Kuda taj video putujeMrežna arhitektura i sigurnosni izazovi u broadcast industriji

Davor JankovićCS Computer Systems

28.3.2019.

• Prelazak sa SDI na IPtehnologiju

• Dizajn mreže za prijenosvidea

Sadržaj• Arhitektura

• Workflow

• Orkestracija

• Sigurnost

• Redundancija

• Zaključak

IZAZOVI?

100% pouzdanoi on-time delivesignala

Strah od nove inedokazanetehnologije

Znanje

Clean seamless switching

Standardizacija

Problemi uoperativi

Cijena

Security iRedundancija

Limiti SDItehnologije

Jednosmjerni prijenospodatakaProvlačenje puno kablovana velikim udaljenostima

Zamjena kablova i uređajapri prelasku na novutehnologiju (npr. prelazaksa HD na UHD)

Prelazak na IPtehnologiju

Što IP tehnologija donosi

• Prijenos video, audio, metadata iinterkom signala preko isteinfrastrukture

• File based i Live workflov naistoj infrastrukturi

• Vremenska sinkronizacija• Više signala preko istih kabela

• Dvosmjerni prijenos signala

• Neovisnost o formatima ibrzinama

• Novi modeli workflowa

Sljedeći val IP konvergencije

PODUZEĆ TELEKOMI IoT(1990) (2000) (2015)

BROADCASTINDUSTRIJA

(DANAS)

Lanac proizvodnje sadržaja danas

UDALJENA

HDI-SD

KONTRIBUCIJA

IP

STUDIO I

HDI-SD

PRIMARNA

IP

SEKUNDARNA

IP

KORISNIKPRODUKCIJA POSTPROD DISTRIBUCIJA DISTRIBUCIJA

Lanac proizvodnje sadržaja budućnosti

IP

UDALJENAPRODUKCIJA

KONTRIBUCIJA

IP

STUDIO IPOSTPROD

IP

PRIMARNADISTRIBUCIJA

IP

SEKUNDARNADISTRIBUCIJA

IP

KORISNIK

Zamjena SDI matrice IP infrastrukturom

MONITORING

KAMERE I MIKROFONI VIDEO SWITCHER

VIDEO SERVER RELAY MULTIVIEWER

GR FIČKI SUST VI AUDIO MIXER

IZVORI PLAYOUT

Zamjena SDI matrice IP infrastrukturom

MONITORING

KONTROLNISUSTAV

KAMERE I MIKROFONI

MREŽNI

REST API VIDEO SWITCHER

KONTROLER

VIDEO SERVER RELAY MULTIVIEWER

GR FIČKI SUST VI AUDIO MIXER

IP FABRIC

IZVORI PLAYOUT

Izazovi i zahtjevi industrije

SDI router

Nepromijenjeni workflow

Deterministička mreža(Bez gubitaka paketa, ultra niska latencija, minimalni jitter)

Precizna vremenska sinkronizacija

IP MrežaVisokodostupan sustav

Mrežna sigurnost

Layer 3 IP mreža

Layer 3 IP mreža - tražene funkcije

Future proof

IstaFormatisadržaja

2022-6TR03 / 2110

AES76?

Clocking

PTP2059-2 1.5G HD 3G HD 12G UHD

infrastrukturaza različite

brzine

Jednostavno dodavanjeuređaja

Otkrivanje krajnjih uređajaVidljivost tokova prometa

Sigurnost

Upravljanje i nadzor

Layer 3 IP fabric - tradicionalan dizajn

PIM zaMulticast

QOS IGP Routing

Layer3uplinkovi

PTPIGMP Filter

Pristupneliste

1.5G HD 3G HD 12G UHD IGMP

Layer 3 IP fabric -tokovi prometa

• Kako raditi efikasanload-balancing?

• Kako osigurati damreža ne odbacujepakete?

• Možemo li seosloniti na ECMPmehanizme?

Spine and leaf arhitektura mreže

SPINE

LEAF

Arhitektura sustava

BROADCASTKONTROLER

Finalni autoritet za sve odluke i akcijena mreži

REST SDN API

MREŽNIKONTROLER

REST PUB-SUB

bstrahira mrežu i pruža fleksibilanPI višim slojevima za kontrolu i

orkestraciju mreže

događajiRobusna IP mreža izgrađena na

otvorenim i dokazanim tehnologijama

Izvori signala Odredišta signala

IP MREŽ

Što rješenje pruža

• Skalabilnu arhitekturu

• Spine - leaf dizajn koji se aktivnokoristi u izgradnji podatkovnihcentara

• Vidljivost i statistiku po tokovimaprometa

• Vidljivost puta prometa s kraja nakraj sa statistikom

• Automatsko provizioniranjeuređaj

• Pouzdanu orkestraciju tokovaprometa

• Mrežni kontroler upravlja tokovimaprometa

• Sigurnost

• Autorizaciju krajnjih stanica,kontrolu koji promet se šalje kome

• Integraciju sa otvorenim API-jem

• Integraciju sa broadcastkontrolerom putem REST API-ija

Orkestracija toka podataka

• Mrežni kontroler uspostavlja tokpodataka između pošiljatelja iprimatelja prometa

• Primatelji mogu zatražiti signalslanjem IGMP join-a

• Tok podataka može se• Algoritam za upravljanje uspostaviti i putem broadcastbandwidth-om omogućava kontrolera

uspostavljanje garantiranogkapaciteta

Tipični workflowBROADCASTKONTROLER

REST SDN API

MREŽNIKONTROLER

REST PUB-SUBdogađaji

Izvori signala Odredišta signala

IP MREŽ

Tipični workflowBROADCASTKONTROLER

1. Daje naredbu izvorima da šalju tok

1

Izvori signala

REST SDN API

MREŽNIKONTROLER

REST PUB-SUBdogađaji

IP MREŽ

podataka

Odredišta signala

Tipični workflowBROADCASTKONTROLER

1. Daje naredbu izvorima da šalju tok

1

Izvori signala

REST SDN API 2

MREŽNIKONTROLER

REST PUB-SUB 2događaji

IP MREŽ

podataka

2. Orkestracija toka podataka: dopuštatok podataka i alocira kapacitet

Odredišta signala

Tipični workflowBROADCASTKONTROLER

1. Daje naredbu izvorima da šalju tok

1

Izvori signala

REST SDN API 2

MREŽNIKONTROLER

REST PUB-SUB 2događaji

podataka

2. Orkestracija toka podataka: dopuštatok podataka i alocira kapacitet

3. Daje naredbu odredištima zaprimanje podataka

Odredišta signala

3

IP MREŽIGMP join

BROADCASTKONTROLER

MREŽNIKONTROLER

Spine 1 Spine 2 Spine n

Leaf 1 Leaf 2 Leaf 3 Leaf N

Pošiljatelj

Primate

BROADCASTKONTROLER

MREŽNIKONTROLER

Pošiljatelj online.Pošiljatelj

registriran samrežnim

kontrolerom.

Spine 1 Spine 2

Leaf 1 Leaf 2

Pošiljatelj

Primate

Spine n

Leaf 3 Leaf N

BROADCASTKONTROLER

Zahtjev proslijeđen mrežnomkontroleru.

MREŽNIKONTROLER

Pošiljatelj online.Pošiljatelj

registriran samrežnim

kontrolerom.

Spine 1 Spine 2

Leaf 1 Leaf 2

Pošiljatelj

Primate

Spine n

Leaf 3 Leaf N

Primatelj zahtjeva signal

BROADCASTKONTROLER

Mrežni kontroler računa putizmeđu pošiljatelja i primatelja.

Zahtjev proslijeđen mrežnomkontroleru.

MREŽNIKONTROLER

Pošiljatelj online.Pošiljatelj

registriran samrežnim

kontrolerom.

Spine 1 Spine 2

Leaf 1 Leaf 2

Pošiljatelj

Primate

Spine n

Leaf 3 Leaf N

Primatelj zahtjeva signal

BROADCASTKONTROLER

Mrežni kontroler računa putizmeđu pošiljatelja i primatelja.

Zahtjev proslijeđen mrežnomkontroleru.

Mrežni kontrolerprogramira sve

uređaje na putuod pošiljatelja do

primatelja.

Pošiljatelj online.Pošiljatelj

registriran samrežnim

kontrolerom.

MREŽNIKONTROLER

Spine 1 Spine 2

Leaf 1 Leaf 2

Pošiljatelj

Primate

Spine n

Leaf 3 Leaf N

Primatelj zahtjeva signal

BROADCASTKONTROLER

Mrežni kontroler računa putizmeđu pošiljatelja i primatelja.

Zahtjev proslijeđen mrežnomkontroleru.

Mrežni kontrolerprogramira sve

uređaje na putuod pošiljatelja do

primatelja.

Signal se šalje odpošiljatelja do

primatelja.

Pošiljatelj online.Pošiljatelj

registriran samrežnim

kontrolerom.

MREŽNIKONTROLER

Spine 1 Spine 2

Leaf 1 Leaf 2

Pošiljatelj

Primate

Spine n

Leaf 3 Leaf N

Primatelj zahtjeva signal

BROADCAST

Mrežni kontrolerprogramira sveuređaje na putu

od pošiljatelja do

primatelja.

Signal se šalje odpošiljatelja do

primatelja.

Pošiljatelj online.Pošiljatelj

registriran samrežnim

kontrolerom.

KONTROLERMrežni kontroler računa put

između pošiljatelja i primatelja.

MREŽNIKONTROLER

Spine 1 Spine 2

Leaf 1 Leaf 2 Leaf 3

Pošiljatelj

Primate

Mrežni kontroler obnavlja tablicuzauzeća kapaciteta i svjestan je

zauzetog kapaciteta u mreži.

Zahtjev proslijeđen mrežnomkontroleru.

Spine n

Leaf N

Primatelj zahtjeva signal

Sigurnost

Sigurnost

• Fizički odvojena mreža

• Kontroler kontrolira izvore i odredišta prometa

• Defaultna politika može biti propusti ili zabrani

• Kontrola pošiljatelja obavlja se na ulaznim preklopnicimauz pomoć pristupnih listi

• Kontrola primatelja obavlja se na izlaznim preklopnicimauz pomoć IGMP filter funkcije

Redundancija

Kako izbjeći bilo kakav ispad

• Preporučeni dizajn podrazumijeva dvije paralelnemreže

• Kritični enpointi povezani su na obje mreže

• Bilo koji kvar na jednoj mreži neće uzrokovati prekidjer krajnji uređaji primaju i šalju signal u obje mreže

• Rekonvergencija unutar jedne mreže traje nekolikosekundi

• Postojeći tokovi prometa ne vraćaju se na inicijalniput kad se on ponovo uspostavi. Samo novi tokoviprometa koriste inicijalni put

RedundancijaBROADCASTKONTROLER

MREŽ 1 MREŽ 2

Krajnjiuređaji

Zaključak

Zaključak

• Prelazak sa SDI na IP tehnologiju je aktualan

• IP nudi visoko skalabilnu arhitekturu

• Mrežni kontroler orkestrira tok podataka

• Visoka razina sigurnosti sustava

• Redundancija se postiže korištenjem paralelnihmreža

Kuda taj video putuje - Mrežna arhitektura i sigurnosni izazovi u broadcast industriji