一種利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的cdn加速系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音視頻等實(shí)時(shí)內(nèi)容分發(fā)的架構(gòu)及方法，尤其涉及一種CDN動(dòng)態(tài)加速的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)的用戶(hù)不斷增多，用戶(hù)對(duì)音視頻直播畫(huà)質(zhì)/音質(zhì)的要求不斷提升，直播內(nèi)容的碼流不斷提升，同時(shí)在線(xiàn)人數(shù)也不斷增加，帶寬和并發(fā)在線(xiàn)人數(shù)的要求漸漸成為制約這項(xiàng)業(yè)務(wù)的瓶頸。以1Mbps的碼流計(jì)算，1G的帶寬僅能支撐1000個(gè)用戶(hù)并發(fā)，而要保證1百萬(wàn)用戶(hù)的同時(shí)在線(xiàn)，就需要1000G的帶寬，對(duì)于單一的直播節(jié)目來(lái)說(shuō)，這個(gè)費(fèi)用是非常高昂的。另一方面，1百萬(wàn)的并發(fā)流式訪(fǎng)問(wèn)，對(duì)普通的服務(wù)器的性能來(lái)說(shuō)也是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。所以當(dāng)前通常采用服務(wù)器分層加客戶(hù)端p2p的技術(shù)來(lái)分擔(dān)并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)的人數(shù)同時(shí)將服務(wù)器的一部訪(fǎng)問(wèn)轉(zhuǎn)移到客戶(hù)端，從而減輕訪(fǎng)問(wèn)壓力和降低帶寬的消耗。例如專(zhuān)利CN201510150133.1就采用了這種⑶N+P2P的架構(gòu)，播放器(客戶(hù)端)之間作為P2P分組，而服務(wù)器之間采用源服務(wù)器+CDN分發(fā)服務(wù)器這樣的分層組網(wǎng)。源服務(wù)器將直播內(nèi)容復(fù)制若干份，分發(fā)到邊緣的CDN服務(wù)器，每個(gè)CDN服務(wù)器負(fù)責(zé)一部分的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)通過(guò)部署P2P的支撐服務(wù)器(tracker，NAT穿透)，將客戶(hù)端組成不同的網(wǎng)絡(luò)，客戶(hù)端之間可以互相訪(fǎng)問(wèn)，也可以直接請(qǐng)求⑶N服務(wù)器。
[0003]基于這種架構(gòu)，進(jìn)一步的可以將⑶N服務(wù)器和P2P支撐服務(wù)器按照運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)/或者是地域劃分為不同的自治域(AS)，形成若干p2p子網(wǎng)，如專(zhuān)利CN201510006008.3中所提及的組網(wǎng)方式。AS內(nèi)部是域內(nèi)連接，AS之間還有少量數(shù)據(jù)傳輸，屬于域間連接。
[0004]在云計(jì)算虛擬化領(lǐng)域，通過(guò)虛擬化的技術(shù)將分布式的閑散的計(jì)算資源，存儲(chǔ)資源組織起來(lái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)路由交換，再封裝成一個(gè)整體并虛擬成一個(gè)單一的虛擬機(jī)給用戶(hù)使用，也是當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)，例如專(zhuān)利CN201410468455.6，就提供了一種虛擬化的存儲(chǔ)解決方案。通過(guò)在服務(wù)器上安裝虛擬器的控制單元，控制本地的文件系統(tǒng)，并接受來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的集中調(diào)度，若干服務(wù)器的存儲(chǔ)被虛擬化成一個(gè)大的存儲(chǔ)，對(duì)外提供統(tǒng)一的訪(fǎng)問(wèn)接口。即外部調(diào)用存儲(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)的接口，或者是計(jì)算的接口，通過(guò)集中調(diào)度，將存儲(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)或者是計(jì)算需求分配給某一個(gè)節(jié)點(diǎn)，完成任務(wù)后再返回結(jié)果給接口。
[0005]盡管采用了⑶N+P2P的方式，有效地增大了直播服務(wù)的規(guī)模，降低了帶寬的消耗，但是這種技術(shù)也面臨一些問(wèn)題，第一是這種架構(gòu)依然需要消耗一定規(guī)模的⑶N帶寬。例如在直播開(kāi)始時(shí)，客戶(hù)端需要先有一定量的CDN帶寬消耗，才能帶動(dòng)P2P的訪(fǎng)問(wèn)，即客戶(hù)端需要先有一定數(shù)量的內(nèi)容來(lái)自CDN服務(wù)器，才能在客戶(hù)端之間進(jìn)行P2P的互動(dòng)；客戶(hù)端是不穩(wěn)定的，它可以隨時(shí)退出P2P網(wǎng)絡(luò)，如果是關(guān)鍵的P2P節(jié)點(diǎn)退出P2P網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)導(dǎo)致有突發(fā)的較大的CDN訪(fǎng)問(wèn)；如果并發(fā)用戶(hù)數(shù)量不足，客戶(hù)端依然需要直接使用CDN的帶寬。第二是這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是與應(yīng)用綁定的，也就是說(shuō)選定好客戶(hù)端的程序，就會(huì)決定了 CDN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的程序以及組網(wǎng)架構(gòu)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層次間的耦合度較大。
[0006]另一方面，目前的虛擬化實(shí)踐中，通常是將小單元的計(jì)算能力(CPU)，存儲(chǔ)能力匯聚起來(lái)，通過(guò)一個(gè)控制模塊發(fā)送任務(wù)給某些個(gè)小單元，然后完成后再匯聚成一個(gè)大的任務(wù)結(jié)果。對(duì)于零散帶寬資源的聚合，則沒(méi)有對(duì)應(yīng)的實(shí)踐方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出了一種新型的架構(gòu)方案，依托于布置在互聯(lián)網(wǎng)最后一英里的特殊設(shè)備，具體的如某種可以利用上下行富余帶寬的網(wǎng)絡(luò)接入路由器，或者是裝有虛擬化程序并且能上網(wǎng)的電子設(shè)備等，其特征是對(duì)計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力要求不高，但是在運(yùn)營(yíng)商的帶寬利用上，處于用戶(hù)側(cè)個(gè)人電腦的上一層，能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定接入互聯(lián)網(wǎng)，故而能夠更好的利用運(yùn)營(yíng)商的上/下行的帶寬。將這些設(shè)備通過(guò)虛擬化的方式集中起來(lái)，提供各種可以定制化的服務(wù)。
[0008]在本發(fā)明中，這些設(shè)備都用物理設(shè)備RD表示(real device),他們一起組成一個(gè)虛擬服務(wù)器VM (virtual machine)。RD在本發(fā)明中被看成是一個(gè)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的容器，SP它可以安裝任何滿(mǎn)足要求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序(RD APP)，另一方面它又是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬的輸出單元，就是說(shuō)RD可以向互聯(lián)網(wǎng)提供帶寬資源。在這些RD上都安裝有一個(gè)agent代理程序，即RD上設(shè)置有agent模塊，agent模塊的作用是監(jiān)控RD的狀態(tài)，主要是RD上下行帶寬狀態(tài)，獲取RD的運(yùn)行負(fù)載，向RD發(fā)送指令。在agent的上邊，是虛擬化的API，是連接RD和虛擬化調(diào)度單元的橋梁。裝有相同服務(wù)程序的RD會(huì)被組織成一個(gè)大的虛擬服務(wù)器，提供上文所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。對(duì)于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(rtmp/http/rtsp/hls/p2p協(xié)議)訪(fǎng)問(wèn)VM的客戶(hù)端來(lái)說(shuō)，他感受到的就是一個(gè)真實(shí)的服務(wù)器。對(duì)于使用上層UI界面的調(diào)用者來(lái)說(shuō)，他管理的也就是一個(gè)個(gè)的真實(shí)服務(wù)器。
[0009]本發(fā)明提供的一種利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的⑶N加速系統(tǒng)，包括:⑶N服務(wù)器、虛擬服務(wù)器及客戶(hù)端，
[0010]所述⑶N服務(wù)器用于將數(shù)據(jù)下發(fā)到所述虛擬服務(wù)器；
[0011]所述虛擬服務(wù)器用于將接收到的數(shù)據(jù)分發(fā)至客戶(hù)端；
[0012]其中，所述虛擬服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有物理設(shè)備RD，所述物理設(shè)備RD用于將上下行富余的帶寬集合起來(lái)。
[0013]進(jìn)一步地，所述虛擬服務(wù)器進(jìn)一步還包括虛擬化的API，所述虛擬化的API用于根據(jù)客戶(hù)端的請(qǐng)求返回最佳物理設(shè)備RD。還包括虛擬化調(diào)度單元，所述虛擬調(diào)度單元用于向所述虛擬服務(wù)器發(fā)送調(diào)度信息，所述虛擬服務(wù)器進(jìn)一步還包括虛擬化的API，所述虛擬化的API用于實(shí)現(xiàn)所述物理設(shè)備RD與虛擬化調(diào)度單元的交互。所述客戶(hù)端是支持P2P的客戶(hù)端或不支持P2P的客戶(hù)端。
[0014]進(jìn)一步地，所述虛擬服務(wù)器進(jìn)一步還包括agent模塊，所述agent模塊用于控制物理設(shè)備RD之間的交互。
[0015]進(jìn)一步地，所述虛擬服務(wù)器進(jìn)一步還包括RD APP模塊，所述客戶(hù)端為支持P2P的客戶(hù)端，客戶(hù)端之間組成P2P網(wǎng)絡(luò)；所述RD APP模塊用于將物理設(shè)備RD加入到客戶(hù)端P2P網(wǎng)絡(luò)中，使物理設(shè)備RD與其它RD APP及客戶(hù)端P2P節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0016]進(jìn)一步地，還包括云端輔助系統(tǒng)，所述虛擬服務(wù)器用于與云端輔助系統(tǒng)進(jìn)行通信，獲取來(lái)自源站的信息。
[0017]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的⑶N加速方法，包括:
[0018]6.一種利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的⑶N加速方法，其特征在于，包括:
[0019]S1、⑶N服務(wù)器將數(shù)據(jù)下發(fā)到虛擬服務(wù)器；
[0020]S2、虛擬服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)分發(fā)至客戶(hù)端；
[0021]S3、所述虛擬服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有物理設(shè)備RD，所述物理設(shè)備RD將上下行富余的帶寬集合起來(lái)。
[0022]進(jìn)一步地，所述虛擬服務(wù)器進(jìn)一步還包括虛擬化的API，所述虛擬化的API根據(jù)客戶(hù)端的請(qǐng)求返回最佳物理設(shè)備RD。
[0023]進(jìn)一步地，所述虛擬服務(wù)器進(jìn)一步還包括agent模塊，所述agent模塊控制物理設(shè)備RD之間的交互。所述客戶(hù)端是支持P2P的客戶(hù)端或不支持P2P的客戶(hù)端。
[0024]進(jìn)一步地，所述虛擬服務(wù)器進(jìn)一步還包括RD APP模塊，所述客戶(hù)端為支持P2P的客戶(hù)端，所述RD APP模塊用于將物理設(shè)備RD加入到客戶(hù)端P2P網(wǎng)絡(luò)中