CDN (2)特点和功能
1. 關(guān)鍵技術(shù)
1.1 內(nèi)容發(fā)布
它借助于建立索引、緩存、流分裂、組播(Multicast)等技術(shù),將內(nèi)容發(fā)布或投遞到距離用戶最近的遠程服務(wù)點(POP)處。
1.2 內(nèi)容分發(fā)
內(nèi)容分發(fā)包含從內(nèi)容源到CDN邊緣的Cache的過程。
兩種主流技術(shù):PUSH和PULL。
1.2.1 PUSH
一種主動分發(fā)的技術(shù)。
- PUSH由內(nèi)容管理系統(tǒng)發(fā)起,將內(nèi)容從源或者中心媒體資源庫分發(fā)到各邊緣的 Cache節(jié)點。
- 分發(fā)的協(xié)議可以采用 Http/ftp等。
- 通過PUSH分發(fā)的內(nèi)容一般是比較熱點的內(nèi)容,這些內(nèi)容通過PUSH方式預(yù)分發(fā)( Preload)到邊緣Cache,可以實現(xiàn)有針對的內(nèi)容提供。
- 對于PUSH分發(fā)需要考慮的主要問題是分發(fā)策略,即在什么時候分發(fā)什么內(nèi)容。
1.2.2 PULL
一種被動的分發(fā)技術(shù)
- 內(nèi)容分發(fā)可以由CP(內(nèi)容提供商)或者CDN內(nèi)容管理員人工確定,也可以通過智能的方式?jīng)Q定,即所謂的智能分發(fā),它根據(jù)用戶訪問的統(tǒng)計信息,以及預(yù)定義的內(nèi)容分發(fā)的規(guī)則,確定內(nèi)容分發(fā)的過程。
- PULL分發(fā)通常由用戶請求驅(qū)動。當(dāng)用戶請求的內(nèi)容在本地的邊緣 Cache上不存在(未命中)時, Cache啟動PUL方法從內(nèi)容源或者其他CDN節(jié)點實時獲取內(nèi)容。
- 內(nèi)容的分發(fā)是按需的。
1.3 內(nèi)容緩存
CDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,位于用戶接入點,是面向最終用戶的內(nèi)容提供設(shè)備,可緩存靜態(tài)Web內(nèi)容和流媒體內(nèi)容,實現(xiàn)內(nèi)容的邊緣傳播和存儲,以便用戶的就近訪問。
- 內(nèi)容交換機處于用戶接入集中點,可以均衡單點多個內(nèi)容緩存設(shè)備的負載,并對內(nèi)容進行緩存負載平衡及訪問控制。
1.4 內(nèi)容路由
負責(zé)將用戶的請求調(diào)度到適當(dāng)?shù)脑O(shè)備上。它是整體性的網(wǎng)絡(luò)負載均衡技術(shù),通過內(nèi)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(nèi)容源的響應(yīng)。
- 內(nèi)容路由通常通過負載均衡系統(tǒng)來實現(xiàn),動態(tài)均衡各個內(nèi)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(wǎng)站的可用性。
- 內(nèi)容路由器可根據(jù)多種因素制定路由,包括站點與用戶的臨近度、內(nèi)容的可用性、網(wǎng)絡(luò)負載、設(shè)備狀況等。
1.4.1 負載均衡系統(tǒng)
實現(xiàn)CDN的內(nèi)容路由功能,是整個CDN的核心,它的作用是將用戶的請求導(dǎo)向整個CDN網(wǎng)絡(luò)中的最佳節(jié)點。
- 負載均衡的準(zhǔn)確性和效率直接決定了整個CDN的效率和性能。
- 佳節(jié)點的選定可以根據(jù)多種策略,例如距離最近、節(jié)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(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)將用戶的請求定向到最近的節(jié)點(或者區(qū)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(qū)域范圍內(nèi),其目標(biāo)是在特定的區(qū)域范圍內(nèi)尋找一臺最適合的節(jié)點提供服務(wù),因此,CDN節(jié)點的健康性、負載情況、支持的媒體格式等運行狀態(tài)是本地負載均衡進行決策的主要依據(jù)。
1.5 內(nèi)容存儲
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內(nèi)容源的存儲
由于內(nèi)容的規(guī)模比較大(通常可以達到幾個甚至幾十個TB),而且內(nèi)容的吞吐量較大,因此,通常采用海量存儲架構(gòu),如NAS和SON。 -
多種內(nèi)容格式的支持要求存儲系統(tǒng)根據(jù)不同文件格式的讀寫特點進行優(yōu)化,以提高文件內(nèi)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(nèi)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(jié)目。事實上,許多用戶訪問單個流媒體節(jié)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(yīng)時間。但是部分緩存可能導(dǎo)致內(nèi)容的碎片問題,需要進行良好的設(shè)計和控制。
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內(nèi)容在 Cache節(jié)點中的存儲。
考慮因素
- 功能:包括對各種內(nèi)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(wěn)定性。
- 可靠性:目前,多數(shù)存儲系統(tǒng)都采用了獨立磁盤冗余陣列(RAID)技術(shù)進行可靠存儲。但是不同設(shè)備使用的RAID方式各有不同。
1.6 內(nèi)容管理
負責(zé)整個CDN的管理,是可選部件,作用是進行內(nèi)容管理,如內(nèi)容的注入和發(fā)布、內(nèi)容的分發(fā)、內(nèi)容的審核、調(diào)整、傳遞等一系列 過程
它通過內(nèi)部和外部監(jiān)控系統(tǒng),獲取網(wǎng)絡(luò)部件的狀況信息,測量內(nèi)容發(fā)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(wǎng)絡(luò)處于最佳的運行狀態(tài)。
1.6.1 本地內(nèi)容管理
內(nèi)容進入 Cache點后的內(nèi)容管理。
- 主要針對一個ODN節(jié)點(有多個 CDN Cache設(shè)備和一個SLB設(shè)備構(gòu)成)進行。
- 主要目標(biāo):提高內(nèi)容服務(wù)的效率,提高本地節(jié)點的存儲利用率。
- 目標(biāo):實現(xiàn)基于內(nèi)容感知的調(diào)度,通過內(nèi)容感知的調(diào)度,可以避免將用戶重定向到?jīng)]有該內(nèi)容的 Cache設(shè)備上,從而提高負載均衡的效率。
- 目標(biāo)有效實現(xiàn)在ODN節(jié)點內(nèi)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(yè)站點(尤其含有大量圖片和靜態(tài)頁面站點)的訪問速度,并大大提高以上性質(zhì)站點的穩(wěn)定性。
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鏡像服務(wù):消除了不同運營商之間互聯(lián)的瓶頸造成的影響,實現(xiàn)了跨運營商的網(wǎng)絡(luò)加速,保證不同網(wǎng)絡(luò)中的用戶都能得到良好的訪問質(zhì)量。
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遠程加速:遠程訪問用戶根據(jù)DNS負載均衡技術(shù)智能自動選擇Cache服務(wù)器,選擇最快的Cache服務(wù)器,加快遠程訪問的速度。
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帶寬優(yōu)化:自動生成服務(wù)器的遠程Mirror(鏡像)cache服務(wù)器,遠程用戶訪問時從cache服務(wù)器上讀取數(shù)據(jù),節(jié)省骨干網(wǎng)帶寬,減少遠程訪問的帶寬、分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)流量、減輕原站點WEB服務(wù)器負載等功能。
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集群抗攻擊:廣泛分布的CDN節(jié)點加上節(jié)點之間的智能冗余機制,可以有效地預(yù)防黑客入侵以及降低各種D.D.o.S攻擊對網(wǎng)站的影響,同時保證較好的服務(wù)質(zhì)量. 克服網(wǎng)站分布不均的問題,并且能降低網(wǎng)站自身建設(shè)和維護成本;
總結(jié)
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