1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
NGUYỄN HUY TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP MẠNG PHÂN PHỐI NỘI DUNG (CDN) VÀ
ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG VÀO VIỆC QUẢN LÝ PHÂN PHỐI NỘI DUNG CHO
DỊCH VỤ GIÁ TRỊ GIA TĂNG TRÊN MYTV CỦA VNPT



Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Trung Kiên

Phản biện 1: ……….……………………………… …………………

Phản biện 2: ……………….….……………………….………………
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công
nghệ Bưu chính Viễn thông

Vào lúc: …… giờ ……. ngày ……. tháng …… năm ………
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
3 MỞ ĐẦU

Mạng phân phối nội dung CDN được phát triển từ năm 1998 dựa trên nguyên
tắc là tái tạo lại các nội dung tại những nơi khác nhau thông qua các máy chủ đại
diện dựa trên một số phản ánh của các máy chủ Web. Một CDN bao gồm bộ phận
phân phối các nội dung, bộ phận định tuyến các yêu cầu, hệ thống phân phối và hệ
thống tính toán. Trên cơ sở hệ thống băng rộng việc tái tạ
o lại các nội dung tại
nhiều nơi khác nhau sẽ giúp CDN cung cấp các dịch vụ và ứng dụng nhanh chóng

Chương 3: Đề xuất giải pháp CDN cho dịch vụ GTGT trên MyTV của
VNPT. Trình bày hiện trạng giải pháp CDN hiện tại, lý do và nhu cầu cần có giải
pháp CDN cho dịch vụ GTGT. Dựa trên nhu cầu cần thiết của dịch vụ GTGT để đề
xuất giải pháp CDN phù hợp.
đảm bảo hoàn toàn được chất lượng dịch vụ cho bất kỳ một nhóm ưu tiên nào.
Ngoài hai kỹ thuật trên, kỹ thuật thứ ba để nâng cao năng lực của mạng là
giải pháp CDN. Mục tiêu chính của CDN là để tránh các vùng tắc nghẽn trong
mạng. Nếu dung lượng giữa máy khách và máy chủ không đi qua phần mạng bị
nghẽn thì có nhiều khả năng là tốc độ truyền sẽ cao hơn. Trên cơ sở hệ thống băng
rộng việc tái tạo lại các nội dung tại nhiều nơi khác nhau sẽ giúp CDN cung cấp các
dịch vụ và ứng dụng nhanh chóng và chính xác từ máy chủ l
ưu trữ gần nhất đến
người sử dụng.
Mạng CDN bao gồm nhiều nút thay thế được đặt tại các vị trí thích hợp để mỗi
NSD có thể kết nối một cách tốt nhất tới một hay nhiều nút thay thế. Mỗi NSD sẽ
được kết nối tới một nút thay thế này và tốc độ kết nối sẽ được đảm bảo ngay cả khi
tuyến kết nố
i giữa NSD và máy chủ gốc bị nghẽn. Mỗi nút thay thế có thể gồm một
hay nhiều máy chủ sao lưu. Cách tiếp cận này giảm thiểu khả năng nghẽn mạng và
nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng. Một lợi ích nữa của CDN là khả năng xử lý
của các máy chủ sao lưu sẽ bổ sung cho khả năng của máy chủ gốc và do vậy hệ 6 thống có thể đáp ứng yêu cầu của nhiều NSD hơn là nếu chỉ có máy chủ gốc. Như
vậy, CDN có thể cải thiện một cách đáng kể khả năng mợ rộng của bất cứ mạng nào.

Hình 1.0: Cấu hình một mạng CDN
1.1.2. Các thành phần cơ bản của giải pháp CDN
- Thiết kế nút CDN có khả năng mở rộng. Việc thiết kế này bao gồm một số
phương pháp cho phép một nút mạng hỗ trợ nhiều người sử dụng hơn là nếu chỉ
dùng một máy chủ.

1.3.1.1 Mô hình

Hình 1.0 : Mô hình mạng phân phối dữ liệu của Cisco
1.3.1.2 Kỹ thuật chính được sử dụng trong giải pháp CDN của Cisco
- Quản lý và phân phối nội dung CDM 8 - Định tuyến nội dung
- Chuyển mạch nội dung
- Phân phối nội dung biên
1.3.2. Giải pháp CDN của ZTE
1.3.2.1 Mô hình

Hình 1.1 : Mô hình mạng phân phối dữ liệu của ZTE
1.3.2.2 Các kỹ thuật chính được sử dụng trong giải pháp CDN của ZTE
- Các phương pháp phân phối video
- Kỹ thuật lập lịch nội dung
- Kỹ thuật cân bằng toàn bộ
- Kỹ thuật cân bằng cụm máy chủ VoD
1.4. Tìm hiểu một số ứng dụng của CDN trong các môi trường khác
nhau
1.4.1. Mạng công ty
1.4.2. Mạng ISP
1.4.3. Mạng nhà cung cấp CDN
1.4.4. Kết luận chương
giảm ùn tắc trong mạng. Sau đây chúng ta sẽ lần lượt đi tìm hiểu chi tiết các kỹ
thuật được sử dụng trong mạng phân phối nội dung CDN.
2.2. Nghiên cứu về kỹ thuật định tuyến yêu cầu
2.2.1. Giới thiệu chung về định tuyến yêu cầu 10 Hệ thống định tuyến yêu cầu được sử dụng để lựa chọn máy chủ sao lưu phù
hợp mà có giữ bản sao nội dung được yêu cầu và định hướng NSD tới máy chủ sao
lưu đó. Khoảng cách giữa NSD và máy chủ sao lưu được lựa chọn và tải của máy
chủ sao lưu là hai tiêu chuẩn quan trọng được sử dụng để lựa chọn máy chủ sao lưu
phù hợp. Các khoảng thời gian quay vòng và số các chặng là hai thông số xác định
khoảng cách. Tuy nhiên cả hai thông số này đều không hiệu quả và chính xác để chỉ
ra khoảng cách giữa NSD và máy chủ sao lưu bởi vì thông số thứ nhất có thể thay
đổi nhiều, còn thông số thứ hai thì không tính đến tình trạng lưu lượng mạng. Các
kỹ thuật được sử dụng để xác định tải của máy chủ sao lưu là ”máy chủ đẩy” và
“client khảo sát”. Theo kỹ thuật “server đẩy”, các máy chủ
sao lưu truyền thông tin
tải tới một số tác nhân. Còn theo phương pháp thứ hai thì các tác nhân dò tìm trạng
thái của các máy chủ sao lưu một cách định kỳ.
2.2.2. Các kỹ thuật định tuyến yêu cầu
2.2.2.1. Định tuyến yêu cầu dựa vào DNS
2.2.2.2. Định tuyến yêu cầu bằng cách sử dụng bản ghi NS
2.2.2.3. Định tuyến yêu cầu dựa trên URL
2.3. Nghiên cứu về kỹ thuật sao lưu
2.3.1. Một số thành phần chính trong sao lưu
- Máy chủ
- Máy chủ gốc


12 CHƯƠNG 3 - ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CDN CHO DỊCH VỤ
GTGT TRÊN MYTV CỦA VNPT
3.1. Khảo sát dịch vụ MyTV của VNPT
3.1.1. Giới thiệu về dịch vụ MyTV
3.1.1.1. Khái niệm IPTV
“IPTV là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình/video/audio/văn
bản/đồ họa/số liệu truyền tải trên các mạng dựa trên IP được kiểm soát nhằm cung
cấp mức chất lượng dịch vụ, độ mãn nguyện, độ bảo mật và tin cậy theo yêu cầu”.
IPTV có một số đặc điểm sau:
- Hỗ trợ truyền hình tương tác
- Không phụ thuộc thời gian
-
Tăng tính cá nhân
-

3.1.3. Các dịch vụ cơ bản trên MyTV
Dịch vụ GTGT được hiểu là dịch vụ do công ty VASC phát triển thêm hoặc
các đối tác của VASC cung cấp trên MyTV, bao gồm:
- Dịch vụ tin tức
- Dịch vụ KQXS
- Dịch vụ sức khỏe làm đẹp
- Dịch vụ Đấu giá ngược
3.2. Phân tích nhu cầu cần có giải pháp CDN cho các dịch vụ GTGT
trên MyTV.
3.2.1. Phân tích hiện trạng của giải pháp CDN cho các dịch vụ cơ bản của
MyTV 14
Hình 1.3: Mô hình giải pháp CDN của dịch vụ MyTV
Hiện tại, hệ thống CDN của MyTV được cấu trúc như sau:
 1 nút Trung tâm (Center Node) đặt tại 30 – Phạm Hùng, Hà Nội
 5 nút vùng (Regional Node) đặt ở các tỉnh : Hà Nội, Hải Phòng, Đà
Nẵng, Hồ Chí Minh, Cần Thơ
 64 nút biên (Egde Node): tương ứng với 64 VNPT tỉnh thành
¾ Mỗi nút bao gồm một hay nhiều các máy chủ quản lý và một vài máy chủ
VOD. Các máy chủ VOD trong mỗi node có thể được lắp thêm để đáp ứng
nhu cầu khi số lượng yêu cầu tăng lên.
¾ Các máy chủ VOD lưu trữ và đọc nội dung (bao gồm cả liveTV), gửi các
luồng video đáp ứng yêu cầu của thuê bao.
¾ Các máy chủ trong cùng nhóm có thể chia sẻ bộ nhớ
Mặc dù hệ thống CDN hiện tại bao hàm nhiều ưu điểm về phân tải, định

p được các nội dung độ nét cao (High definition) hoặc nếu cung
cấp được thì có thể phải tăng băng thông cho mạng lên rất lớn. Tuy vậy, không phải
lúc nào ta cũng có thể tăng băng thông mạng lên được. Vì thế CDN dường như là
một giải pháp khả dụng hơn trong trường hợp này.
Thứ năm: Việc sử dụng hệ thống CDN hiện tại cho các dịch vụ GTGT là rất
khó khăn ở khâu quản lý nộ
i dung bởi vì các nội dung được upload lên hệ thống
CDN hiện tại cần phải nhập cả vào hệ thống quản lý nội dung bên dịch vụ GTGT.
Điều này có thể dẫn đến việc không đồng bộ dữ liệu ở hai hệ thống. Mặt khác, công
việc nhập mã nội dung để ánh xạ từ hệ thống CDN hiện tại sang hệ thống quản lý
nội dung dịch vụ GTGT là rất mất thời gian và ẩn chứa nhiều sai sót 16 Thứ sáu: Như đã nói ở phần trên, hệ thống CDN hiện tại được cung cấp bởi
đối tác ZTE, đối tác này bán sản phẩm trọn gói cho công ty VASC. Vì thế rất khó
để customize được hệ thống theo các yêu cầu phát sinh vì không biết rõ mã nguồn
và CSDL
Thứ bảy: Hệ thống CDN hiện tại chỉ phục vụ cho các máy chủ được dựng
sẵn bởi ZTE, trên các máy chủ này được thiết kế theo chuẩn riêng của ZTE vì vậy
rất khó
để sử dụng cho các dịch vụ do VASC tự phát triển hoặc đối tác của VASC
muốn đưa dịch vụ vào MyTV.
3.3. Đề xuất giải pháp và phương án CDN cho các dịch vụ GTGT trên
MyTV
3.3.1. Kiến trúc tổng quan

Hình 1.4: Kiến trúc tổng quan CDN cho dịch vụ GTGT

đích đo l
ưu lượng quá tải ở các nút biên và đảm bảo tính sẵn có cho hệ thống.
3.3.2. Cơ chế định tuyến yêu cầu
Trong mô hình tổ chức, hệ thống CDN đề xuất gồm có 3 nút biên và một nút
trung tâm, 3 nút biên tương úng với 3 miền Bắc, miền Trung và miền Nam, các nút
biên này có trách nhiệm cung cấp nội dung trực tiếp cho thuê bao còn nút trung tâm
sử dụng chủ yêu để backup. Khi một thuê bao thuộc một tỉnh nào đó gửi yêu cầu,
yêu cầu đó sẽ được gửi thẳng tới nút trung tâm, tại nút trung tâm sẽ diễn ra quá trình 18 kiểm định xem, STB của thuê bao này đang thuộc vùng, miền nào. Hệ thống kiểm
tra bằng cách dựa trên IP của STB được cấp phát khi STB tham gia hòa mạng. Ở tại
mỗi nút của hệ thống CDN đều có máy chủ web và máy chủ chứa nội dung. Vì thế
khi, biết được STB của thuê bao đang thuộc miền nào hệ thống sẽ định tuyến yêu
cầu của NSD đến nút gần với thuê bao đó nhất. Ví dụ như: nếu STB đó thuộc các
tỉnh miền Nam thì khi STB gửi yêu cầu tới hệ thống, tại nút trung tâm sẽ chỉ định
cho nút Miền Nam cung cấp nội dung cho khách hàng trong trường hợp nút Miền
Nam có thể đáp ứng được yêu cầu của thuê bao. Trong trường hợp nút miền Nam
không thể cung cấp nội dung cho thuê bao, hệ thống sẽ định tuyến yêu cầu của thuê
bao về nút trung tâm. Nút trung tâm sẽ làm nhiệm vụ cung cấp nội dung cho khách
hàng.
-
C
h
u
y
ể

u

Hình 1.5: Mô hình định tuyến yêu cầu của hệ thống
3.3.3. Cơ chế sao lưu nội dung 19 Việc sao lưu nội dung tới các nút biên là việc làm cần biết trong mạng phân
phối nội dung CDN. Tuy nhiên với hệ thống hiện tại thì cách sao lưu nội dung được
thực hiện như sau:
Với một nội dung bất kỳ khi được upload lên hệ thống sẽ được lưu ở nút
CDN trung tâm. Lần đầu tiên khi thuê bao truy cập vào hệ thống, nội dung sẽ được
tải từ nút trung tâm. Nếu số lượt truy cập nộ
i dung đó lớn hơn một giới hạn nhất
định (mặc định 50 lượt truy cập) nội dung đó sẽ được đẩy xuống nút biên. Khi nội
dung đã được đẩy xuống nút biên, hệ thống sẽ ghi nhận lại kết quả thành công. Vì
thế ở các lần tiếp theo khi thuê bao yêu cầu cung cấp nội dung thì hệ thống sẽ lấy
nội dung ngay ở nút biên tương ứng không cần yêu cầu tới nút trung tâm.
Upload nội dung
Tự

độ
n
g

p
h
ân

i

n
ộ
i

d
u
n
g
Nút biên
Miền Trung
Nút biên
Miền Nam
Nút biên
Miền Bắc
Nút trung tâm

Hình 1.6: Mô hình phân phối nội dung của hệ thống
3.3.4. Cơ chế phân tải
Tại nút trung tâm, máy chủ ngoài việc có khả năng theo dõi tình trạng của
máy chủ tại các nút biên còn có khả năng phán đoán xem nút nào đang ở tình trạng
quá tải hoặc gần quá tải. Để làm được điều này, máy chủ ở nút trung tâm sẽ cần
phải quản lý số kết nối của thuê bao đến máy chủ ở các nốt biên, mỗi máy chủ ở nút 20 biên sẽ được quy định một mức chịu tải nhất định, khi số lượt truy cập vượt quá

trò và sự cần thiết của CDN trong tổ chức dịch vụ IPTV, luận văn đã đề xuất triển
khai giải pháp CDN cho dịch vụ giá trị gia tăng trên MyTV của VNPT. Với nội
dung này SV đã tìm hiểu được cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ MyTV của VNPT
và đưa ra đề xuất cấu trúc mạng CDN phù hợp với điều kiện cụ thể của nhà cung
cấp.
H ướng phát triển tiếp theo của luận văn là thử nghiệm, đánh giá, hoàn thiện
thiết kế đồng thời sử dụng giải pháp CDN để xây dựng các website tin tức, mạng xã
hội, các dịch vụ giải trí trên nền băng thông rộng. .