CDN (2)特点和功能
1. 關鍵技術
1.1 內容發布
它借助于建立索引、緩存、流分裂、組播(Multicast)等技術,將內容發布或投遞到距離用戶最近的遠程服務點(POP)處。
1.2 內容分發
內容分發包含從內容源到CDN邊緣的Cache的過程。
兩種主流技術:PUSH和PULL。
1.2.1 PUSH
一種主動分發的技術。
- PUSH由內容管理系統發起,將內容從源或者中心媒體資源庫分發到各邊緣的 Cache節點。
- 分發的協議可以采用 Http/ftp等。
- 通過PUSH分發的內容一般是比較熱點的內容,這些內容通過PUSH方式預分發( Preload)到邊緣Cache,可以實現有針對的內容提供。
- 對于PUSH分發需要考慮的主要問題是分發策略,即在什么時候分發什么內容。
1.2.2 PULL
一種被動的分發技術
- 內容分發可以由CP(內容提供商)或者CDN內容管理員人工確定,也可以通過智能的方式決定,即所謂的智能分發,它根據用戶訪問的統計信息,以及預定義的內容分發的規則,確定內容分發的過程。
- PULL分發通常由用戶請求驅動。當用戶請求的內容在本地的邊緣 Cache上不存在(未命中)時, Cache啟動PUL方法從內容源或者其他CDN節點實時獲取內容。
- 內容的分發是按需的。
1.3 內容緩存
CDN網絡節點,位于用戶接入點,是面向最終用戶的內容提供設備,可緩存靜態Web內容和流媒體內容,實現內容的邊緣傳播和存儲,以便用戶的就近訪問。
- 內容交換機處于用戶接入集中點,可以均衡單點多個內容緩存設備的負載,并對內容進行緩存負載平衡及訪問控制。
1.4 內容路由
負責將用戶的請求調度到適當的設備上。它是整體性的網絡負載均衡技術,通過內容路由器中的重定向(DNS)機制,在多個遠程POP上均衡用戶的請求,以使用戶請求得到最近內容源的響應。
- 內容路由通常通過負載均衡系統來實現,動態均衡各個內容緩存站點的載荷分配,為用戶的請求選擇最佳的訪問站點,同時提高網站的可用性。
- 內容路由器可根據多種因素制定路由,包括站點與用戶的臨近度、內容的可用性、網絡負載、設備狀況等。
1.4.1 負載均衡系統
實現CDN的內容路由功能,是整個CDN的核心,它的作用是將用戶的請求導向整個CDN網絡中的最佳節點。
- 負載均衡的準確性和效率直接決定了整個CDN的效率和性能。
- 佳節點的選定可以根據多種策略,例如距離最近、節點負載最輕等。
通常負載均衡可以分為兩個層次:
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全局負載均衡(GSLB)
全局負載均衡主要的目的是在整個網絡范圍內將用戶的請求定向到最近的節點(或者區域)。因此,就近性判斷是全局負載均衡的主要功能。 -
本地負載均衡(SLB)
本地負載均衡一般局限于一定的區域范圍內,其目標是在特定的區域范圍內尋找一臺最適合的節點提供服務,因此,CDN節點的健康性、負載情況、支持的媒體格式等運行狀態是本地負載均衡進行決策的主要依據。
1.5 內容存儲
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內容源的存儲
由于內容的規模比較大(通常可以達到幾個甚至幾十個TB),而且內容的吞吐量較大,因此,通常采用海量存儲架構,如NAS和SON。 -
多種內容格式的支持要求存儲系統根據不同文件格式的讀寫特點進行優化,以提高文件內容讀寫的效率。特別是對針對流媒體文件的讀寫。部分緩存能力指流媒體內容可以以不完整的方式存儲和讀取。
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部分緩存的需求來自用戶訪問行為的隨機性,因為許多用戶并不會完整地收看整個流媒體節目。事實上,許多用戶訪問單個流媒體節目的時間不超過10分鐘。因此,部分緩存能力能夠大大提高存儲空間的利用率,并有效提高用戶請求的響應時間。但是部分緩存可能導致內容的碎片問題,需要進行良好的設計和控制。
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內容在 Cache節點中的存儲。
考慮因素
- 功能:包括對各種內容格式的支持,對部分緩存的支持;
- 性能:包括支持的容量、多文件吞吐率、可靠性、穩定性。
- 可靠性:目前,多數存儲系統都采用了獨立磁盤冗余陣列(RAID)技術進行可靠存儲。但是不同設備使用的RAID方式各有不同。
1.6 內容管理
負責整個CDN的管理,是可選部件,作用是進行內容管理,如內容的注入和發布、內容的分發、內容的審核、調整、傳遞等一系列 過程
它通過內部和外部監控系統,獲取網絡部件的狀況信息,測量內容發布的端到端性能(如包丟失、延時、平均帶寬、啟動時間、幀速率等),保證網絡處于最佳的運行狀態。
1.6.1 本地內容管理
內容進入 Cache點后的內容管理。
- 主要針對一個ODN節點(有多個 CDN Cache設備和一個SLB設備構成)進行。
- 主要目標:提高內容服務的效率,提高本地節點的存儲利用率。
- 目標:實現基于內容感知的調度,通過內容感知的調度,可以避免將用戶重定向到沒有該內容的 Cache設備上,從而提高負載均衡的效率。
- 目標有效實現在ODN節點內容的存儲共享,提高存儲空間的利用率
2. 主要特點
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本地Cache加速:提高了企業站點(尤其含有大量圖片和靜態頁面站點)的訪問速度,并大大提高以上性質站點的穩定性。
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鏡像服務:消除了不同運營商之間互聯的瓶頸造成的影響,實現了跨運營商的網絡加速,保證不同網絡中的用戶都能得到良好的訪問質量。
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遠程加速:遠程訪問用戶根據DNS負載均衡技術智能自動選擇Cache服務器,選擇最快的Cache服務器,加快遠程訪問的速度。
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帶寬優化:自動生成服務器的遠程Mirror(鏡像)cache服務器,遠程用戶訪問時從cache服務器上讀取數據,節省骨干網帶寬,減少遠程訪問的帶寬、分擔網絡流量、減輕原站點WEB服務器負載等功能。
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集群抗攻擊:廣泛分布的CDN節點加上節點之間的智能冗余機制,可以有效地預防黑客入侵以及降低各種D.D.o.S攻擊對網站的影響,同時保證較好的服務質量. 克服網站分布不均的問題,并且能降低網站自身建設和維護成本;
總結
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