实现最佳IP网络架构和控制

奥利弗·斯华

对提高生产效率的追求推动许多广播公司转向IP技术。IP被认为比广播专属的基带便宜，其主要吸引力之一是其处理任何视频和音频技术的能力。

然而，在许多情况下，广播公司最初都选择“对等”网络替换。这就偏离了IP带来的关键点，即所谓“IP LAN/ WAN融合”，这种融合能够通过共享分布各地的设备、演播室、控制室和制作人员，更容易实现节约成本和提高灵活性。

许多广播公司在筹谋满足广播特定要求的方略时，被误导向耳目闭塞的IP交换机供应商寻求建议。然而，首要的重点应放在把握好恰当的网络架构和控制，这意味着要权衡三种常用的主要架构布局。

集中式星型网络

在架构方面，大部分广播公司的习惯是采用“集中式星型网络”，即所有连接经过一个可放置于总控室内的大型IP路由器。

这种架构的主要缺点是一切都必须通过中央路由器，每一个设备都离不开昂贵的光纤连接。

其次是扩展性问题。容量达限往往比预期更快，那就需要替換中央路由器。由于每一个连接设备都占用中央路由器上一个昂贵的高带宽端口，因此，低带宽设备的每端口成本居高不下。

此外，缺乏聚合性意味着必须由边缘设备处置冗余需求，因而需要两条到中央路由器的连接，或主备交换机各一条。

最后，设定全部流量都通过中央路由器，就使得星型网络架构不再适合把远端地点作为主地点的扩展。

叶脊式

第二种模式是叶脊式（分布式核心网络）架构，包括在核心的两个或更多路由器及边缘上其它较小的路由器。这减少直接到主路由器的连接数量，使光纤管理简单化。它要求的中心路由器上的端口较少，有更高效的每端口成本，尤其是对低带宽设备。

叶脊式架构降低内在冗余的成本，也提供最佳的灵活性和扩展性。由于可随时增加容量，网络初始规模不必很大。

虽然真正的叶脊式架构可能比其它方式复杂，但它仍然不失为一种可扩展、弹性和高性能的结构，可完美满足广播公司的需求。

双星型

第三种架构模式是“双星型”架构，它依然包括使用两个主干路由器，但不同之处是网络内每张叶片仅仅连接到一个脊柱。

遗憾的是，就负载分配和总网络容量优化而言，这并非一种灵活方式。作为一种“伪”叶脊式方案，随着网络的进化，它会对需要冗余连接的终端设备提出特殊要求，并且也会受困于冗余问题。

这种架构的支持者通常喜欢基于协议的自动化路由，而不是软件定义的网络。但是，尽管双星型更适合于自动路由，但总体来说它并非一种更可取的选择，只有真正的叶脊式架构才能使广播公司充分利用其电视中心内的IP基础设施投资。

不过，除了网络架构，广播公司还必须调度和控制IP媒体网，权衡自动路由和SDN的相对优点。

自动路由

自动路由意味着将如何传输各个媒体流的决定交给网络，而不是操作者。

尽管自动路由（以及IGMP和PIM协议）被广泛应用于全世界的IP网络，但在性能和带宽管理方面它们有短板。

自动路由不够快捷，难以胜任现场制作，而且可能遇到网络回路的难题。这只能通过加大运行复杂性来解决，除非设计和控制网络时非常小心，否则就有网络过载的风险，导致不稳定和信号丢失。此外，由于流传输到目的地没有得到明确控制，还有保护和安全的漏洞。

软件定义网络路由

SDN把路由控制交给一个集中式控制层。管理和调度软件全面监控可用设备、网络结构和服务。这使它能够对路由和控制流做出智能决定，并且提供广播公司所期待和需要的明确路由能力。

这有很多优点。首先，它确保比自动路由有更高水平的性能，原因是软件也控制每一个媒体流。实际上从保护和安全角度来看，它也颇为有益，因为调度和控制软件能够容易地建立路径分集，防止出错，而且还能通过完全控制允许哪个目的地接收哪个组播信号降低安全风险。

与自动路由不同，通过恰当的软件，S D N能够容易地处理任何网络架构。其全部优点最终使之成为建立真正灵活、可扩展和高性能IP媒体网的首选控制方式。

虽然IP技术优点明显，但广播公司应谨记一个成功的IP设施是在架构彻底重新设计的基础上建立的。并且成功还在很大程度上由网络内各部件的控制方式所决定。

广播公司应采用真正的脊叶模式构建网络，用SDN路由控制网络内的部件。它是最大限度发挥IP技术功效的最有效方式，反过来又有助于实现最佳投资回报和更高的运营成功率。B&P;