基于PCDN的中国邮政网络学院资源分发与分布方案设计与实现(全文)

基于PCDN的中国邮政网络学院资源分发与分布方案设计与实现

摘要：该文介绍了基于Pcdn架构的资源分发与分布工作原理，并结合中国邮政网络培训学院系统的应用，从系统网络架构、分发策略研究、P2P-CDN技术等方面对方案进行了详细的阐述。

关键词：分发；P2P；CDN

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0112-02

The Design for Resource Distribution of the China Post Online College Based on PCDN

DU Dong-mei， ZHANG Lei， LIU Qian

（Computer Department， Shijiazhuang Post College， Shijiazhuang 050021， China）

Abstract： The paper introduced the design of Resource Distribution based on PCDN， through the test for the China Post Online College System， discussed the testing flow， design of System Network Architecture， distribution policy ，P2P-CDN.

Key words： distribution； P2P； CDN

]政网络培训学院高度重视课程建设，积累了丰富的课程课件资源，为广大邮政学员提供了丰富的精神食粮，受到广大学员的高度评价。为更好地发挥各类资源的作用，提高资源利用率，为广大学员提供更加高效顺畅的学习点播服务，需要将全国中心资源分发分布到省中心，对资源进行高效管理与利用，实现学员能够就近访问，提高学习效率。

1 资源管理系统网络架构

邮政网络培训学院资源管理体系划分为资源管理全国中心及31个省中心。

全国中心作为资源管理系统的主节点，负责全部资源的存储和分发；各省中心作为资源管理系统的资源分布节点，负责对本省资源的管理以及全国中心分发资源的存储。全国中心和省中心数据通信通过互联网进行。

2 资源分发策略研究

邮政网络培训学院资源的最大特色在于全国中心的资源全部在中心服务器上，中心服务器通过分发策略将不同资源分发到各省不同的镜像服务器上，更好为不同地域不同网络提供优质的资源访问服务奠定基础。

3 资源分发策略

分发策略基于课程和课件进行设计，实现将单个或多个课程的课件分发到不同的镜像服务器的功能。具体策略根据全国中心制定的统一分发、省中心请求分发等不同情况分别进行设置，并可以根据网络状况设置定时分发等策略。

4 分发服务

分发服务分成两端，一端是在中心服务器上，另一端在镜像服务器上。镜像服务器上的分发服务根据分发列表中需要分发的项目，逐个向中心服务器请求分发，在分发过程将定时将分发状态汇报到分发状态库，并通过资源管理平台了解各个镜像服务分况。

分发采用客户端主动请求同步的方法实现。分发时如遇到网络问题，无法继续分发，延时分发任务，在下一个时期再次启动分发服务。如果是其它故障，无法继续分发某个文件，暂停分发该项，将其优先级降低，稍候断点继续。

5 P2P-CDN 技术

5.1 P2P和CDN融合模式

P2P 系统弹性好，可扩展性强、服务效率高，但是在内容版权管理、用户管理、QoS 服务保障、流量有序性等方面，比较弱[1]。而 CDN 技术则是拥有突出的服务质量保障、极强的内容、用户管理能力[2]，但扩展性差，大规模服务投入成本高，且效率难以提升。

CDN 与 P2P 融合，一方面在 CDN 网络核心层（即从中心到边缘服务器层）采用 P2P 技术进行优化，用 P2P 技术重新组织原有 C/S 架构的各服务节点，另一方面在 P2P 网络中融入CDN 技术的一些优点，使其在可控、可管理性上得以提高。在两种技术充分融合、渗透、改造之后，形成一个真正优化的CDN与 P2P 完整融合的流媒体内容分发平台。

5.2 P2P-CDN架构

1）P2P-CDN架构

中心数据源层：为缓存服务节点层提供数据，从中心数据源到缓存服务节点[3]采取主传输路径与备份传输路径并存的策略；超级节点：超级节点从中心数据源获取数据，然后采用服务器端 P2P 技术进行数据的复制、转发，形成一个强大稳定的上层数据源，负责向边缘节点分发数据；边缘节点：与边缘节点充分利用超级节点充足、稳定的数据来源，互相之间同时也采用服务器端 P2P 技术共享，负责向客户端提供数据；P2P 客户端层：客户端之间可采取 P2P 方式共享、传输数据。

2）P2P-CDN架构优势

基于P2P技术的软件CDN，大大增加了系统总体服务能力超大规模的视频运营提供了坚实技术保障。同时，P2P-CDN具有完整的网络安全管理机制，解决传统P2P流媒体不可控、无法管理、缺乏有效安全机制的问题，且克服了C/S模式下当用户数目大规模增加时，服务器端将受CPU处理能力和网络带宽的限制成为直播系统瓶颈。P2P-CDN架构能够充分利用用户之间的带宽，节约带宽和服务器的投入，直播可以节约带宽数十倍。点播可以节约10～15倍以上，为大规模用户群提供服务。

5.3 PCDN在资源分发中的应用研究

邮政网络学院资源分发系统网络架构为三层：中心节点层、边缘节点层、P2P用户层[4]。

中心节点为整个系统的大脑，对整个系统进行管理、监控。

用户访问最接近自己的边缘服务器。

P2P客户端优先向其他客户端请求内容，当其他客户端也没有时，便向最近的边缘节点请求。

PCDN技术应用在资源管理系统后，各省管理员只需要在系统中选择本省需要的课程，系统会根据网络带宽情况、资源占用情况、资源状态等进行判断，定时自动分发到特定的省中心，整个分发与分布过程完全透明，管理员无需进行复杂的操作，并且课程课件等资源都经过校验，大大降低了出错的风险。

6 结束语

P2P和CDN融合实现流媒体服务是一种高效实用的资源分发方案。基于P2P-CDN的邮政网络培训学院资源分发方案，使得资源管理系统得以顺利实施，为资源建设与管理提供了技术支撑和保障。

参考文献：

[1] 任立勇，王焘，段翰聪，等. 基于P2P和CDN的流媒体直播系统的设计与实现[J]. 计算机科学， 2009， 36（7）： 88-91.

[2] 江敏，朱尚明，党齐民. 基于混合内容分发网络的流媒体系统设计与实现[J]. 实验技术与管理， 2011（6）.

[3] 詹晓涛. 在cdn系统中应用P2P技术实现流媒体点播[J]. 有线电视技术， 2009（3）.