第一财经网站直播平台的系统架构设计和实现

第一财经网站直播平台的系统架构设计和实现

张琦1，高飞，仝渭民

(1.上海广播电视台技术运营中心技术部,上海200041；)

摘要: 本文详细介绍了基于CDN等流媒体技术的第一财经流媒体直播平台设计和实施方案。文章首先介绍了平台设计开发的背景和意义；其次，详细介绍了各个子系统的功能和具体实现。第一财经流媒体直播平台不但改变了原第一财经网站单向发布的模式，增强网站用户的互动性，而且能收集用户行为数据，对其进行行为分析。为网站排名提升及收费信息、广告定向发布提供平台及数据支撑。

关键词:流媒体，直播，CDN；

中图法分类号:TP39文献标识码: A

Design and Implement of CBN Live Media Streaming System

(Zhang Qi1, Gao Fei, Tong Wei-Min)

（Information Technology Dept. of Technical Center, SMG, 200041, China）

Abstract: This paper introduces the platform design and implementation plan of China Business News (CBN) Live Streaming Media System based on Content Distribution Network (CDN) technology and so on. We introduce the background and significance of CBN Live Media Streaming system first, and then the design and implementation details of the system framework as well as its sub-systems. The new CBN Live Streaming Media Platform (LSMP) not only changed the old Unidirectional Releasing Model to improve user interaction, but also help for collecting and analyzing user behavior data on CBN website. The new CBN LSMP provides a comprehensive platform and data support for CBN to improve website ranking, billing, and advertising.

Key words: Media Streaming, Live, CDN；

1 引言

随着宽带网络的普及和计算机相关技术的发展，向日益增长的、海量的互联网用户提供有服务质量保障的流媒体服务成为可能。对于目前以有线电视网络为传播的内容提供商而言，正在面临一个挑战——同时也是一个机遇：从目前的广播电视网络向互联网延伸。

第一财经(CBN)作为内容提供商，在将内容、服务向互联网延伸时，具有了得天独厚的优势，而将内容延伸到互联网后，由于互联网本身具有的优势、特点，使得在传统广播电视网络上发展起来相对困难的一些增值服务、特色功能更容易实现。

第一财经流媒体直播平台不但改变了原第一财经网站单向发布的模式，增强网站用户的互动性，而且通过收集用户行为数据，对其进行行为分析。为网站排名提升及收费信息、广告定向发布提供平台及数据支撑；随着承载网络的升级，用户接入带宽的增加，网络视频逐渐成为主流应用，第一财经流媒体直播平台能为用户提供IPTV的体验，通过先进的流切片技术、后台存储和索引设计，可以提供理论上无限长的时移距离。

2结构设计

以技术推动用户体验，以服务阐释新媒体，实现任何时间、任何地点访问任意电视内容是第一财经流媒体直播平台的产品设计理念。第一财经流媒体直播平台主要负责网上直播及节目收录，同时兼顾手机平台的直播。系统使用H.264编码和FLV封装，用户可无插件地观看。

整个直播平台主要分为流媒体直播发布子系统和流媒体运营管理子系统；功能结构图如下：流媒体直播发布子系统主要完成流媒体视音频直播采集、流媒体视音频收录、流媒体发布、流媒体传输等功能；流媒体运营管理子系统主要实现第一财经流媒体直播平台的EPG采集和管理、VOD媒体资源管理、CDN监控管理和分发、后台流媒体服务等管理功能。第一财经流媒体直播平台结构图详见图1。

图1 第一财经流媒体直播平台结构图

3 流媒体直播发布系统设计

3.1流媒体采集编码服务

实时流媒体采集编码服务是整个系统中非常重要的组件，其主要功能是采集音视频源信号，将其编码成多种码率的FLV 格式，并发送给直播引擎和集群存储服务器的录制端。媒体采集编码服务系统架构详见图2。

采集压缩系统

图2 媒体采集编码服务系统架构图

实时流媒体采集编码服务系统包括信号采集、多路编码器和通讯服务三个主要模块：信号采集模块通过音、视频采集设备或数字信号进行多路实时采集，应用了优化的视音频帧interleave 算法，通过由视频源采集出音视频的同步性更高。采集得到的中间格式以高清晰的MPEG2格式编码后传入实时流媒体编码器；实时流媒体编码器可对于每个视频源并发启动多路编码，接收到来自采集模块的MPEG2格式的原始视音频流后，按照用户需求将其编码成多个不同图像大小、码率、帧率的流，然后提供给通讯服务模块；通讯服务模块接受外部应用的请求后，将视音频数据拆分成网络传输包的形式分发给请求端。如果网络发生阻塞，通讯服务模块可以根据实时性要求选择暂存或丢弃帧的策略，后者可以保证所发数据都是最新的。 3.2 流媒体转发服务

流媒体源信号所在地离用户往往有较长的距离，因此我们使用流媒体转发服务模块将流媒体数据从源信号发生地送达用户所在的流媒体边缘时移服务系统。由于在数据长途传输的途中，网络情况异常复杂，因此流媒体转发服务模块采用实时QoS 策略，优先传输音频和视频关键帧；该模块支持从内网向外网服务器推送模式（Push ）上传，可跨越NAT 障碍；支持VPN 或IP Tunnel 方式上传，保证在复杂现场条件下的数据发送。 3.3边缘时移流媒体服务

边缘时移流媒体服务模块是本系统的核心模块，由于它的存在，使得本系统能够给予用户崭新的电视观看体验——时移观看。使得用户在传统的被动直播观看之外又多出了主动选择的机会，可以随时观看已经播出过的节目。边缘时移流媒体服务模块部署在CDN 网络的边缘，能够快速响应用户的流媒体数据请求。 3.4边缘媒体分片缓存服务

边缘媒体分片缓存服务器模块是CDN 网络中的核心功能部件，其功能是由中心存储访问网关获取并缓存VoD 和时移的文件分片，并且根据边缘流媒体服务模块的请求进行数据分发。由于本系统的数据分片传输协议是标准的HTTP/1.1协议，因此边缘媒体分片缓存服务模块具有良好的互操作特性和兼容性，可以方便的与各类业界成熟硬件产品进行集成，从而方便的实现负载均衡和性能扩展。 3.5条件访问控制服务

条件接收系统（CAS ）作为第一财经流媒体直播平台的一个重要组成部分，可以在为版权拥有者提供大规模互联网流媒