有線網CDN邊緣部署

黃大倫 彭小英

（1.中國移動通信集團廣西有限公司欽州分公司 廣西壯族自治區欽州市 535000）（2.廣西英華國際職業學院 廣西壯族自治區欽州市 535000）

1 CDN簡介

如圖1所示，CDN（Content Delivery Network），即內容分發網絡。是一項非常有效的縮短時延技術，基本原理是將遠端內容復制到用戶相對集中訪問的地區或網絡中的廣大緩存服務器中，利用全局負載技術，用戶的訪問將會指向距離最近的緩存服務器上，由緩存服務器響應用戶請求，目的是使用戶盡可能避開互聯網上有可能影響數據傳輸速度和穩定性的瓶頸和環節，就近取得所需內容，使內容傳輸的更快、更穩定，從技術上解決了由于網絡帶寬小、用戶訪問量大、站點分布不均等問題，提高用戶訪問網站的響應速度。

2 CDN主要應用場景

視頻直播加速：提供便捷接入、高清流暢、低延遲的音視頻直播服務。

互聯網流媒體：基于HTTP 的在線視頻、音樂等媒體加速。

WEB 站點/應用加速：能夠將Web 站點靜態和動態內容分離，有效加速內容加載速度。

文件下載加速：支持各類文件、升級包、軟件等下載分發，提升回源速度。

移動應用加速：移動APP 內圖片、頁面、短視頻、網絡游戲、微信等動態應用加速，提升用戶訪問體驗。

3 CDN概況

如圖2所示，CDN 分發網絡包括三層：內容管理層、調度分發層和邊緣服務層。

3.1 內容管理層

內容管理平臺（CRS）包括本地內容索引、本地內容拷貝、本地內容訪問信息收集三個方面，主要由統計分析模塊、數據采集模塊、資源視圖管理模塊、用戶交互及數據展示等模塊構成，是對互聯網內容進行集中展現、分析、決策的支撐平臺，可以有效地實現內容的存儲共享，涵蓋了內容發布、注入、分發、調整、傳遞等一系列過程。因此，通過內容管理平臺可將本地內容從原來的一級Cache 設備提高到CDN 節點，大大提高了CDN 延展性和擴展性，增強了綜合能力。

3.2 調度分發層

本層最基本的工作單元是Cache 設備，Cache 負責用戶請求的統一調度、內容網絡的運營管理，負責與源站點的內容進行同步。同時，調度分發層對最終用戶的訪問請求進行直接響應，并把緩存于本地的內容快速地提供給用戶。調度分發層主要包括以下四個子系統：

圖1：CDN 示例圖

圖2：CDN 整體架構圖

3.2.1 調度控制子系統（簡稱TCS）

由于整個CDN 資源是有限的，在有限的資源下，各個服務器的服務質量也存在著差異，為了保證整個系統的正常運行，合理分配資源對于整個平臺來說至關重要，因此，用戶請求調度、調度策略管理、節點狀態管理和內容管理是調度控制子系統必不可少的子功能，TCS 可以監測全網節點的健康狀態、負載情況及內容分布情況，根據調度策略將終端調度到最佳的邊緣節點。

3.2.2 運營管理子系統（簡稱OMS）

圖3：CDN 分發流程示意圖

圖4：CDN 邊緣部署組網示例圖

負責對業務層面與外界系統交互所需要的工作數據進行收集、整理、分析，因此，運營管理子系統具有客戶管理、產品管理、計費管理、統計分析等功能，全面掌控相關的運營數據，通過分析改進管理方法和體系，實現運營管理的良性循環，并支持面向總部管理員、各省管理員及CP/SP 客戶的分權分域管理。

3.2.3 內容中心子系統（簡稱CCS）

在邊緣服務節點內容未命中的場景下，根據回源策略配置，內容中心可作為回源匯聚的核心點，為邊緣節點提供統一回源服務。根據運營策略設置，內容中心也兼具邊緣節點能力，在特定場景下可直接面向用戶終端提供內容服務。

3.2.4 溯源中心子系統（簡稱GCS）

溯源中心部署在CMNET 骨干網絡出口處，根據回源策略配置，能夠對出網訪問流量進行解析，監控訪問量，從而減少的內容網絡的整體出網回源流量。溯源中心直接接入內容管理層，受內容管理平臺的統一管理。

3.3 邊緣服務層

邊緣服務層由邊緣節點子系統（簡稱SNS）組成，主要是由負載均衡設備和Cache 組成，邊緣節點作為直接面向用戶終端提供內容服務的實體，能夠為用戶提供一個進入網絡的通道和其他服務器通訊功能。邊緣節點就近部署，負責存儲熱點內容，同時還提供本地調度、訪問控制、Web 服務、媒體服務、文件下載服務等功能。邊緣節點服務使用客戶可以將計算、轉發等業務下沉至邊緣，降低響應時延和寬帶成本。

4 CDN分發流程

CDN 分發流程示意圖如圖3所示。

（1）終端用戶向本地DNS 服務器(這里是省移動LDNS)發起域名www.abc.com 的解析請求；

（2）本地DNS 向客戶授權DNS 服務器發起www.abc.com 的解析請求；

（3）客戶授權DNS 服務器以CNAME 方式返回中國移動CDN 權威DNS 域名www.abc.10086.cn；

（4）本地DNS 向中國移動CDN 權威DNS 請求www.abc.10086.cn 的解析IP；

（5）中國移動CDN 權威DNS 計算出當前為用戶提供服務的最佳CDN 本地節點，反饋最佳CDN 節點IP 為本地DNS；

（6）本地DNS 將最佳CDN 節點的IP 地址反饋給終端客戶；

（7）終端客戶訪問最佳CDN 節點（圖中本地CDN 節點3）；

（8）本地CDN 節點做出相應。

5 CDN邊緣部署示例

CDN 邊緣部署組網示例圖如圖4所示。

CDN 系統能夠支持多樣化的流量調度技術，按照指定的策略將源站點內容分發至靠近用戶的加速節點，使用戶可以就近獲得所需的內容，解決Internet 網絡擁擠的狀況，提高用戶訪問的響應速度和成功率，從而有效提升用戶業務的使用體驗，平衡承載網絡資源的利用、能保障運營商自營業務的發展。

6 結語

隨著移動公司家庭寬帶業務、有線數據業務的快速發展，“魔百和”業務的持續推廣以及IPTV 業務的推出，未來CDN 流量還將繼續保持快速增長的趨勢。通過將CDN 下沉至地市CMNET 城域網，實現邊緣部署，能夠大大減少本地上行傳輸流量、提高用戶使用感知度。為此，后續還需加大擴容力度并進一步下沉CDN 邊緣服務節點才能滿足流量快速增長的需求。同時在云計算時代的虛擬化技術、云存儲，也可以采用CDN 系統作為加速手段，獲得更高的訪問效率和更優的用戶體驗。