八百里流媒體服務器系統邊緣集群

邊緣集群用于分發直播流和點播流。對于直播流,邊緣系統采用 內存緩存的模式(因為直播流的時效性強,數據過了時效就不會 再被觀看),在無任何磁盤IO下快速緩存和分發直播流。對于點 播流,邊緣系統將視頻數據緩存到磁盤,并且按照最近未使用 (LRU)的機制進行淘汰。

[ 主要特性 ]

跨地域部署

多地域部署,將數據按需緩存在最靠近觀眾的節點,讓觀眾以最快的響應速度觀看視頻內容;緩存數據,降低VMS負荷。

緩存數據,降低VMS負荷

除緩存視頻數據外,邊緣系統還對用戶、視頻的元數據進行緩存,將權限驗證的操作在邊緣系統中執行,降低VMS集群的負荷。

按需緩存,提供緩存性能

存儲集群和直播集群中存儲的內容大小遠大于一個特定地域的邊緣集群的存儲空間,單一邊緣集群不能也不必要緩存全部內容,而是按需地緩存觀眾需要觀看的內容;視頻內容按照一定的規則均勻緩存在邊緣集群的各個邊緣節點上;觀眾被調度到對應的邊緣節點上觀看,有利于集中資源訪問提高系統的緩存性能。

按優先級排序,允許設置多個邊緣上游

邊緣集群的上游可以是另外一個邊緣集群,也可以是數據源(存儲集群和直播集群);邊緣集群的上游可以有多個,按優先級排序,當某個上游集群出現故障或與某個上游集群通信鏈路出現問題時可以使用備份的上游;跨集群傳輸視頻內容數據時只允許傳輸一份,以降低跨集群傳輸的成本。

主動緩存策略

按需緩存只緩存用戶觀看的視頻數據;主動緩存則主動將指定的視頻緩存到邊緣集群,防止大量的未緩存視頻被觀看導致按需緩存機制觸發大量的回源操作而堵塞集群之間的通信鏈路。

支持緩存清理

提供API清除特定視頻或視頻元數據的緩存。

支持多種協議

邊緣集群和邊緣集群之間支持:HTTPS協議、HTTP協議、RTMP協議、RTMFP協議;邊緣集群和播放器之間支持:HTTP協議、RTMP協議、RTMFP協議。

[ 系統架構圖 ]

[ 產品架構亮點 ]

邊緣中心集群

1.對用戶元數據、視頻元數據進行緩存;
2.提供主動緩存和緩存清理接口;
3.根據用戶元數據和視頻元數據校驗用戶播放權限;
4.播放統計數據的匯聚點:由邊緣節點產生的播放統計數據匯報到邊緣中心,邊緣中心匯總后再匯報到VMS集群;
5.管理并監控邊緣節點集群,記錄各個節點的狀態(帶寬、內存、CPU、磁盤IO、是否宕機);
6.按節點狀態和視頻路徑調度用戶到合適的邊緣節點上播放。

邊緣節點集群

1.按需緩存視頻內容數據;
2.執行邊緣中心請求的主動緩存;
3.執行邊緣中心請求的緩存清理;
4.匯報播放統計數據,包含:視頻播放次數增量、播放耗費流量增量、播放所使用的協議、播放客戶端類型、播放連接數;
5.支持各種協議將視頻內容傳輸到下游邊緣集群或播放器:HTTP協議、RTMP協議、RTMFP協議。部署時,同一個邊緣集群的邊緣中心和邊緣節點要求部署在同一個IDC中,邊緣中心和邊緣節點之間使用高速的內部交換機互聯。如果一個地域觀眾較多,可在這個地域的不同IDC部署另外的邊緣集群。一個邊緣集群中的邊緣節點數量取決于該IDC能分配給邊緣集群的帶寬和該地域的觀眾數量。

[ 邊緣調度算法的優勢 ]

邊緣調度算法的優勢
1 無需I/O讀寫只是簡單快速的運算法則;
2 將一個物理節點虛化為哈希環上的4個點,在節點較少的情況下有效的均分負載;
3 將一個物理節點虛化為哈希環上的4個點,在節點較少的情況下有效的均分負載;
4 考慮了節點負載,當某個視頻熱度非常高時,自動分配到下一個節點;
5 具備了負載均衡和高可用性的特性;
6 當增加邊緣節點或移除邊緣節點時不會破壞全部緩存,只影響與變化節點在哈希環上相鄰的邊緣節點。分發協議包含HTTPS協議、HTTP協議、RTMP協議以及RTMFP協議分發協議。

[ 分發協議 ]

分發協議包含HTTPS協議、HTTP協議、RTMP協議以及RTMFP協議。

分發協議
HTTPS協議用于安全地傳輸敏感的控制信令和數據,分發系統使用雙向認證的HTTPS協議傳輸 1.從VMS集群中調取的用戶元數據、視頻元數據;
2.VMS集群發出的主動緩存指令和緩存清理指令;
3.VMS集群發出的各種分發系統配置參數。
HTTP協議用于視頻內容傳輸,該協議兼容性好,防火墻穿透性好,所有的瀏覽器以及CDN(內容分發網絡)提供商都支持HTTP協議;在分發系統中HTTP協議主要用于RTMFP協議被限制或不支持的場合。
RTMP協議是Real Time Messaging Protocol(實時消息傳輸協議)的簡稱,該協議基于TCP,是一個協議族,包括RTMP基本協議及RTMPT、RTMPS、RTMPE等多 種變種。RTMP是一種被設計用來進行實時數據通信的網絡協議,主要用于在Flash/AIR平臺和支持RTMP協議的流媒體/交互服務器之間進行音視頻和數據通信。在分 發系統中,RTMP協議主要用于傳輸實時性要求高的視頻內容;雖然它也可以傳輸非實時內容,但非實時內容可用兼容性更好的HTTP協議替代。
RTMFP是Adobe公司開發的一套新的通信協議,全稱Real Time Media Flow Protocol;該協議可以讓使用Adobe Flash Player的終端用戶之間進行直接通信。RTMFP 協議類似RTMP,但是基于UDP,沒有TCP的大延遲和丟包敏感等缺陷,更適合用于傳輸實時內容。在分發系統中,如果對方支持RTMFP則優先使用。RTMFP在傳輸 實時內容和非實時內容都比基于TCP的HTTP協議和RTMP協議更好,在丟包率高的場合能得到更高的傳輸速率。
邊緣數據緩存方式
內存緩存 時效性短的適用內存緩存,包括直播分片、直播索引、時移索引、實時視頻流。
硬盤緩存 時效性長的數據適用磁盤緩存,包括時移分片、點播分片、點播索引。
主動緩存 主動緩存是指預先將指定的視頻內容分發到特定的邊緣集群上,觀眾觀看時無需再向上游索取。
按需緩存 按需緩存是指當播放器需要加載指定的視頻分塊時,在邊緣節點上,如果視頻分塊尚未被緩存則立即向上游發起數據請求,在響應給下游(播放器) 的同時對視頻分塊進行緩存。
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