TamronOS IPTV系统中大型运营商集群部署解决方案(针对10万已上在线并发)

        TamronOS IPTV系统真对大用户数,大流量,高并发应用场景开发。完美解决国内10万用户在线以上的中型宽带运营商对于IPTV系统产品的需求。基于intel DPDK技术和多服务器集群部署方案,可满足用户分流、节目源分流、分布式存储等多种集群部署方案。主动式分流控制系统,有效解决用户负载不均衡导致用户的登录到集群中某一台服务器上导致拥堵的问题。同时通过对点播系统的分布式存储和切片输出,有效保证了点播内容的快速缓存和分发。

结构原理图(用户分流模式):

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方案介绍:

        本方案的直播点播部分分别由一台主服务器和3台分布式节点服务器组成,其中直播部分,由直播主服务器完成对节目源的采集、编码、码率梳理等操作,然后分发给三台直播节点服务器,再由节点服务器分发到用户(主服务器不参与用户分发内容)。每台节点服务器可配置2至8张万兆网卡,每个万兆口带机量为8000用户,以每台服务器4个万兆口计算,可同时承载9.6万用户在线,后期如用户增加,仅需要扩展三台节点服务器的万兆口数量,即可在极少成本情况下,让带机量翻倍。在架构上并没有对直播节点服务器的限制,通过扩展节点服务器的数量可承载更多用户。

        点播部分,由主点播服务器与分布式存储节点服务器组成,其中主点播服务器承担资源采集,任务分配管控,数据库服务等业务的同时,自身也可作为一个存储节点使用,每台节点服务器存储不同的内容(针对热点内容,例如用户观看率高的内容,系统会自动将内容片源分发到其他节点服务器上共同存储得以减少拥堵的情况),每台节点服务器可安装最大96TB的存储硬盘,最大可获得384T的存储空间。保证了影库的丰富性,同时基于TamronOS的MHLS分发技术,有效减少对存储硬盘的读取量,降低磁盘IO繁忙度。每台节点服务器可配置4到8个万兆口,每个万兆口带机量为1.2万用户。以每台服务器4个万兆口计算,4台服务器(含主点播)最大可承载19.2万用户同时观看。

        方案优势,用户分流模式主要针对于,频道数量相对较少(150-200套直播频道的场景),用户数量大的环境使用,可通过增加节点和服务器网口的方式无限制扩展带机量。由于主直播系统并不参与用户分发,每台节点服务器对于主直播来说仅相当与频道数量相等的用户量(假设主直播采集150套直播,那么每增加一台节点服务器就相当于增加了150用户的负载量,所以在后续扩展节点服务器时,也需要考虑频道数量*节点服务器数量后不要超过主直播服务器单网口的最大承载量,如超过则需要扩展主服务器的网口数)。点播系统并不存在这个问题,点播系统相当于分布式存储方案(在实际应用中,点播采用分布式存储的方式是带机量最高的),故而增加点播节点服务器不会对主点播造成压力。目前该方案在国内、国外多个客户的网络中已经实际使用,并稳定运营2年以上(实际运营中,湖南某广电网络用户约为25万在线(含手机端),目前已稳定运营19个月。)

方案实例:

        河北某民营宽带企业,该公司在河北省设立有多个分公司,总用户量大约为15万用户,其中节目源集中在石家庄核心机房进行采集,IPTV网络需要覆盖到石家庄市周边的几个乡镇和县城。核心机房节目源采集数量为120套直播。核心机房到各个分机房的链路,均为租用综合通讯线路,均为千兆光路。用户上网带宽由各县市区分公司就近采购,radius计费系统在核心机房统一部署。但由于客户前期已经花费较大投资采购正版节目源前端设备,不想在各分机房采购,故而寻求TamronOS的IPTV系统分布式解决方案。

        客户需求;在核心机房建立节目源采集分发系统,通过连接各县市区分机房的传输光路(1G)将内容分发给其他分机房,要求总带宽占用率不超过700M,预留部分带宽用于radius计费系统通讯、远程管理和部分文件传输。分机房所属的县市区存在部分县市区级电视台,需要就近采集,同时还能根据需求把就近采集的内容分发给核心机房后再分发给其他县市区(总量不超过15套),对IPTV系统的用户管理、广告管理、APK管理都进行集中管控。各分机房独立建设点播服务器,每台服务器存储容量40TB。

TamronOS实施方案原理图:

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        方案解析,直播主系统通过核心机房的正版前端设备采集117套直播源,打包成复用流(关于复用流的意思请参考我们在产品介绍中关于组播与单播的相关文章),三个分机房均增加一台标清编码器(县级频道无高清),采集当地县级电视台内容回传到核心机房,最终核心机房得到120套直播内容,最终生成的复用流,实测为350-400M左右,远远小于客户要求的不超过700M带宽占用。各个分机房通过vlan100接收核心机房的复用流,到本地进行解复用后还原成MHLS流媒体输出给终端用户。由于客户需求中对点播不要求大规模矩阵式存储,故采用各个分机房独立部署点播系统的解决方案,每个分机房独立部署一台点播系统,存储空间40TB。按照规划1G光路中,我们预留100M作为radius计费系统的通讯需求(TamronOS认证计费系统),100M作为文件传输和远程管理带宽。按照高峰分析原则,加上复用流的双向带宽占用,尚不足700M。因此我们单独为客户开发了一个分发模块,从1G的传输链路中拿出100M的动态带宽作为VIP点播内容分发需要。通过该功能管理员仅需在任意一台点播服务器手动添加影片后,系统会自动同步到其他几台点播服务器中,避免了一台一台手动添加的麻烦。‘通过多个机房管理员也可协同工作,让影片库更加完善。

        实例详情:该项目实施地点为河北省石家庄市,实施时间为2018年5月,由于未取得客户同意,这里不公布客户公司名称和相关联系方式。整个项目从签约到最终实施调试完毕共计一周时间,目前已稳定运行13个月,TamronOS的产品和服务也得到了客户的认可。


针对总高峰期在线人数不超过5000用户的网络环境,可以使用如下方案进行机房建设(本方案核心路由使用Panabit)。


系统拓扑图



方案优势


1、使用Panabit做外网线路接入,带宽叠加,配合流控策略和应用路由对上网策略进行整体优化。
2、TamronOS认证计费系统提供账号管理认证计费、小区模型监控。同时用户还可以通过网上营业厅自助办理各种业务。
3、TamronOS IPTV系统,完美解决电视直播和视频点播,可采集卫星电视源和运营商的iptv节目源。
4、点播采集系统完全自动下载自动更新自动入库无需人工干预,与13大视频网站同步更新。
5、使用Panabit ixcache免费版缓存系统,用户仅需投资硬件即可实现。

  • TamronOS针对小型网络环境推出的一体化小型运营商系统,一台服务器完美解决、带宽叠加、策略路由、PPPOE Server、认证计费、缓存、图片加速、IPTV,投资小设备功耗低,功能强大。

     小型运营商系统结构  



     小型运营商系统拓扑图  
     


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