CDN与P2P融合技术介绍

目前，随着互联网的发展，流媒体视频内容日趋增多，已经成为互联网信息的主要承载方式。

相对传统的文字，图片等传统WEB应用，流媒体具有高数据量，高带宽、高访问量和高服务质量要求的特点，而现阶段互联网“尽力而为”的特点决定了在现有网络架构下大规模流媒体应用是存在困难的。

在这种情况下，CDN和P2P应运而生，以不同的方式，不同的优势解决了内容分发的问题，但受其固有计算模型的制约，无论是CDN或者P2P均存在一些根本的缺点。

本文将探讨利用CDN与P2P的互补性，发挥各自的优势，将P2P和CDN技术融合构建一种新型的流媒体内容分发模型。

1.传统CDN与P2P技术简介1)传统CDN技术介绍CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。

其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，通过通过智能化策略，将中心的内容发布到最接近用户、服务能力最好的的网络"边缘"节点，使用户可以就近取得所需的内容，解决Internet网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度。

从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因，解决用户访问响应速度慢的问题。

然而，传统的CDN技术仍然是一种客户机-服务器(C/S)的计算模式。

尽管传统CDN 将服务能力和服务内容在网络上进行了分布，可以在一定程度上加速流媒体内容的分发，提高服务质量。

但由于其核心仍然是基于C/S的架构，其服务的扩展能力取决于分布节点的不断部署，由此造成了CDN服务能力扩展的成本非常高，需要不断的投资。

同时，用户访问是具有随意性，突发性等特点的，而传统CDN系统不具备弹性动态扩展的能力，难以从根本上提升CDN系统的效率。

2)P2P技术简介P2P即Peer to Peer，也就是节点对节点的对等传输。

P2P技术将各个用户互相结合成的一个网络，共享其间的带宽、共同处理其中的信息。

与传统的客户机－服务器模式（C/S模式）不同，P2P工作方式中，每一个客户终端既是客户机又是服务器。

浅析P2P+CDN模式部署策略【摘要】P2P应用造成网络堵塞、网速降低和不稳定，被许多业内人士称为“带宽杀手”，对P2P流量的管理和调度，成为了运营商非常棘手的一个难题，目前，有效管理P2P流量，限制P2P下载，控制P2P传输，拦截P2P视频的手段较为有限，本文将从疏导角度出发，为运用商应对P2P流量爆发式增长提供有效的管控手段。

【关键词】P2P；CDN；CACHE；流量调度1 前言随着互联网视频的高清趋势，以及运营商的接入带宽提速，网络视频用户迅速增长，截至2012年底中国网络视频用户达到3.72亿，较上年底增加了4653万人，增长率为14.3%。

网民中上网收看视频的用户比例较上年底提升了2.5个百分点，达到65.9%。

视频和下载流量（web类和P2P类）在互联网总流量占比超过80%，其中P2P流量占比超过45%。

基于P2P的应用异军突起，P2P应用涉及的领域越来越广，已从单一的大文件下载转变为更多的新型多媒体应用，如P2P高清点播、直播和P2P语音通信等，越来越多的互联网用户选择在线观看新闻、电影、直播等原本在电视或本地计算机上观看的媒体资源。

目前CP（内容提供商）流量调度策略与运营商流量调度策略不一致，导致了大量跨省/跨网流量，增加了运营商的骨干压力，盲目的限制、控制、拦截又会带来大量的用户投诉，因此合理调度这些流量，成为运营商需要解决的一个课题。

2 传统的P2P应对策略为了解决P2P流量产生的影响，运营商和CP（内容服务提供商）一般采用如下方法进行应对：（1）限制：运营商对P2P应用的流量限制一般借助于深度数据包解析（DPI）设备，将这些设备接入运营商网络，通过对流量的深度识别，然后对相关P2P 流量进行限制。

（2）流量本地化：由于P2P内容具有很高的重复性，运营商可以通过在网络中部署P2P Cache（缓存）服务器来本地化P2P流量。

（3）传输优化：P2P应用常常采用基于逆向工程的技术来感知网络状况。

IPTV网络中CND与P2P结合的技术分析摘要：P2P IPTV系统是目前IPTV应用技术发展中一个新的研究方向。

针对P2P-IPTV技术发展中存在的问题进行了研究。

在介绍了传统的IPTV中CDN系统架构的基础上，分析了该技术开发过程中可能遇到的难题；在讨论了P2P-IPTV技术解决上述难题优势所在的基础上，分析了IPTV网络中CDN与P2P技术结合点。

关键词：IPTV网络；P2P；技术开发；CDN0引言IPTV（Internet Protocol Television，互联网协议电视）系利用宽带，以电视、电脑为主要终端电器，在IP网络上传送包含电视、视频、图形和数据等，并提供服务质量/服务感受(QoS/QoE)保证、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒体业务。

P2P技术因为Skype以及BT文件传输等应用而为一般网络用户所熟悉。

近年来，如何利用P2P提供网络互动电视之P2P IPTV系统已成为IPTV应用技术发展的一个新研究方向。

因此，本文针对P2P IPTV技术发展中存在的问题进行研究。

目前的IPTV系统多采用C/S模式提供单播和点播业务（包括V oD和时移电视），由于服务器输出/输入(I/O)瓶颈的限制，一台服务器只能够支持有限的并发流。

如果用户较多或者服务器与用户距离较远发生阻塞时，用户观看节目效果就会降低。

为减轻中小服务器的负担、提供用户访问内容的响应速度，当前比较主流的IPTV网络一是采用组播来提供广播，二是在媒体分发时大多采用内容分发网络（CDN）技术，通过在现有的Internet中增加一层新的CDN网络架构，将内容发布到离用户最近的网络“边缘”，使用户可以就近取到所需要的内容，提高用户访问网站的响应速度。

当用户要观看节目时，首先需要确定最接近用户的最佳CDN 服务器，即上面的边缘服务器，同时将用户的请求指向该节点。

CDN 可以明显提高Internet网络中信息流动的效率，从技术上解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等问题，提高用户访问网站的响应速度。

基于CDN和P2P混合系统技术的探讨摘要：本文对目前 IPTV网络中广泛使用的 CDN （CDN）进行了简要的介绍，并根据其局限性，提出了一种将P2P技术与 CDN技术相结合的混合流媒体系统的设计方案和功能模块，详细说明了其具体的实施过程，并针对客户加入、离开的随机性以及故障节点的动态节点提出了一种新的节点优化方法。

关键词：CDN；P2P；混合系统引言当前 IPTV网络中的互动多媒体业务主要是以流媒体为基础进行的，而这一领域的比例也在快速的增加， CDN技术在各个城市的 IPTV骨干和城市中得到了广泛的应用，尽管 CDN技术已经发展到了一定的程度，但由于服务器瓶颈的问题，CDN系统已经很难满足日益增加的流量。

P2P技术是近几年发展起来的一种新兴技术，它在流媒体和文档下载方面的突出性能得到了广泛的重视。

最后，本文对P2P技术在 CDN中的应用进行了讨论。

1 CDN+P2P技术的基本功能和基本原理本系统的核心是内容路由器和身份验证服务器，另外，还包括了内容源服务器，它提供了原来的流媒体内容；认证服务器负责用户的认证、计费等业务；内容路由器选择适当的缓存代理来访问，并将请求重新导向至其上，其功能与 CDN系统中的功能大致相同，不需要做太多的修改。

在网络的边缘，高速缓存代理服务器包括目录索引服务器和内容缓存服务器，这些平台是P2P网络的中心服务器，具有中心控制、目录等功能，为本地用户提供下载服务。

同时，目录索引服务器为每个缓存的流媒体档案保持一个在线客户端的清单，这些用户都是下载和缓存的。

整个 CDN+P2P系统的体系结构有三层：中心层、边缘层、客户端层，中心层与边缘层依然是传统的 CDN结构，中心节点对多个边沿节点进行管理和控制；在P2P技术的基础上，引入P2P技术，减少P2P的负担，在P2P与客户端之间建立多个P2P自治域，使用户节点的数据交换限制在各自的自治区域，以最大限度地减少P2P的跨域交互。

P2P CDN（Peer-to-Peer Content Delivery Network）是一种基于对等网络技术的内容传输优化方法，通过将内容分发到多个节点（对等节点），从而提高内容的传输效率和用户体验。

以下是P2P CDN 的一般工作原理：1. 资源发布：内容提供者发布其内容到P2P CDN网络中。

这可以是静态内容 （如网页、图像）或动态内容（如视频、音频流）。

2. 索引和跟踪：P2P CDN网络会创建一个索引，跟踪所有参与分发的对等节点。

索引中包含了可用资源的信息，以便其他节点可以找到并下载。

3. 节点连接：用户或其他对等节点通过P2P CDN网络连接到其他节点。

每个节点都成为一个潜在的资源提供者和下载者。

4. 资源请求：当用户请求特定的内容时，P2P CDN网络会根据索引找到最近的对等节点，并请求相应的资源。

5. 内容传输：如果请求的资源在本地节点中存在，那么资源将直接从本地节点获取。

如果本地节点没有该资源，P2P CDN网络将在其他节点中寻找可用资源。

6. 并行下载：P2P CDN通过同时从多个对等节点下载资源的不同部分，从而加速内容的传输速度。

这种并行下载的方式可以提高用户体验，并减轻源服务器的负载。

7. 动态调整：P2P CDN可以动态调整资源分发策略，根据网络状况、节点可用性和内容的热度等因素来优化资源分发。

8. 上传和分享：在下载资源的同时，P2P CDN节点也可能成为资源的上传者，分享已下载的内容给其他节点。

这种分享有助于更多节点获得资源，从而提高整个网络的效率。

9. 安全和管理：P2P CDN通常包含安全机制，以确保内容的完整性和用户的隐私。

同时，管理者可以监控和调整P2P CDN的运行状况，进行网络优化和维护。

总体而言，P2P CDN利用对等网络的分布式性质，充分发挥节点之间的合作，提高内容的传输速度和可用性，同时减轻了中心服务器的负担。

这种方式适用于大规模分发的场景，特别是对于流媒体和热门内容。

摘要本文分析了cdn和p2p相关技术的现状，并在此技术上，结合cdn和p2p技术的各自优势，提出了一种电视台网站视频cdn-p2p混合分发平台模型。

【关键词】cdn p2p cdn-p2p 视频1 引言随着互联网技术和宽带业务的飞速发展，电视台内容传播越来越多由传统广电网络转向互联网，各电视都纷纷建立了自己网站，在网站上推出了自己的视频直播和点播平台。

目前主流的视频分发系统都是基于cdn技术，cdn内容分发系统运营成本较高，而且灵活性和扩展性有限。

在互联网带宽遇到瓶颈的时候，cdn极大地限制了电视台网站视频业务的发展。

而p2p技术框架充分利用用户的自有资源特性，有助于电视台网站利用其他资源，分担视频服务器的压力，被很多互联网视频网站采用为视频分发框架。

但如何将现有的p2p技术应用于电视台网站视频cdn内容分发平台，将是本文论述的主要内容。

2 cdn应用现状cdn系统结构如图1所示，首先cdn内容管理支撑平台将源视频网站的内容镜像到各个边缘节点。

当用户向视频源站发送访问请求时，请求被cname传递到cdn平台的cdns系统，cdns系统根据用户的相关信息获取离用户“最近”的当前连接最少的边缘节点，将用户的请求导向到该边缘节点。

这样成功的避开了主干网络，减轻了主干网络的负载，cdns将负载分摊到了各个边缘节点，成功的缓解了源站视频网站的压力。

3 p2p技术特点p2p 是peer-to-peer的缩写，可以理解为对等网络或点对点网络，在这种网络中所有的节点都是对等的，各节点具有相同的责任与能力并能够协同完成任务。

有别于cdn网络的边缘节点，在p2p网络中，所有的节点兼备客户端和服务器的双重身份，它们既可以从其他节点上获取所需的资源和服务，同时又能为其他节点提供相应的资源和服务，这也是p2p技术和传统的c/s模式之间的显著区别。

p2p模式网络结构如图2所示，能够通过利用对等节点的带宽、计算能力和存储能力为其他节点服务，从而将服务分散化和非中心化，具有以下特点：（1）平等性，网络中每个节点同时承担服务器和客户端的角色，并且提供路由和缓冲功能；（2）分布性，采用分布式控制协议，取消了服务器或者只存在弱化的服务器；（3）动态性，任何计算设备都可以随时随地加入 p2p 网络，这不仅方便了有线互联网络的应用。

2020年11月通信设计与应用57基于P2P+CDN技术利用家庭宽带上行带宽构建低成本的边缘加速节点陈永鑫(中国联合网络通信有限公司福州市分公司，福建福州350000)【摘要】P2P与CDN的技术融合并应用于边缘加速节点，可以有效降低传统CDN方案的建设和扩展成本，缓解中心加速节点的压力遥本文对P2P、CDN技术及两种技术的融合做了简述，对P2P+CDN技术在运营商城域网的部署进行研究，介绍了利用PPPOE网络上行带宽构建边缘加速节点以降低加速服务成本的方案。

【关键词】P2P；CDN；边缘;加速【中图分类号】TN915.41【文献标识码】A【文章编号］1006-4222(2020)11-0057-030引言基于P2P技术已被广泛研究和应用,在视频点播、视频直播方面，在文件下载方面，以及在VOIP语音通话、网络电台等方面,均广泛应用了P2P技术。

P2P与CDN的技术融合，两种技术优势互补，可减少成本，提高资源利用率。

本文的第一部分内容对现有P2P+CDN融合技术做简要分析;第二部分内容分析运营商城域网家庭宽带现状,提出实现P2P+CDN技术方案所必需的城域网改造方案;第三部分内容提出一种利用P2P+CDN技术在运营商城域网构建低成本边缘加速节点的技术方案。

1P2P+CDN技术简析1.1P2P技术简介P2P即点对点技术，采用不依赖中心服务器的“去中心化”多点传输机制实现快速的文件交换，所有参与者既是客户端又是服务器，贡献自己的资源、带宽、计算能力等，参与者越多，整个系统的容量越大。

文件请求者以特定的方式获知所请求的内容所在的节点，而后连接这些节点并下载文件，同时也作为该下载内容的提供方。

P2P技术可节约跨区域网络的对接流量，减少网络建设成本。

但是P2P规模的扩张会带来网络流量风暴，并且内容难以监管，带来侵犯知识产权、侵犯隐私等问题。

1.2CDN技术简介CDN即内容分发网络，在网络中建设信息源站及若干个加速节点。

流媒体cdn+p2p技术白皮书流媒体cdn+p2p技术白皮书随着Internet网络的日趋普及和信息传输技术的快速发展，Internet 上的传输内容已逐渐由单纯的文字传输转变成为包含文本、音频、视频的多媒体数据传输，这样的改变不仅使Internet使用者能获得更为丰富多样的信息，同时也代表着多媒体网络时代的来临。

以前，多媒体文件需要从服务器上下载后才能播放。

由于多媒体文件一般都比较大，下载整个文件往往需要很长的时间，限制了人们在互联网上使用多媒体数据进行交流。

面对有限的带宽和拥挤的拨号网络，要实时实现窄带网络的视频、音频传输，最好的解决方案就是采用流式媒体的传输方式。

流媒体应用的一个最大的好处是用户不需要花费很长时间将多媒体数据全部下载到本地后才能播放，而仅需将起始几秒的数据先下载到本地的缓冲区中就可以开始播放了。

流媒体的特点是数据量大、传输持续时间长、并且对延迟、抖动、丢包率、带宽等QoS指标要求严格，在当前的因特网上构建大规模的性价比高的流媒体系统是一个具有挑战性的工作。

因特网上的传统流媒体系统是基于Client/Server模式的，一般包括一台或多台服务器，若干客户机。

我们将系统能同时服务的客户总数称为系统容量，C/S模式的流媒体系统容量主要是络输出带宽决定的，有时服务器的处理能力，内存大小，I/O速率也影响到系统的容量。

在C/S模式下，由于传输流媒体占用的带宽大，持续时间长，而服务器端可利用的网络带宽有限，所以即使是使用高档服务器，其系统容量也不过几百个客户，根本就不具有经济规模性。

另外，由于因特网不能保证QoS，如果客户机距服务器较远，则流媒体传输过程中的延迟、抖动、带宽、丢包率等指标也将更加不确定，服务器为每一个客户都要单独发送一次流媒体内容，从而网络资源的消耗也十分巨大。

对此业界相继提出了多种解决方案，比较重要的有内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)和IP 组播(IP Multicast)，以及对等网络（P2P）内容分发方式等。

网络直播解决方案标题：网络直播解决方案引言概述：随着互联网的快速发展，网络直播已经成为一种流行的娱乐方式，吸引了越来越多的用户。

然而，网络直播也面临着诸多技术挑战，如视频传输稳定性、延迟问题等。

为了解决这些问题，不同的网络直播解决方案应运而生。

本文将介绍几种常见的网络直播解决方案，帮助用户选择适合自己需求的方案。

一、内容分发网络（CDN）解决方案1.1 CDN技术原理：CDN通过在全球各地部署服务器节点，将用户请求的内容缓存到最近的节点，提高了内容的传输速度和稳定性。

1.2 CDN的优势：能够有效减少网络拥堵，提高视频播放的流畅度；降低服务器负载，提高网站的访问速度；提供更好的内容安全性和防护能力。

1.3 CDN的应用场景：适用于直播、点播、下载等多种场景，特别是在大规模直播活动中效果显著。

二、内容分发网络（P2P）解决方案2.1 P2P技术原理：P2P通过将视频数据分发给多个用户，实现用户之间的互相传输，减轻服务器负担，提高视频播放效果。

2.2 P2P的优势：能够降低带宽成本，提高视频传输效率；具有良好的可扩展性和稳定性；支持大规模用户同时观看直播。

2.3 P2P的应用场景：适用于大规模直播活动、在线教育、视频会议等场景，能够有效提升用户体验。

三、视频流媒体服务器解决方案3.1 服务器技术原理：视频流媒体服务器通过将视频数据分割成小块，实现快速传输和播放，支持实时直播和点播。

3.2 服务器的优势：支持多种视频编码格式和分辨率；具有较低的延迟和高的稳定性；支持多种设备和平台的播放。

3.3 服务器的应用场景：适用于直播平台、企业内部培训、在线直播课程等场景，能够满足不同用户的需求。

四、云直播解决方案4.1 云直播技术原理：云直播通过将直播数据上传至云端服务器，实现高效的视频编码、转码和分发，提高直播质量和稳定性。

4.2 云直播的优势：无需搭建专门的服务器，降低了成本和维护难度；支持多种直播格式和分辨率；提供灵活的直播管理和监控功能。

Radware内容发布网（CDN）系统网络优化与安全内容发布网（CDN）是一种新型的网络构建方式，它提供了一个网络系统支撑平台，可以为多种应用提供优质的网络服务。

它在传统的IP网络之上建立了为多种应用发布而特别优化的网络覆盖层，CDN代表了一种基于质量与秩序的网络服务模式。

CDN是内容发布网络（ContentDeliveryNetwork）的英文缩写。

它是一个支撑系统，通常是为满足高性能地发布内容而特殊构建的传统Internet 的覆盖网络，CDN存在的理由和目的是使得Internet 成为一种针对关键任务（mission-critical）和丰富媒体内容服务的可信任网络。

下文举例说明计划进行内容发布网（CDN）的建设。

例如项目需求如下：1. CDN网络的规模：在全国范围内建立若干个节点,例如3个节点。

2. 系统应当具有良好的管理和运营特性，并且有良好的自我管理和自我愈合特性。

3. 本期项目建设应当充分考虑各协议的良好的支持特性而不针对于某种协议进行。

同时考虑到讲来可能增加的协议类型。

4. 分布服务节点：初期选择一个核心点,2个分布节点，随用户访问量的增加再进行扩充。

系统应当能正确的对用户进行引导，并在某个分布节点出现故障的时候能将用户引导到能提供最佳服务的节点上。

5. 需保证系统的平滑扩容，应支持无缝的向系统中添加分发节点和扩充节点，而不需要对整个网络结构做出大调整；6. 要求考虑内容的保护，在认证、用户授权方面与现有的认证平台接口；7. 要求对于网络安全给予充分考虑。

目标本期工程的建设目标是在现有的运营商IP宽带网上建立一个具有易接入性、兼容性、可扩展性、可靠性、灵活性等特点的开放式宽带应用网络支撑平台，运营商IP宽带网上的多种媒体资源共享提供高效、对用户透明的传输网络，实现多种媒体资源的共享、发布、管理。

平台以提供高效的流量平衡和管理机制，最大程度保证用户的访问质量为考虑出发点，平衡考虑项目的经济性、在本项目工程基础上开展验证与运营的可能性和充分性、今后系统扩展的可复制性与伸缩能力。