CDN技術在流媒體傳輸環(huán)境下的應用

王瑞

摘 要 文章首先針對CDN技術從概念和特征方面展開分析，而后進一步就其與P2P相結合的典型工作模式進行了

討論。

關鍵詞 CDN；流媒體；應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0123-01

隨著技術的進步，人們對于信息的實時傳輸需求與日俱增。與此同時，光傳輸網絡的不斷成熟，也為更快和更優(yōu)質的數據傳輸服務奠定了物理層的基礎。在這樣的環(huán)境之下，流媒體的出現和傳輸成為了當前網絡環(huán)境中的關鍵問題。

1 CDN技術剖析

內容分發(fā)網絡（CDN，Content Delivery Network），是利用在網絡各處放置節(jié)點服務器來實現在現有的互聯網基礎之上構建起智能虛擬網絡，并且針對互聯網上有可能影響數據傳輸速度和穩(wěn)定性的瓶頸和環(huán)節(jié)進行規(guī)避，確保實現更為快速和穩(wěn)定的數據傳輸。隨著流媒體在實際生活和工作環(huán)境中應用頻率的增加，CDN的生命力也跟著到了一個新的階段。

以CDN本身的工作特征來說，在用戶發(fā)起某個數據傳輸請求的時候，CDN能夠將用戶的訪問依據網絡負載均衡算法，指向對用戶和網絡資源最為合理的緩存服務器上，由緩存服務器滿足用戶的數據傳輸請求。從解析角度看，是否采用了CDN技術的最主要區(qū)別在于網站的授權域名服務器不是以傳統(tǒng)的輪詢方式來響應本地DNS的解析請求，而是充分考慮用戶發(fā)起請求的地點和當時網絡的情況，來決定把用戶的請求定向到離用戶最近同時負載相對較輕的節(jié)點服務器上，這樣就有機會將用戶請求分流到CDN邏輯網絡中的邊緣服務器上，一方面能夠幫助用戶獲取到最優(yōu)的服務體驗，另一個方面則可以有效協調網絡中的數據流，防止擁塞發(fā)生。

從CDN的運行技術角度看，其為了實現自身價值，涉及到的核心技術包括內容路由技術、內容分發(fā)技術、內容存儲技術以及內容管理技術四個主要方面。其中內容路由技術負責將用戶的數據傳輸請求導向整個CDN邏輯網絡中的最佳節(jié)點，并且兼負有對不同節(jié)點狀態(tài)的評估和選擇算法。該技術是整個CDN技術的核心部分，其算法以及參數的選用等方面，直接關系到整個CDN網絡的效率以及用戶數據服務的體驗，這項技術之下又包括有應用層重定向以及傳輸層重定向等多項具體技術，幫助實現整體功能。其次，對于內容分發(fā)技術而言，其功能在于將網絡上的多種內容從信息源復制并且緩存到CDN邊緣服務器上，在這個轉存的過程中，主要有兩種分支技術，即PUSH和PULL，二者所實現的效果基本一致，但是PUSH是由內容管理系統(tǒng)發(fā)起的主動轉存技術，而PULL則是由用戶請求驅動的被動分發(fā)技術。因此從技術角度看，前者更多考慮整個網絡的資源分布，而后者則更多考慮用戶的數據請求狀況。內容存儲技術則是CDN網絡中所有相關存儲的問題，重點包括內容源的存儲以及內容在Cache節(jié)點中的存儲狀況。對于存儲而言，應當在技術允許的情況下盡最大可能滿足用戶對于數據的讀取需求，因此存儲載體的吞吐量、可靠性和穩(wěn)定性成為了在這個環(huán)節(jié)需要重點考量的因素和依據。最后對于內容管理技術方面，其工作任務主要是對諸多CDN節(jié)點中存儲的各項資源進行管理，確定是否需要更新并且監(jiān)測有否損壞等，其主要工作目標在于提高內容服務的效率和準確程度，對于不同節(jié)點的存儲利用率也負有一定責任。

2 CDN技術的工作過程分析

CDN在當前的網絡環(huán)境中有著毋庸置疑的廣泛應用，其中最為典型的當屬CDN與P2P在技術上的結合，并且構建起的混合內容分發(fā)網絡（MCDN，Mixed Content Delivery Network）。MCDN與CDN網絡擁有同樣的技術核心，因此其工作流程也基本一致，圖1為典型的MCDN流媒體傳輸工作構架。

圖1 以MCDN為例的CDN系統(tǒng)工作流程

從圖1中可以看出整個CDN網絡大概可以劃分為三個邏輯層結構，其中內容管理系統(tǒng)、EPS管理系統(tǒng)、磁盤文件管理系統(tǒng)以及用戶管理系統(tǒng)可以歸劃為媒體管理層，而索引服務管理和EPS（邊緣代理服務器，Edge Proxy Server）內容管理系統(tǒng)可以歸為媒體分發(fā)層，最后的終端用戶，即用戶主體歸入媒體傳輸層。用戶主體負責發(fā)出各種請求，包括注冊以及登陸、內容存儲、流媒體查詢以及域內分發(fā)傳輸等，相應的需求提交不同的功能組件進行處理。媒體分發(fā)層中的EPS內容管理系統(tǒng)則負責緩存內容的調度管理，具體包括存儲和分發(fā)，這個組件需要對用戶主體提出的數據請求作出響應，并且需要將其內部存儲內容的相應標簽索引報送索引服務管理系統(tǒng)。對于索引服務管理系統(tǒng)而言，即需要對不同CDN節(jié)點上的數據和內容進行登記和管理，并且負責獲取來自于用戶主體的相應查詢請求并據此作出相應的回應。

位于媒體管理層的用戶管理系統(tǒng)，負責對媒體傳輸層的用戶身份進行管理，并且賦予其相應的權限，同時用戶管理系統(tǒng)中的相關數據，也會通過CDN網絡同步到其他系統(tǒng)中，便于其他功能模塊可以依據此類數據實現對于用戶主體的服務。而內容管理系統(tǒng)則負責CDN網絡的內容制作、審核以及存儲和發(fā)布等職能，這個模塊直接命令和指揮磁盤文件管理系統(tǒng)展開工作，實現磁盤存儲體系對于文件的存儲、加密以及分發(fā)工作。同時內容管理系統(tǒng)還需要支持EPS管理系統(tǒng)進行工作，展開相應的EPS注冊、內容路由管理以及緩存信息管理等職能，為EPS內容管理系統(tǒng)提供內容后盾。

3 結論

CDN的出現，大大提高了Web訪問的響應速度，對于流媒體數據更是體現出良好的支持特征。目前CDN在國內外都發(fā)展很快，吸引了眾多內容服務提供商的注意。隨著新的多媒體業(yè)務模型的增長，內容分發(fā)技術與CDN必將成為以高可靠性的、可擴展的與安全的方式提供托管業(yè)務的關鍵。

參考文獻

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