YD T 3882-2021 内容分发网络技术要求 功能体系架构.pdf
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1、 3333 ICS 33.160.60 M 32 中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准 YD YD/T 内容分发网络技术要求 功能体系架构 The technical requirements for content distribution network functional architecture (报批稿) -发布 -实施 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发布 前 言 本标准是内容分发网络技术要求系列标准之一。该系列标准的结构和名称预计如下: 内容分发网络技术要求 应用场景与需求 内容分发网络技术要求 功能体系架构 内容分发网络技术要求 内容路由
2、 内容分发网络技术要求 功能性框架 内容分发网络技术要求 边缘服务节点 内容分发网络技术要求 内容中心 内容分发网络技术要求 业务流程 内容分发网络技术要求 接口 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国通信标准化协会提出并归口。 本标准起草单位 : 中国电信集团有限公司、中国信息通信研究院、中兴通讯股份有限公司、网 宿科技股份有限公司 、 中国联合网络通信集团有限公司 、 中国移动通信集团有限公司 、 华为技术有 限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司、上海百视通网络电视技术发展有限公司
3、本标准主要起草人 : 陈戈、聂秀英、缪川阳、唐宏、乔治、倪伟、梁洁、吕超鑫、张尧烨、顾 方方、张立杰 YD/T ii 目 次 前 言 .I 1. 范围 .1 2. 术语、定义和缩略语 .1 2.1. 术语和定义 .1 2.2. 缩略语 .1 3. 概述 .2 3.1. 逻辑功能平面 .2 3.2. CDN 共享方式 .3 4. 功能体系架构 .4 4.1. 功能体系架构 .5 4.2. 各功能模块的功能 .5 4.3. 周边系统 .8 4.4. 接口要求 .8 5. 功能要求 .10 5.1. 内容接入机制 .10 5.2. 业务接入机制 .12 5.3. 内容分发机制 .13 5.4. 媒体
4、服务机制 .14 6. 鉴权要求 .15 6.1. 服务鉴权机制 .15 6.2. 终端鉴权 .16 6.3. 回源鉴权 .17 YD/T iii 7. 业务流程 .17 8. 用户请求重定向技术要求 .18 YD/T 1 内容分发网络技术要求 功能体系架构 1. 范围 本标准规定了内容分发网络的体系架构、功能要求、鉴权要求、业务流程及用户请 求重定向等方面的内容。 本标准适用于内容分发网络。 2. 术语、定义和缩略语 2.1. 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1.1 CDN 节点 CDN node CDN 的逻辑功能单元 , 基于统一的资源管理和调度 , 能够通过共享资源向用户
5、提供服 务的一组 CDN 设备逻辑上可看成一个 CDN 节点。 CDN 节点可以支持一种或多种服务协议 。 2.1.2 CDN 设备 CDN device 组成 CDN 节点的物理实体单位,如流媒体服务器、缓存服务器、调度服务器、内容 管理服务器等等。 2.2. 缩略语 下列缩略语适用于本文件 BMS 业务管理系统 Business Management System CMS 内容管理系统 Content Management System CDN 内容分发网络 Content Delivery Network CP 内容提供者 Content Provider DNS 域名系统 Domain
6、 Name System HTTP 超文本传送协议 Hyper Text Transfer Protocol YD/T 2 RR 请求路由 Request Routing RTSP 实时流媒体协议 Real-Time Streaming Protocol SLB 服务负载均衡 Service Load Balancing SOAP 简单对象访问协议 Simple Object Access Protocol SP 业务提供者 Service Provider TS 传输流 Transport Stream TSTV 时移电视 Time Shifted TV URL 统一资源定位符 Unifor
7、m Resource Locator 3. 概述 3.1. 逻辑 功能平面 CDN 从功能上可分为三个逻辑功能平面:管理平面、调度平面、数据平面, CDN 逻辑功能平 面示意图如图 1 所示。 图 1 CDN 逻辑功能平面示意图 CDN 管理平面主要实现业务管理、网络管理、分发策略管理、内容接入管理、回源分发管理 等一系列功能,管理、 监控并保障 CDN 网络承载业务的高效运营。 内容回源 内容管理 内容接入 内容转码 内容缓存 访问控制 媒体服务 直播录制 网络管理 回源分发 管理 内容接入管理 RTSP 调度 HTTP 调度 DNS 调度 分发策略管理 调度平面 ( 请求调度 ) 业务 管
8、理 管理平面 ( 管理和监控 ) 内容存储内容分发 数据平面 ( 内容分发与服务 ) 内容路由 内容定位 YD/T 3 CDN 调度平面主要实现用户服务请求调度 ( 包括 DNS 调度 、 HTTP 调度 、 RTSP 调度 ) 、 内容定 位、内容路由等功能,通过控制用户服务请求的调度,实现对用户的就近及有保障的服务。 CDN 数据平面主要是内容分发与服务实体,主要负责为用户提供媒体服务、内容分发,包括 媒体内容存储、内容缓存、内容分发、内容转码、媒体服务等功能。 其中数据平面在管理平面的管理和控制下实现内容分发和推送 , 在调度平面对用户请求的调 度和控制下完成各种用户服务。 3.2. C
9、DN 共享方式 当 CDN 覆盖范围或能力不足时, 多个 CDN 可以互连以实现 不同 CDN 分发与服务能力的共享 。 根据服务的场景及各 CDN 的功能与性能不同, CDN 互连可选择不同的架构,典型的互连架构 可分为以下两种: a) 并联: 源站同时接入多个 CDN,通过用户请求调度层面进行流量分配, 不同 CDN 共同承 载内容分发服务。 并联逻辑示意图如图 2 所示。 图 2 CDN并联逻辑示意图 请求调度 分发服务 CDN 管理 CDN 1 请求调度 分发服务 CDN 管理 CDN 2 原始内容 服务器 客户授 权 DNS 源站 内容管理 系统 用户请求调度 Cname YD/T
10、4 需要 CDN 承载业务的业务系统把用户流量 通过 Cname 引导到一个用户请求流量调度系统 , 由 该调度系统把请求 分配至不同 CDN。 不同 CDN 间不进行内容的分发与服务互联,均需与源站系统 进行互联实现内容注入 , 或分别回源获取内容 , 再独立进行分发服务 。 在一个区域内引入多家 CDN 服务提供商向用户提供 CDN 服务时,一般采用这种互连方式。 b) 级联 : 源站接入上游 CDN, 上游 CDN 再进一步和下游其他 CDN 对接 , 上游 CDN 和下游 CDN 除调度层面外, CDN 内容分发与服务层面也进行互连, 共同组成一张统一的 CDN 网络。 级联逻辑示意图
11、如图 3 所示。 图 3 CDN级联逻辑示意图 需要 CDN 承载的业务系统只对接一个 CDN( 上游 CDN), 向该 CDN 注入内容或由该 CDN 向源 站获取内容, 并由该 CDN 决定用户调度和内容分发策略, 把用户请求调度到其他下游 CDN,再由 下游 CDN 通过 CDN 间的分发服务或回源接口实现 上下游 CDN 间的互联获取内容 , 向最终用户提供 服务 。 为保证服务质量 , 需要服务的内容也可以通过内容预注入的方式通过上游 CDN 提前注入到 下游 CDN 中。 4. 功能体系架构 4.1. 功能体系 架构 CDN 功能体系架构图及相关接口如 图 4 所示。 CDN 主要
12、由内容中心节点、汇聚节点、边缘服 用户请求调度 分发服务 CDN 管理 下游 CDN 用户请求调度 分发服务 CDN 管理 上游 CDN 原始内容 服务器 客户授 权 DNS 源站 内容管理 系统 Cname 请求调度分发服务 / 回源 YD/T 5 务节点、运维管理及运营管理及适配功能模块组成。 图 4 CDN 总体架构 4.2. 各功能模块的功能 4.2.1 内容中心节点 内容中心节点 主要负责和业务系统对接实现 CDN 内容接入 、 管理 、 存储和主动分发到 CDN 网 络各媒体服务节点中。具体包含以下功能: a) 内容接入 : 根据 CMS 的内容注入指令获取指定内容并,注入到内容存
13、储上并在内容管理 模块进行登记; 或者不通过 CMS 注入内容,而是使用回源方式接入内容源。 b) 内容分发:根据内容管理模块的调度策略进行内容的分发传送; c) 内容路由( SLB):接收下级节点的内容定位与请求,进行内容,并根据负载均衡策略 分配合适的设备提供服务,对节点内设备进行负载均衡; d) 内容存储 : 根据内容管理模块中的策略存放在线媒体内容,并可根据缓存策略存放、更 新媒体内容; CDN 业务系统 运维管理 ST B / PC / 互联网电视 / 移动终端 内容中心节点 CP / SP 源站 门户 SP 内容管理系统 运营管理及 适配 SP 业务 管理 承载网 网络管 理 统计
14、 报表 汇聚节点 边缘服务节点 内容路由 ( SL B ) 内容处理 内容接入 内容分发 内容存储 内容路由 ( SL B ) 内容分发 内容缓存 内容服务控制 内容服务 客户授权 DNS原始内容服务器 全局内容路由 GSL B RR 节点 管理 a 内容 管理 内容缓存 内容路由 ( SL B ) 系统 日志 计费 管理 承载网 C A B b F d l i c j o , k , j n e m f E G g h D CNAME CDN 业 务管理 CDN 网 络管理 路由 策略 p 证书 管理 递归迭代 应用层重定向 就近 判断 健康 判断 重定向 内容处理 Lo cal DNS Y
15、D/T 6 e) 内容处理:对注入的内容进行预处理,如切片、转码、转封装等处理。 4.2.2 汇聚节点 汇聚节点主要负责汇聚边缘服务节点的流量,减少回源流量。具体包含以下功能: a) 内容分发:根据内容管理模块的调度策略进行内容的分发传送; b) 内容路由( SLB):接收下级节点内容定位与请求,进行内容寻址,并根据负载均衡策 略分配合适的设备提供服务,对节点内设备进行负载均衡; c) 内容缓存:根据缓存策略存放、更新媒体内容; 4.2.3 边缘服务 节点 作为 CDN服务的主要实体 , 主要负责接收终端请求 , 校验并向用户提供本地缓存的内容服务 , 如果内容未命中则向汇聚节点获取并缓存内容
16、,或向上级重定向后提供服务。 具体包含以下功能: a) 内容服务控制: 根据内容 ID 进行内容服务节点的查找; b) 内容路由( SLB):接受终端服务请求,并根据内容路由结果和节点状态、负载 均衡策略等控制边缘服务节点向终端提供边缘服务 , 对节点内设备进行负载均衡 , 并提供节点故障切换; c) 内容服务 : 为各业务终端提供各类内容服务, 如 Web 服务、流媒体服务、下载服 务; d) 内容处理:对注入的内容进行预处理,如切片、转码、转封装等处理。 e) 内容缓存:根据缓存策略存放、更新媒体内容; 4.2.4 全局内容路由 作为 CDN入口,主要负责根据调度策略对用户请求进行统一调度
17、。请求调度可区分为全局请 求调度节点和区域请求调度节点,区域节点负责提供区域入口及区域内 CDN服务的调度,全局节 点负责不同区域的调度。具体包含以下功能: a) 负载均衡:接收用户请求, 对节点内 RR 设备进行负载均衡,选择合适的设备提 供服务; b) DNS 调度 : 基于 DNS 协议实现的域名解析层面的用户请求调度,根据调度策略将 用户请求调度到下级 RR 或边缘服务节点,可选,一般用于骨干层面的全局用户 请求调度; c) RTSP 调度: 基于应用层 RTSP 重定向实现的用户请求调度 YD/T 7 d) HTTP 调度: 基于应用层 HTTP 重定向实现的用户请求调度 e) 调度
18、策略管理: 定义 CDN 用户请求的调度策略; f) 节点状态管理: 查询和管理 CDN 各节点的负载情况,作为调度的基本信息; g) 内容视图管理 : 管理所辖区域内 CDN 各节点内容的分布情况 , 可选 , 当 RR 和 SLB 合设时需要配置。 4.2.5 运维管理 负责对 CDN 的 端到端业务质量监控 、 故障分析定界 、 内容管理等功能 , 实现对 CDN 上承载业 务的监控和管理 具体包括以下功能: a) 内容管理: 负责内容在 CDN 内各项属性的信息登记与管理, 包括内容 ID、媒体 元数据信息、生命周期、内容状态、“推”策略、内容更新策略等功能; b) CDN 网络管理:
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