CDN：浏览新途径河南省电信规划设计院_增值电信

CDN：浏览新途径

河南省电信规划设计院马刚 2004/04/19

　　1999年，美国司法部网站关于调查克林顿丑闻的“斯塔尔报告”被竞相点击，导致网站崩溃。

　　1999年，美国本土约8%的网站采用CDN服务，到2003年，这一比例上升至80%，同期内只剩下约4%的网站没有采用CDN服务的计划。

　　截止至2003年9月，CDN服务节点已在中国39个主要城市开通运行，覆盖所有省级地区，实现了不同地区用户访问量的负载均衡，提高了用户上网的访问效率。

　　“斯塔尔网站崩溃”事件的最直接结果，是促使美国麻省理工学院（MIT）成立专家小组，开发CDN技术，以便适应新的“二八原则”：既然“20%的互联网内容被80%的网民浏览”，为何不将互联网“点对点的传输”部分转化为“点对多点的广播式传输”？

CDN遍地开花

　　CDN（Content Delivery Network）即内容分发网络，是构建在现有宽带IP网络之上的一层虚拟网络，其基本思想是，依靠放置在各地的缓存或媒体服务器，通过系统中心平台的智能负载均衡、内容分发、调度等功能模块，将用户最感兴趣的那部分媒体内容部署到最贴近用户的地方，使得原本无序、低效、不可靠的宽带IP网络转变成高效、可靠的智能网络，以满足用户对媒体访问质量的更高要求。

　　简单来说，构建CDN网络，可以直接提升互联网访问速度，满足用户日益增长的宽带应用需求。

　　对ICP（Internet Comtent Provider，互联网内容提供商）而言，采用CDN技术是最直接有效提升网络效能的方式。

　　从事互联网性能评估的Keynote Systems公司的测试结果表明，诸如Yahoo!、AltaVista等网站，虽然接受访问量巨大，但在使用CDN服务之后，其网站性能，尤其是对用户的响应速度，仍远远优于其他网站。

　　网站生存的重要依靠之一就是点击率，而对用户的响应速度快慢将直接影响点击率的高低，一个完善的CDN网络，为ICP收益所起的作用相当明显。

　　据HTRC公司（美国）调查报告显示， CDN在世界范围内的应用中均有不俗表现。2001年的“9·11事件”中，美国最大门户网站之一——msnbc.com每天访问量达到1270万页，为日常访问量的4倍多，其中90%以上的访问量都由CDN分担，其中还包括3000万分钟、1300万个网络视频录像的播放。

　　在中国，包括北京蓝汛通信技术有限公司在内的诸多公司也早就开展CDN业务。截止至2003年9月，CDN服务节点已在中国39个主要城市开通运行，覆盖所有省级地区，实现了不同地区用户访问量的负载均衡，提高了用户上网的访问效率。

　　与美国大型CDN网络相比，国内的CDN网络虽然规模尚小，但在营运模式和技术标准等方面所作的尝试，无疑为CDN的进一步应用打下了基础。

　　ISP搭建CDN，目的在于筑巢引凤，吸引各ICP将其信息资源分布在其CDN网络上。CDN由此成为可以从ICP处直接获取经济效益的项目，但其潜在效益更为远大。CDN的建成，将使ISP利用宽带IP网络为用户提供更快的访问速度，更为丰富的信息资源，并由此吸引大批潜在用户加入到享受宽带应用服务的行列中来，给ICP自身带来收益。

　　对ISP、ICP、用户三者而言，构建一个开放的、可运营、可管理、有QoS保障的电信级CDN平台，可以形成一种多赢局面。

CDN的实现策略

　　为了将媒体内容推送到最贴近用户的地方，需要部署大量CDN节点设备，这些设备可以是缓存（Cache）设备，也可以是PC服务器。将媒体内容简单地推送到用户侧的边缘节点，并非CDN存在的本意，CDN要做的，是将用户最感兴趣的内容推送出去，以节省边缘节点的磁盘空间。

　　同时，为了保证用户的流畅访问，CDN还要制定一系列机制，将用户定向到访问速度最快的节点，这就需要用到重新定向技术和负载均衡技术。

　　尽管通过建设镜像站点，也可以将网站内容分发到用户侧，但与CDN相比，效果显然远远不及。

　　CDN的实现需要依赖多种网络技术的支持，其中内容分发调度技术、负载均衡技术更为重要一些。

　　内容分发调度系统可对ICP推送的内容进行审查、发布、修改、删除和刷新，可智能地向各边缘CDN节点推送内容，也可以智能地从ICP处获取内容，即“Push和Pull”方式。系统能够实时了解内容在CDN中各节点的分布情况，并据此进行内容调度访问。

　　CDN系统可向系统管理员和ICP提供内容自动发布和手工分发功能。其中手工分发是管理员根据预定策略向CDN节点发数据，而自动分发则是当管理员的分发策略条件满足时由系统自动启动分发任务。

　　负载均衡简而言之，负载均衡技术所要实现的，就是把网络负载尽量均匀分配到几个能完成相同任务的服务器或网络节点上执行和处理，由此避免部分网络节点过载、而另一部分节点空闲的状况，以改善网络性能、提高处理效率。

　　CDN中的负载均衡包含了本地负载均衡（SLB）和全局负载均衡(GSLB)两种状况。

　　本地负载均衡控制器SLB（Server Load Balancer）的作用是在不同的边缘服务器之间实现流量的合理分配。另外，SLB控制器还能够增强每个节点服务的可用性，对Internet用户而言只具有一个可见IP地址，即VIP(Virtual IP)，这样即使任何一个边缘服务器出现故障，SLB服务器都能及时发现并将流量指向其他服务器，进一步增强了CDN网络的可用性。

　　GSLB（Global Server Load Balance）是CDN系统整体的一种用户访问重定向策略。当用户访问时，系统平台根据各节点状态，自动为用户选择最优服务节点，它与SLB的区别就在于SLB存在于节点间，GSLB存在于节点内部。GSLB控制器能够直接或间接取得分布在各地的CDN节点中边缘服务器的工作状态和性能情况，并判断用户来源，以保证用户能被有效地分配到离其‘逻辑上’最近最健康的节点上。

　　负载均衡方式目前主要有基于软件方式实现和基于四层交换机（L4）的负载均衡两种方式。

　　在传统的网络结构中，用户上网后都会被分配给个别DNS服务器作为Local DNS服务器，用户访问网站的基本流程如图所示。

边缘作用“不边缘”

　　边缘节点主要负责提供内容在边缘层的缓存和面向用户提供内容访问业务，能在内容分发管理系统的统一控制下存储ICP指定内容、根据本节点用户访问情况自动向内容分发管理系统发出下拉内容请求，并能自主下拉内容。同时，边缘节点也支持详细的日志、报表功能。

　　CDN边缘节点能为终端用户提供流媒体访问服务，其主要功能有接受、执行内容管理平台发布的内容分发命令；处理用户的HTTP请求；接收并处理来自宽带应用计费系统的内容认证、授权、用户下线等信息，最后发送响应信息；具备集中监控、配置管理、性能管理、自动优化、日志及安全管理、告警管理、消息跟踪、业务统计报表等功能；支持各种用户类型的接入，包括LAN用户、XDSL用户等，并且对用户完全透明，无需在终端做任何设置。

利从何出？

　　在CDN系统的运营上，ISP可以采用网络资源出租模式，也可以采用自行运营模式，结合现有计费系统，构建一套完整、能持续赢利的流媒体平台。

　　用户收费可以通过ISP统一计费平台使用ADSL账户付费；也可以根据业务需求，进行类似的储值卡、点卡、月卡等的发行，以满足非ADSL用户对流媒体业务的消费需求。

　　ICP合作可以按照ISP运营思路，广泛并有选择性地与内容丰富的ICP结成联盟。通过发展流媒体用户，对ICP代计费和代收费，并与ICP分成和让利，使专注于内容建设，提供更加有吸引力的内容，共同促进流媒体价值链的繁荣，同时还可以原始计费数据供各ICP对账之用。

　　利润分成对于用户消费的点播和直播等业务，可以采用一点比例的分成策略，根据市场情况以及用户消费情况，进行适时调节。

　　广告收益除对宽带用户进行收费外，还可以对广告商根据其广告内容的观看情况进行收费，创造另一收入来源。

　　业务发展流媒体业务的良好运营和发展需要ICP和ISP的共同促成，hiChannel的运营经验表明，节目的更新频率和新颖程度直接影响到业务收入的增长速度，所以建议在ICP选择方面，选择有高质量节目内容的ICP加盟业务合作，更有利于业务的快速发展。我们了解到，在上海热线2的CDN建设中有一个运营模式值得借鉴。上海热线2通过电视台拍摄一系列的法制、刑侦短片，深得广大用户的喜爱，取得了极大得经济效益。另外我们可以从信息源着手考虑，目前全球中文站点只占所有站点总数的5％，受语言限制，国内的绝大多数宽带用户没有兴趣访问非中文站点，ISP可以充当媒介，翻译整理一些国外足球、新闻、科学、教育等方面的站点，吸引广大用户。

　　平台维护建议组建一支经过培训之后，能够维护整套系统的维护专家小组，对系统运营中出现的各种业务需要予以及时满足，并能够对系统的相关故障进行及时处理。

　　1. 用户在自己的浏览器中输入要访问的网站的域名。

　　2. 浏览器向本地DNS请求对该域名的解析。

　　3. 本地DNS将逐级向上请求域名解析，最终将请求发到网站的授权DNS（authoritative DNS server）。

　　4. 授权DNS将服务器的地址（IP地址）作为解析结果（A记录）送给本地DNS。

　　5. 本地DNS再将解析结果返还给用户，同时将该域名的解析结果保存内存中，并直接响应下一个用户的解析请求。直到相应的TTL（生存周期）过期，才再向网站的授权DNS请求解析。

　　6.用户得到IP地址后，就可以直接对网站的服务器进行访问。

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