajudá-lo a alcançar um público maior. Ao transmitir para telespectadores em territórios atipicamente regulamentados, como China, Vietnã ou Rússia, incorporar uma estratégia de CDN é fundamental para o negócio. Nem todo CDN tem licença para contornar o Grande Firewall ou possui servidores de borda na China; portanto, ao adicionar um CDN que pode contornar o Grande Firewall à sua configuração de CDN convergente, sua empresa pode obter acesso a públicos e mercados.
9. Aumentar a largura de banda geral e fortalecer a segurança da rede .
Quando os pares enviam vídeos entre si, eles aumentam a largura de banda geral disponível para todos os usuários. Outro benefício de implementar uma solução CDN convergente ao mesmo tempo é que ela pode melhorar a segurança da sua configuração de streaming. Se um fornecedor de CDN sofrer uma falha de segurança, o próximo fornecedor de CDN intervirá e continuará a fornecer uma experiência de streaming segura. Assim como a distribuição de riscos ao investir, as emissoras e os provedores de conteúdo de vídeo podem ficar tranquilos sabendo que têm opções de segurança de backup.
6. Quais empresas precisam utilizar a solução integrada CDN+P2P?
Quase todas as empresas de transmissão/TV e provedores de conteúdo de vídeo que distribuem conteúdo para grandes audiências se beneficiarão da solução convergente CDN+P2P, especialmente aquelas com grandes audiências internacionais.
7. Onde encontrar um provedor CDN+P2P integrado adequado e precauções relacionadas?
A maneira mais fácil e direta é escolher um provedor de soluções que possa atender às suas necessidades e colocá-lo em uso, o que pode tornar sua carga de trabalho mínima.
Se você deseja desenvolver e construir o seu próprio ou encontrar um parceiro diretamente, existem algumas outras considerações que podem ajudá-lo:
1. Escolha o fornecedor de CDN certo . A escolha do fornecedor de CDN certo depende de suas necessidades, mas a primeira coisa a observar é a experiência e o histórico do provedor de CDN escolhido na entrega de vídeo. Por exemplo, alguns fornecedores de CDN não oferecem suporte à aceleração de streaming de mídia. Além disso, muitos fornecedores de CDN concentram-se apenas na aceleração de conteúdo em determinadas regiões, e nem todos os fornecedores de CDN têm o mesmo desempenho forte em todas as partes do mundo. Finalmente, um fator importante que precisa ser observado é o número de nós de rede do fabricante.Alguns fabricantes de CDN não possuem muitos nós, então a experiência não é boa.
2. Escolha DNS ou provedor de solução de gerenciamento de CDN convergente
Uma solução de gerenciamento de CDN convergente ou um provedor de DNS multi-CDN pode facilitar o gerenciamento de vários CDNs. Freqüentemente, esses provedores de soluções podem fornecer assistência com configuração, suporte de engenharia e suporte de integração. Diferentes soluções também podem ajudar a usar dados e algoritmos inteligentes para rotear o tráfego de rede da maneira mais eficiente.
3. Defina sua própria estratégia de roteamento de tráfego
Balanceamento de carga DNS
Existem alguns provedores de soluções DNS no mercado que permitem aos usuários personalizar suas regras de roteamento de tráfego. Depois de assinar todos os CDNs necessários, os CNAMEs de todos os CDNs serão copiados e colados nos registros DNS para que o servidor DNS possa determinar o CNAME (CDN) a ser usado para a solicitação com base nas regras de roteamento de tráfego, as regras de roteamento de tráfego mais comuns incluem round robin, circulação ponderada e geolocalização.
Balanceamento de carga baseado em monitoramento sintético/RUM
Alguns provedores oferecem esse serviço como um pacote, e a ideia básica é usar RUM e dados de monitoramento sintéticos como base para conduzir decisões de balanceamento de carga.
Os provedores de DNS que oferecem esse serviço normalmente lidam com isso no nível do DNS, o que significa que é muito semelhante à abordagem de balanceamento de carga do DNS, exceto que toma decisões de forma inteligente com base em dados reais de desempenho. Atualmente, o Fire Umbrella Cloud adota essa estratégia principalmente para lidar com esse problema, recebendo solicitações, medindo e retornando o melhor valor de CNAME ou IP ao DNS.
8. Conclusão
A integração da tecnologia P2P e CDN, por um lado, pode complementar os defeitos do seu próprio modelo de computação inato e transformar a arquitetura tradicional de CDN ou P2P; por outro lado, também pode combinar perfeitamente a capacidade de expansão do P2P com o confiabilidade e capacidade de gerenciamento do CDN. Ambos os aspectos oferecem uma oportunidade de realizar uma plataforma de distribuição de conteúdo que pode transportar aplicativos de distribuição e transmissão de conteúdo de ultra grande escala de classe de operadora.Huosanyun também espera fornecer a você uma melhor experiência em serviços de distribuição de conteúdo de mídia de streaming em grande escala.