新時期CDN體系架構及運營部署方案研究

摘? 要：CDN即內容分發網絡，簡單理解就是網站加速，它是一種新型的網絡內容服務體系，是一個經策略性部署的整體系統，是一種高質量、高效率的網絡應用服務模式，該模式的有效應用可以有效的實現不同運營商以及不同地區之間的網絡信息傳遞，而且也能夠在很大程度上解決服務器負載能力過低、寬帶過少等造成的網站打開速度過慢等問題。基于此，本文將介紹新時期CDN體系架構和系統網絡邏輯功能，總結CDN組網方案和相關部署原則，研究和探索CDN建設模式的發展方向。

關鍵詞：新時期;CDN體系架構;運營部署

中圖分類號：TN915.0? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）20-0071-03

Abstract：CDN is content distribution network，simple understanding is website acceleration，it is a new type of network content service system，is a strategic deployment of the overall system，is a high quality，high efficiency network application service model，the effective application of this model can effectively achieve different operators and different regions of the network information transmission，and to a large extent，it can solve the problem of server load capacity is too low. Too little broadband and so on caused by the slow opening of the website and other problems. Based on this，this paper will introduce the CDN architecture and system network logic function in the new period，summarize the CDN networking scheme and related deployment principles，and study the CDN networking scheme and related deployment principles. And explore the development direction of CDN construction mode.

Keywords：new era;CDN architecture;operational deployment

0? 引? 言

CDN構建在基礎IP承載網絡之上，基于用戶訪問內容與應用的效率要求、質量要求和內容秩序而提供內容的分發和服務。CDN系統按照指定策略實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況以及到用戶的距離和響應時間等綜合信息將用戶的請求重新導向離用戶最近的服務節點上。從而加快內外網用戶網頁訪問速度，提升用戶體驗，減輕網絡承載負荷，減少網絡擁堵狀況，優化網絡流量，降低網絡成本。

1? CDN體系架構

CDN網絡按照邏輯架構的劃分特點，具體可以劃分為三個層面的內容：調度控制層、內容中心層、服務節點層。

CDN網絡的整體邏輯架構由三個網絡層和所下屬的各個子系統共同構成，組成一個松耦合架構，實現跨平臺易構模式組網。調度控制層主要包含運營管理中心和調度控制中心，該層的主要功能是負責用戶請求的統一調度、業務運營管理等。內容中心層就直接通過內容中心來實現其主要工作內容，即實現對簽約內容提供商和服務供應商系統的對接和內容注入，向邊遠服務節點提供內容分發與回源服務。服務節點層主要工作內容是面向客戶終端提供內容服務，它主要通過邊緣節點來完成，具有內容緩存和媒體服務的功能。

2? CDN組網方案

按照用戶規模來劃分，組網架構可以分為全國骨干架網節點、省網核心節點和城域骨干節點三種組網。前兩種組網構成兩級組網架構，三種共同組成三級組網架構。CDN網絡可以采用分層、分布式的架構部署，靈活選擇不同級的組網架構。

在全國骨干網節點層面可以部署全局調度控制中心、區域調度中心、運營管理中心以及全網中心內容。區域調度中心、省級內容中心或區域緩存節點的部署可以在省級核心節點部署。

邊緣節點部署，一般使用副省級的骨干節點，這樣可以降低機房的成本，又不至于降低太多服務質量。由于CDN目前還采用普通DNS為主，在DNS遞歸調用的時候僅能夠看到local DNS的IP，而對于大多數省份，local DNS并不能精確到城市級別，所以一般在一個省份布置多個邊緣節點，也難以做到分城市去進行覆蓋分配，一般僅作為省份的冗余覆蓋方案。但是隨著EDNS的普及，IP地址可以透傳，城市級別調度才成為可能。CDN網絡管理系統涵蓋了對調度控制中心、內容中心、邊緣服務節點等各個層面的管理功能。

根據CDN平臺的邏輯功能特點，CDN網絡可以分為：（1）控制平面。CDN在集中化模式引導下，作出由全局調度控制中心和運營管理中心統一控制全網和省級內容中心、區域調度中心、區域緩存節點（中轉節點）、邊緣服務節點，區域調度中心通過精細化調度實現方式對區域內中心內容和邊緣服務節點的調度。（2）數據平面。CDN網絡采用層次化組網方式，在全國范圍內對全網內容中心、區域緩存節點、邊緣服務節點實現分層式部署，向全國范圍內提供逐級內容分發和服務能力。根據用戶訪問量，采用水平或者垂直擴展的方式，邊緣服務節點可以動態擴展容量，實現可就近接入內容源和服務終端客戶的目的。

3? 新時期CDN運營部署方案探究

新時期CDN體系架構和運營部署涉及到PCDN、融合CDN、成本管理、邊緣計算等各方面的技術構成，各個領域都值得深度構建。

新時期CDN成為紅海，各家CDN廠家的價格競爭越來越激烈。CDN運營應該從流量調度方面著手，做好錯峰調度，計費規則調度等，使機房帶寬達到充分利用。如錯峰調度，就是讓新增客戶的峰值時間段運行在現有客戶的低谷時間段，讓整體帶寬曲線表現為線下陰影面積S比帶寬95峰值T要盡可能大，當然很重要的因素就是客戶的行業類型要足夠多，才能做到錯峰填谷。機房帶寬總和必須比所有客戶計費帶寬總和要小得多，如果比值越小，越具有成本優勢。

新時期CDN在降低成本方面還有其他不少技術，如在視頻點播方面使用P2P技術，實現PCDN，CDN平臺僅實現調度功能，數據傳輸大部分是在終端設備之間進行。成本調度原理如圖1所示。

新時期的CDN應該考慮，將CDN的資源進行深度利用，結合邊緣計算技術，讓客戶個性化功能放在邊緣節點執行，給客戶提供個性化服務，如論壇類客戶在邊緣做關鍵詞匹配，對相關內容做刪除和屏蔽。

新時期的CDN應該考慮多CDN平臺的融合調度，確保單一廠家問題不會影響客戶的穩定服務輸出。

4? CDN系統部署

4.1? 全局調度控制中心

全局調度控制中心采用跨地區多點部署模式，在受到網絡攻擊的時候，個別調度中心工作可以由其他調度中心承擔，或者當出現大并發負荷時可以由多個調度中心點進行分擔。負荷負擔方式是可以在不同的IP地址段、運營商屬性、區域、業務的基礎上使用不同的調度中心進行相應的設置。

4.2? 區域調度中心

區域調度中心可以在全國骨干節點或者省網核心節點完成部署工作。區域調度中心通過和全局調度控制中心一起合作設置部署，在提供分權分域能力的基礎上，支持對于本地需求的遠程部署和運營管理等功能。

省網核心節點部署，需要考慮到容災備份需求。尤其在業務發展初期，可以通過在全網集中設置一套區域調度中心備用節點，為省內區域調度中心提供N+1容災備份服務。在未來發展狀態下，在業務規模約束下，一步一步地引入省內主用區域調度中心和備用調度中心聯動機制，實現省內1+1災備份能力。

4.3? 運營管理中心

運營管理中心，包括監控、配置管理等，并使用白名單進行安全管控，通過與全局調度控制中心的主用節點在同一局點進行部署工作，可以實現對全局調度控制中心的遠程監控和管理，并且實現數據的多點同步。

4.4? 內容中心

根據服務范圍的不同部署內容中心：（1）全網內容中心。主要實現全網范圍內的內容注入和存儲功能，多個內容中心之間可以相互提供負荷分擔能力，主要減少回源壓力，降低源站負載。（2）區域內容中心。主要負責本區域內的本地內容和個性化內容的注入和存儲，并做區域請求收斂，以滿足各省的特色內容引入、分發、加速需求的目的，也可以由區域緩存節點兼做區域內容中心。

4.5? 邊緣服務節點

邊緣服務節點在最初階段，部署在省網核心節點，在業務量和用戶規模增加的情況下，節點服務能力將逐步下沉到城域網骨干網和寬帶接入網。

5? CDN的服務模式

CDN具有通用基礎網絡服務能力，業務內容涉Web頁面、文件下載、音視頻流媒體服務等。內容提供方式具體可分為兩種，一種是內容全部托管到CDN平臺;另一種是運營商內容管理平臺進行管理，當邊緣沒有命中緩存目標的時候再回源獲取。隨著CDN內容管理能力增強，全托管模式結合云存儲正在被越來越多企業使用。

6? 結? 論

CDN通過內容管理、邊緣計算等再進化，承擔更多源站承擔的角色，并提供出個性化的行業解決方案，合理有效運營部署可高效支撐多樣化的業務內容。再通過智能調度，實現精細化成本運營，這就是未來CDN的主要發展趨勢。

參考文獻：

[1] 喬愛鋒.CDN體系架構及運營部署方案 [J].電信快報，2018（10）：17-21.

[2] 王一蓉，王思寧，鄒穎，等.電力CDN業務需求分析及網絡體系架構研究 [J].電信科學，2015，31（5）：156-163.

作者簡介：陳健法（1980.12-），男，漢族，福建南安人，工程師，本科，研究方向：電子工程。