简介
播报CDN(Content Delivery Network)是指内容分发网络,也称为内容传送网络,这个概念始于1996年,是美国麻省理工学院的一个研究小组为改善互联网的服务质量而提出的。为了能在传统IP网上发布丰富的宽带媒体内容,他们提出在现有互联网基础上建立一个内容分发平台专门为网站提供服务,并于1999年成立了专门的CDN服务公司,为Yahoo提供专业服务。由于CDN是为加快网络访问速度而被优化的网络覆盖层,因此被形象地称为“网络加速器”。
CDN网络的诞生大大地改善了互联网的服务质量,因此传统的大型网络运营商纷纷开始建设自己的CDN网络,如AT&T、德国电信、中国电信等。随着市场需求的不断增加,甚至出现了纯粹的CDN网络运营商,美国的Akamai就是其中最大的一个,拥有分布在世界各地的1000多个节点。我国第一家纯粹的CDN网络服务公司是北京蓝汛公司,已从2000年开始建立了一个专门的CDN服务网络一ChinaCache。目前CDN网络已经突破50个节点,覆盖中国六大骨干网络一中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通网络以及中国教育网,带宽资源储备超过35G,服务的客户数量达到300多家。
组成
播报内容路由器负责将用户的请求调度到适当的设备上。内容路由通常通过负载均衡系统来实现,动态均衡各个内容缓存站点的载荷分配,为用户的请求选择最佳的访问站点,同时提高网站的可用性。内容路由器可根据多种因素制定路由,包括站点与用户的临近度、内容的可用性、网络负载、设备状况等。负载均衡系统是整个CDN的核心。负载均衡的准确性和效率直接决定了整个CDN的效率和性能。
功能
播报归纳起来,CDN具有以下主要功能:
基本原理
播报CDN的基本原理是广泛采用各种缓存服务器,将这些缓存服务器分布到用户访问相对集中的地区或网络中,在用户访问网站时,利用全局负载技术将用户的访问指向距离最近的工作正常的缓存服务器上,由缓存服务器直接响应用户请求。
CDN的基本思路是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节,使内容传输的更快、更稳定。通过在网络各处放置节点服务器所构成的在现有的互联网基础之上的一层智能虚拟网络,CDN系统能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容,解决 Internet网络拥挤的状况,提高用户访问网站的响应速度。
服务模式
播报内容分发网络(CDN)是一种新型网络构建方式,它是为能在传统的IP网发布宽带丰富媒体而特别优化的网络覆盖层;而从广义的角度,CDN代表了一种基于质量与秩序的网络服务模式。
简单地说,内容分发网络(CDN)是一个经策略性部署的整体系统,包括分布式存储、负载均衡、网络请求的重定向和内容管理4个要件,而内容管理和全局的网络流量管理(Traffic Management)是CDN的核心所在。通过用户就近性和服务器负载的判断,CDN确保内容以一种极为高效的方式为用户的请求提供服务。
总的来说,内容服务基于缓存服务器,也称作代理缓存(Surrogate),它位于网络的边缘,距用户仅有"一跳"(Single Hop)之遥。同时,代理缓存是内容提供商源服务器(通常位于CDN服务提供商的数据中心)的一个透明镜像。这样的架构使得CDN服务提供商能够代表他们客户,即内容供应商,向最终用户提供尽可能好的体验,而这些用户是不能容忍请求响应时间有任何延迟的。
主要特点
播报关键技术
播报内容发布
PUSH是一种主动分发的技术。通常,PUSH由内容管理系统发起,将内容从源或者中心媒体资源库分发到各边缘的 Cache节点。分发的协议可以采用 Http/ftp等。通过PUSH分发的内容一般是比较热点的内容,这些内容通过PUSH方式预分发( Preload)到边缘Cache,可以实现有针对的内容提供。对于PUSH分发需要考虑的主要问题是分发策略,即在什么时候分发什么内容。一般来说,内容分发可以由CP(内容提供商)或者CDN内容管理员人工确定,也可以通过智能的方式决定,即所谓的智能分发,它根据用户访问的统计信息,以及预定义的内容分发的规则,确定内容分发的过程PULL是一种被动的分发技术,PULL分发通常由用户请求驱动。当用户请求的内容在本地的边缘 Cache上不存在(未命中)时, Cache启动PUL方法从内容源或者其他CDN节点实时获取内容。在PULL方式下,内容的分发是按需的。
内容路由
CDN负载均衡系统实现CDN的内容路由功能。它的作用是将用户的请求导向整个CDN网络中的最佳节点。最佳节点的选定可以根据多种策略,例如距离最近、节点负载最轻等。负载均衡系统是整个CDN的核心,负载均衡的准确性和效率直接决定了整个CDN的效率和性能。通常负载均衡可以分为两个层次:全局负载均衡(GSLB)和本地负载均衡(SLB)。全局负载均衡主要的目的是在整个网络范围内将用户的请求定向到最近的节点(或者区域)。因此,就近性判断是全局负载均衡的主要功能。本地负载均衡一般局限于一定的区域范围内,其目标是在特定的区域范围内寻找一台最适合的节点提供服务,因此,CDN节点的健康性、负载情况、支持的媒体格式等运行状态是本地负载均衡进行决策的主要依据。
内容存储
对于内容源的存储,由于内容的规模比较大(通常可以达到几个甚至几十个TB),而且内容的吞吐量较大,因此,通常采用海量存储架构,如NAS和SON。对于在 Cache节点中的存储,是 Cache设计的一个关键问题。需要考虑的因素包括功能和性能两个方面:功能上包括对各种内容格式的支持,对部分缓存的支持;在性能上包括支持的容量、多文件吞吐率、可靠性、稳定性。
其中,多种内容格式的支持要求存储系统根据不同文件格式的读写特点进行优化,以提高文件内容读写的效率。特别是对针对流媒体文件的读写。部分缓存能力指流媒体内容可以以不完整的方式存储和读取。部分缓存的需求来自用户访问行为的随机性,因为许多用户并不会完整地收看整个流媒体节目。事实上,许多用户访问单个流媒体节目的时间不超过10分钟。因此,部分缓存能力能够大大提高存储空间的利用率,并有效提高用户请求的响应时间。但是部分缓存可能导致内容的碎片问题,需要进行良好的设计和控制。
内容管理
它通过内部和外部监控系统,获取网络部件的状况信息,测量内容发布的端到端性能(如包丢失、延时、平均带宽、启动时间、帧速率等),保证网络处于最佳的运行状态。
内容管理在广义上涵盖了从内容的发布、注入、分发、调整、传递等一系列过程。在这里,内容管理重点强调内容进人 Cache点后的内容管理,称其为本地内容管理。本地内容管理主要针对一个ODN节点(有多个 CDN Cache设备和一个SLB设备构成)进行。本地内容管理的主要目标是提高内容服务的效率,提高本地节点的存储利用率。通过本地内容管理,可以在CDN节点实现基于内容感知的调度,通过内容感知的调度,可以避免将用户重定向到没有该内容的 Cache设备上,从而提高负载均衡的效率。通过本地内容管理还可以有效实现在ODN节点内容的存储共享,提高存储空间的利用率。
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