中国网通高速互联网络示范工程3166.pdf
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1、 大量的管理资料疯狂下载 大量的管理资料疯狂下载 中国网通高速互联网络示范工程 宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 2000 年 5 月 目 录 宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 1 页 共 24 页 目录1 前言2 1.宽带多媒体业务需求.3 2.宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案设计.4 2.1网络结构.4 2.2视频服务器的选择.5 2.3试验用 VOD Server配置说明5 2.4 城域网 VOD Server 配置说明.6 附件:SGI的多媒体视频点播/直播系统简介8 1.SGI先进的服务器技术.8 1.1 Origin2000服务器.8
2、1.2新一代服务器体系结构ccNUMA的特点.8 1.3 网络物理接口能力.11 1.4 蜂窝式全 64 位 UNIX操作系统 IRIX6.511 1.5 成熟的系统软件和丰富的系统工具.12 1.6真正的 64 位 OS 和文件系统.13 2.Mediabase.14 2.1 MediaBase 功能描述.14 2.2 MediaBase 管理功能.15 2.3 基于 ATM网络的视频点播.18 3.MediaBase计费管理系统.19 3.1概述.19 3.2 技术特点.19 3.3 功能描述.20 前言 宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 2 页 共 24
3、 页 随着科技的进步,社会正在日新月异地向前发展。作为信息化前沿领域的电信行业,也在发生着巨大的变革。传统的通信方式正在受到新技术新需求的挑战。各个行业以及广大民众对数据通信、多媒体通信等宽带通信的需求增长日益显著。国际电子信息技术的行业巨头纷纷进入宽带领域,新的技术和需求将促使未来的传输网络向话音、数据、音频、视频综合一体化网络方向发展。中国网络通信公司是在国务院、信息产业部的直接领导和大力支持下,由中国科学院牵头,联合广播电影电视总局、铁道部、上海市政府四方股东共同投资组建的一个严格按照市场经济的原则组建符合现代企业制度的公司,旨在构建我国新一代电信基础设施,并提供多方位电信服务的新一代电
4、信公司。高带宽、高的传输速度、高质量的服务是网通的竞争优势所在。在信息产业已成为国民经济支柱产业的新经济时代,我国信息产业在机遇与挑战面前的发展前提就是建立具有国际水准的电信基础设施。由中国网络通信有限公司承担建设和运营的“中国高速互联网络示范工程”项目,是经国务院批准、国家发展计划委员会立项的国家重点项目,它将投资建设我国第一个 IP over DWDM全光纤 IP 骨干网中国网通公用互联网(CNCnet)。CNCnet是新一代开放的电信网络,采用目前世界上最先进的密集波分复用(DWDM)光纤通信技术与千兆位路由交换技术,组建的大型高速宽带 IP 网络。其目的是利用先进的高速宽带互联网络,为
5、广大用户提供各种基础电信业务,电信增值业务,以满足广大用户向往宽带数字化生活的迫切需求。在当今信息技术迅猛发展的时代,信息高速公路建设蓬勃发展,宽带多媒体信息业务如视频点播、在线影音、远程教育、远程医疗等应用越来越广泛。随着中国 CNCnet这一高速宽带互联网络的建设开通及宽带多媒体信息业务的提供,广大用户坐在家里随心所欲的点播电影、享受声情并貌的远程教育已非天方夜谈。宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 3 页 共 24 页 北京 xx 网络科技有限公司作为专门从事电信、互联网技术应用系统研究和开发,为运营商提供整体解决方案的高新技术企业。愿为中国网通 CNCn
6、et的建设、中国信息化的建设、实现百姓宽带数字化生活做出自己的贡献。1.宽带多媒体业务需求 1)视频点播业务(VOD)给网络用户提供在线视频点播,音乐点播。2)远程教育 可开展各行业各种形式的在线远程教育,如联合著名学府开办在线 MBA辅导班、研究生考试辅导班、专生本辅导班、计算机网络技术培训班等。3)远程医疗 提供远程在线诊断、医疗。4)虚拟空间 网络购物者将进入一个与现时一模一样的用数字搭建起来的商场中,买房的消费者还可以在网上直接“看房”。虚拟旅游既经济又实惠。5)联网游戏 漂亮逼真的三维图像会令你如醉如痴。6)电子商务服务 提供如需求撮合,电子交易,网上采购,网上银行,证券交易等服务。
7、7)建设基于电子地图(GIS)的信息服务站点,给全球网络用户提供准确,快捷的信息站点和信息内容导航服务。8)提供全球范围的多媒体信息发布服务。9)会员信息网络发布和查询服务。10)网络化中国各地信息大全。宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 4 页 共 24 页 11)建设国内优秀的信息服务站点,发展国家信息基础设施节点,进一步向“数字地球”信息接点发展。2.宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案设计 2.1网络结构 随着网络带宽和多业务支持能力的不断提高,在开展传统数据业务的同时,还有条件逐步开展一些新型的宽带多媒体业务,如VOD业务等。作为纯数字形式的 VOD
8、系统,一般会由 VOD服务器、网络平台和点播终端三大部分组成。在基于LMDS系统构成的 VOD系统时,其基本网络结构如下图所示:如图,点播终端以以太网方式(也可以是高速帧中级接入配合帧中继/ATM业务互通方式)接入 LMDS系统,以 IPOA方式建立 ATM虚连接至连接中心的 ATM交换机上的VOD 用户 IDU IDU IDU ATM交换机 VOD Server IPOA连接 10/100BaseT 终结 IPOA连接 宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 5 页 共 24 页 VOD Server上。一般来讲,为支持多用户并发点播,在 VOD服务器端会以高速端
9、口直接挂接在交换机上,如单 155M ATM方式,甚至双 155M ATM端口方式等,点播业务流对应的 IPOA连接可以直接终止在 VOD服务器 ATM端口上,也可以终结在中心路由器上以后再经 IP 转发至 VOD服务器,这样可以实现基于 IP 的视频点播过程。2.2视频服务器的选择 按着高可用性、可靠性、可扩展性、可管理性的系统设计及设备选型原则,经过反复比较,建议选用业界享有盛誉的具有优良性价比的美国 SGI公司生产的Origin2000系列服务器作为 VOD Server。SGI的多媒体视频点播/直播系统由 SGI的ORIGIN 服务器和其基于 Internet/Intranet技术的视
10、频服务软件 MediaBase所组成,其性能特点详见附件。2.3试验用 VOD Server配置说明 音频/视频文件在存储容量上要求较高,可靠性和安全性要求相对较低(可以用磁带备份手段加以保障),并且对I/O 传送速率要求也较高;从实现成本、系统性能上考虑,使用 Origin Vault 较合适。当然,也可使用 RAID 磁盘阵列机。按本 VOD 业务需要支持 50 个并发 MPEG_I(1.5Mbps)流的情况,文件系统 I/O需要 1 个 Ultra SCSI 接口。同时 配置四块 9GB 的硬盘,可 存储 48 小时 的MPEGI节目。在 SGI Media Base软件应用中,每一 S
11、GI的 MIPS R10000 CPU 约能 处理 100个 MPEG-I流,故建议采用:1(系统操作)1(可处理 100MPEG-I 媒体流)=2CPU 的 Origin200 服务器。本方案中配置为 2CPU Origin200;一般 UNIX 服务器之配置,需为每一 RISC 处理器预留 32MB 记忆体为系统操作之用,而 MediaBase 软体,需为每一 MPEG-I流(1.5Mbps)预留 1MB 作为缓冲,故建议内存配置为 2x32+1x50+128(Media Base应用)242 MB内存。宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 6 页 共 24
12、页 本方案中配置为 256 内存;我们假设用户将使用 ATM 作为主干网,并使用IPover ATM 协议根据 一般的 网络配置经验,IPover ATM 之实际有 效传输值约为 理论之 85%。即每个155Mbps可支持约80个 MPEG-I(1.5Mbps)流,故建议 Mediabase 媒体服务器通过 1 个 155Mbps ATM接口(STM-1)与 ATM 网络 相连;2.4 城域网VOD Server 配置说明 音频/视频文件在存储容量上要求较高,可靠性和安全性要求相对较低(可以用磁带备份手段加以保障),并且对 I/O传送速率要求也较高;从实现成本、系统性能上考虑,使用 Origi
13、n Vault较合适。当然,也可使用 RAID磁盘阵列机。按本 VOD业务需要支持 1000个并发 MPEG_I(1.5Mbps)流的情况,文件系统 I/O需要至少 2 个 FC(光纤通道)接口;本方案采用 2 个 FC Origin Vault或 FC Origin RAID。同时,根据 存放 1000个小时的 MPEGI节目 的需求,需要有 740GB的硬盘存储容量。在 SGI Media Base软件应用中,每一 SGI的 MIPS R12000 CPU约能 处理 160个 MPEG-I流,故建议采用:1(系统操作)6(可处理 960MPEG-I媒体流)+1(用 于管理 6 个 发送媒体
14、流的 CPU)=8CPU的 Origin2000服务器。本方案中配置为 8CPU Origin2000;一般 UNIX服务器之配置,需为每一 RISC处理器预留 32MB记忆体为系统操作之用,而 MediaBase软体,需为每一 MPEG-I流(1.5Mbps)预留 1MB作为缓冲,故建议内存配置为 8x32+1x1000+128(Media Base应用)1384 MB内存。本方案中配置为 1536MB 内存;配置为一个 9GB硬盘用于 MediaBase所需的 data sub-volume(节目 VCR控制文件亦存放于其中)。宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载
15、 第 7 页 共 24 页 我们假设用户将使用 ATM作为主干网,并使用 IP over ATM协议根据一般的网络配置经验,IP over ATM之实际有效传输值约为 理论之 85%。即每个 155Mbps可支持约 80 个 MPEG-I(1.5Mbps)流,故建议 Mediabase媒体服务器通过 12 个 155Mbps ATM接口(STM-1)与 ATM网络相连;Mediabase服务器可配 3 块 XIO ATM(带 4 个 155Mbps 网口)网卡;WebFORCE媒体服务器可以通过一个 Ethernet port与视频编码器 相连;对 ATM交换机的要求:支持 ATM Forum
16、 UNI 3.0/3.1 支持 ILMI 支持 Classical IP over ATM(RFC 1577)宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 8 页 共 24 页 附件:SGI的多媒体视频点播/直播系统简介 1SGI 先进的服务器技术 1.1 Origin2000服务器 Origin 服务器采用了全新的可伸缩共享内存(CCNUMA)体系结构,大大突破了传统服务器的带宽瓶颈,整个系统采用模块化服务器结构,可从 1 个 CPU 扩展到 256个 CPU,具有无 与伦比的可伸缩性 Origin2000 服务器所用的硬件结构,逻辑地址空间、内部数据交换通道,I/O
17、接口、应用程序开发工具,编译系统及 IRIX6.5 操作系统全部为 64 位环境,非常适合大规模的数据应用系统如 VOD的运行。单个 Origin2000 模块的基本 I/O 系统包括 1个 100BaseTX 快速以太网接口,2个460Kbps 串口,1 个 UltraSCSI 接口。12 个 XIO 扩展槽,为各种网络互联和大规模海量存储提供了充分保障。XIO 卡支持快速以太网、FDDI、令牌环、ATM 等多种业界广为流行的网络标准。大容量的 RAID 磁盘阵列为数据仓库提供了充裕的存储空间。单个 Origin2000模块支持的最大存储容量为 14.5TB。另外,高达5GB/秒的持续 I/
18、O 带宽为数据吞吐提供了畅通无阻的通路。值得注意的是,SGI的 ccNUMA 体系结构和 CrayLink 技术使得 Origin2000 的网络能力、I/O 能力随着模块的增加而呈现同样的线性增长。1.2 新一代服务器体系结构ccNUMA的特点 对现今采用传统体系结构的计算机来说,当你需要扩充计算机的能力时,并不能够使计算机的能力按比例增加。例如,当你增加CPU 时,总线、内存等保持不变;或者当你增加内存时,CPU、总线等能力不变,这是因为一般的 SMP 机都是基于 BOX 的,总线上设计的槽位是固定的。而且,这种扩充还要受到计算机体系结构的限制,例如,系统总线一般是无法扩充的;又如,在扩充
19、内存或CPU 时,扩充能力受到系统板上插槽数的限制。宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 9 页 共 24 页 人们不禁要提出这样的问题,能否生产出这样一种计算机产品,使得它在扩充时,能够像搭积木一样,使计算机系统总体能力加倍?SGI 公司首先给了大家一个振奋人心的肯定回答。SGI 公司率先发布了新一代高度可伸缩的积木式体系结构:ccNUMA体系结构。这种结构极大地突破了SMP(对称多处理)体系结构的限制,综合了对称多处理 SMP 和大规模并行处理(MPP)的优点,并重新定义了计算成本的经济性。ccNUMA 采用“结构模块”设计,率先使各种系统在同一种 64 位产
20、品系列中实现标准伸缩性。ccNUMA 的地址呈指数级增加,而且是无缝可伸缩的,因而可迅速解决商业需求,允许企业机构根据需要改变计算机系统规模,提供“即需即买”的经济价格模式。ccNUMA 结构的关键技术包括 CrayLink 互联技术和蜂窝式 IRIX 操作系统。前者消除了 SMP 技术的主要瓶颈,后者是真正的积木式操作系统,可实现从小系统到大系统的无缝伸缩。ccNUMA 体系结构采用一种积木式预制块方案(亦可称为基本单元),每一个预制块都是一个高性能的计算机,这个计算机可由1至 8 个 CPU、内存、I/O及一套系统互联产品组成。使用传输率为 1.6G/s 的 CrayLink 技术可把多个
21、预制块链接在一起,组成一个功能更强大的计算机,使系统总能力增加数倍,就好比一个小计算机“长大”成为一个巨型机。使用 ccNUMA 技术后,SGIOrigin 系列大型机的扩展性极为灵活,从单 CPU 开始可以扩展到 256个 CPU(下一步可达到 1024个 CPU);I/O 带宽从 3.2GB/sec开始可以扩充到 204GB/sec;内存则可从 128MB扩展到 512GB ccNUMA结合了 SMP和 MPP的优点 这一体系结构源自传统的 SMP紧耦合的均衡多重处理技术和 MPP松耦合海量处理技术,但又本质地区别于它们,是这两种传统技术“去芜存精”的巧妙结合。这种技术应用于 SGI公司的
22、 Origin系列高档全 64 位服务器产品上。宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 10 页 共 24 页 在这种结构中,整个计算机是由节点板相互连接组成的,从物理上看,每个节点板都有自己的 CPU,内存和 IO,资源是分布的,具有 MPP的高度可扩展性;从逻辑上看,所有这些资源都是共享的,处于一套操作系统的管理下,是单一系统映像,具有 SMP的简单性,极易编程。交换技术 在 ccNUMA体系结构中,主要采用了交换技术,这主要体现在两个方面,首先是在节点板内部,CPU,内存和 IO 间的通信不是通过总线,而是通过一个 HUB,使这些资源可以同时并行操作;其次在节
23、点板之间的互连上,通过路由器以超立方体结构互连,并且随着节点数的增加,互连拓扑结构随之变化,导致系统带宽随节点数的增加呈线性增长。ccNUMA结构彻底取消了传统的 SMP结构中的系统总线和 I/O总线。在传统的总线结构的 SMP服务器中,由于 CPU或 I/O系统工作时必须通过总线访问内存,从而会造成对总线锁定,这种锁定时间会形成总线上空(LATENCY),成为制约系统的工作效率的重要因素。一定时刻(如 CPU多于 16 个)锁定的频繁程度与 SMP结构中 CPU个数和 I/O工作负担几乎成正比,解决的方式主要靠增加总线带宽。取消总线结构后,新一代 Origin200/2000系列服务器内各
24、CPU板及 I/O系统与内存间的存取通讯利用高速的内部交换技术,使每个 CPU或每个 I/O访问都无阻塞地以双向宽带多媒体视频点播/直播系统试验局方案 大量的管理资料疯狂下载 第 11 页 共 24 页 3.2GB/S的带宽同内存进行数据交换。在这一体系结构下,增加 CPU个数可使 I/O系统频宽同时线性增加,而且由于这种扩展是建立在更高速和成熟的廉价交换技术之上,所以不但从根本上消除了 SMP总线瓶颈,并且具备更好的性能价格比。SGIOrigin200/2000系列服务器不但解决了传统的 SMP结构的限制,同时还采用并改善了传统 MPP海量处理超级计算机的重要技术。SGI公司的 Origin
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