CDN內(nèi)容分發(fā)的研究與應(yīng)用

趙思行

CDN內(nèi)容分發(fā)的研究與應(yīng)用

趙思行

國家新聞出版廣電總局電影數(shù)字節(jié)目管理中心，北京 100866

近些年，全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越發(fā)多樣化，各類寬帶流媒體應(yīng)用興起。在這樣的市場背景下，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在全國范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。針對CDN的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、運(yùn)用價(jià)值開展分析、研究。

內(nèi)容分發(fā)；網(wǎng)絡(luò)CDN技術(shù)；市場應(yīng)用

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)主要利用邊緣設(shè)備來為用戶提供內(nèi)容服務(wù)，其業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量高，可有效解決網(wǎng)上寬帶內(nèi)的一些瓶頸問題，保證一些增值服務(wù)，如直播比賽、網(wǎng)游等服務(wù)。寬帶的運(yùn)用在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展時(shí)也得到了極大的進(jìn)步。

1 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的定義

內(nèi)容分發(fā)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一種以網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、秩序作基礎(chǔ)的服務(wù)方式。

作為網(wǎng)絡(luò)新發(fā)展起來的技術(shù)，內(nèi)容分發(fā)主要是對網(wǎng)絡(luò)中所發(fā)布的內(nèi)容、流量等進(jìn)行全面管理，內(nèi)容包括四個(gè)部分：分布式存儲、負(fù)載平均、內(nèi)容管理、網(wǎng)絡(luò)請求二次定向。這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式包括傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在不斷豐富網(wǎng)絡(luò)信息的過程中，需要保證網(wǎng)絡(luò)信息的重要覆蓋。從比較廣泛的意義上來講，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)主要代表質(zhì)量和秩序的網(wǎng)絡(luò)重要模式，主要是對網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的策略性經(jīng)營以及重要部署，對四大系統(tǒng)進(jìn)行方位分析，分析其核心技術(shù)，即全局管理和全局網(wǎng)絡(luò)管理。一般來講，應(yīng)確保用戶在服務(wù)器中的內(nèi)容是有效的，以滿足用戶的服務(wù)需求。

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)又稱傳遞網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括內(nèi)容發(fā)布、內(nèi)容傳達(dá)兩個(gè)不同階段。內(nèi)容從起源地出發(fā)，將要傳達(dá)的內(nèi)容發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)邊界。這一過程稱為網(wǎng)絡(luò)的分發(fā)處理。原理是通過用戶所發(fā)布的內(nèi)容，明確自己所需的內(nèi)容。此流程需要確保內(nèi)容的傳達(dá)性。對內(nèi)容開展分發(fā)、傳達(dá)時(shí)需分析內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡(luò)的具體階段，體現(xiàn)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)不同平臺，以內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)作為內(nèi)容承載的主要平臺，保證平臺的具體透明效果。在傳遞內(nèi)容的過程中保證內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)作為服務(wù)平臺提供內(nèi)容支持。

內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡(luò)是建立在當(dāng)前寬帶IP之上的虛擬網(wǎng)絡(luò)。其核心技術(shù)可以讓內(nèi)容更貼近用戶，縮短傳輸時(shí)間，提升工作效率，讓資源得以充分利用，讓熱點(diǎn)內(nèi)容推送更容易。

2 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，較為常見的設(shè)計(jì)思路有兩種：一是以透明性為核心的承載網(wǎng)絡(luò)；二是一種分布式內(nèi)容服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)計(jì)相應(yīng)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要提升使用的透明度。用戶在應(yīng)用服務(wù)器中截取，對內(nèi)容請求，在服務(wù)器處理中，提升內(nèi)容使用情況。應(yīng)用相應(yīng)效果控制處理應(yīng)用，對于內(nèi)容數(shù)據(jù)則需要通過內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)來提供數(shù)據(jù)的緩存；在這樣的設(shè)計(jì)形式中，其網(wǎng)絡(luò)是拉動式的、具體的方式，用戶主動對驅(qū)動進(jìn)行請求，根據(jù)需求分發(fā)內(nèi)容，其優(yōu)勢在于能夠從海量內(nèi)容中整理數(shù)據(jù)，同時(shí)以用戶的習(xí)慣行為模式為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，從而根據(jù)用戶的需求做到內(nèi)容整合歸納。這種形式的優(yōu)勢在于可以滿足針對性較強(qiáng)的內(nèi)容服務(wù)需求，內(nèi)容數(shù)據(jù)的管理以及控制方面能力較高。

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)由三部分構(gòu)成：內(nèi)容管理平臺（系統(tǒng)主要管理部分包括內(nèi)容管理、輸入、發(fā)布、分發(fā)、審核、服務(wù)）、內(nèi)容路由系統(tǒng)及Cache節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的身份是業(yè)務(wù)提供點(diǎn)，直接為最終用戶提供各自的專業(yè)能力）。這三個(gè)部分分別成為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的管理平臺、控制平臺以及數(shù)據(jù)平臺。

3 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用價(jià)值

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)在最初投入應(yīng)用時(shí)，主要被用于分發(fā)Web內(nèi)容。后來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來越成熟，寬帶接入已然十分普及，媒體寬帶運(yùn)用不斷加快，需要合理、有效地分發(fā)所運(yùn)用的內(nèi)容，此技術(shù)有確保網(wǎng)絡(luò)媒體在傳輸中減少壓力，提升媒體總體服務(wù)質(zhì)量，做到精準(zhǔn)的信息抓取、推送。這些年內(nèi)容分發(fā)技術(shù)關(guān)注度不斷提升。內(nèi)容的分發(fā)網(wǎng)絡(luò)承載對象在當(dāng)前是流媒體的內(nèi)容，而不是簡單的Web內(nèi)容。

（1）可工作于DNS解析和對HTTP重定兩方面，通過Cache服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的傳送和同步更新。一般情況下，根據(jù)內(nèi)容的大小，針對性選擇服務(wù)器，保證網(wǎng)站內(nèi)容的數(shù)據(jù)量的變化，即分擔(dān)到原始網(wǎng)站的重復(fù)數(shù)據(jù)的情況。在分析相同數(shù)據(jù)時(shí)，除了數(shù)據(jù)的整體的同步，還要更好地保證在本地的完成，不訪問原始服務(wù)器。

（2）鏡像站點(diǎn)（Mirror Site）服務(wù)器常見，是把內(nèi)容直接分布，統(tǒng)一進(jìn)行準(zhǔn)動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)的推送。但這一服務(wù)器由于費(fèi)用較高，需要在不同地區(qū)設(shè)置鏡像服務(wù)器，需要有專人維護(hù)、保養(yǎng)，而且大型網(wǎng)站在確保服務(wù)器精確同步時(shí)，對寬帶的需求更明顯，所以一般公司并不會采用這種方法開展工作。

（3）存儲成本相對較低。通過網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)，我們可以看到80%的用戶經(jīng)常訪問它。對于這條規(guī)則，緩存服務(wù)器根據(jù)Web站點(diǎn)20%的內(nèi)容流量處理大量靜態(tài)用戶需求，但原始WWW服務(wù)器需要處理20%個(gè)非緩存數(shù)據(jù)和動態(tài)請求，于是加大了客戶的請求效率，也降低了原始服務(wù)器的負(fù)債。

（4）高效大文件分發(fā)。CDN用于大文件分發(fā)的一個(gè)典型應(yīng)用是數(shù)字電影DCP的傳輸。影院大銀幕中上映的影片播放文件根據(jù)影片時(shí)長和編碼方式的不同，文件大小通常在150～300?GB之間，且具有一定的時(shí)效性，需要在影片上映之前分發(fā)給全國近一萬家影院。目前電影數(shù)字節(jié)目管理中心正在做基于CDN的影片傳輸試驗(yàn)，影片先通過寬帶上傳到最近的CDN節(jié)點(diǎn)，影院端第一次下載該影片時(shí)會將該影片復(fù)制到距離該影院最近的CDN節(jié)點(diǎn)中供后續(xù)影院就近下載。這種分級分發(fā)方式大大提高了分發(fā)效率，通過CDN二級節(jié)點(diǎn)使得原有的點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸方式變?yōu)榱它c(diǎn)對多面的分發(fā)方式。這種模式可將分發(fā)時(shí)間縮短至1天內(nèi)完成，不論是較傳統(tǒng)的文件傳輸方式還是物流方式，效率都提高了300%以上。

4 CDN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

（1）內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括兩個(gè)部分：中心、邊緣連接。中心指的是網(wǎng)絡(luò)及DNS重定向解析的中心，負(fù)責(zé)的是全局、總體的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的平衡，設(shè)備系統(tǒng)一般安裝在管理的中心機(jī)房內(nèi)。邊緣則指不同地點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，其載體為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，由負(fù)載均衡器等構(gòu)成。

（2）用戶加入CDN服務(wù)網(wǎng)站時(shí)，域名解析請求會對全局的負(fù)載平衡進(jìn)行處理，確保網(wǎng)絡(luò)流量的穩(wěn)定性，對全局網(wǎng)絡(luò)平衡要通過預(yù)定的策略進(jìn)行處理，提供用戶節(jié)點(diǎn)地址，確保用戶快速與服務(wù)器完成連接。同時(shí)確保所有節(jié)點(diǎn)正常、有效的通信，收集各節(jié)點(diǎn)所反饋的狀態(tài)，保證好每一個(gè)用戶請求可分配至可用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中，通過實(shí)際DNS，對全局開展負(fù)載工作。

5 結(jié)語

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是一種較為新穎的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式，其在內(nèi)容數(shù)據(jù)上的分發(fā)和管理能力極強(qiáng)，可以在減少網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力的同時(shí)滿足用戶個(gè)性化以及高效率的內(nèi)容需求，提升業(yè)務(wù)質(zhì)量，提升客戶滿意度。目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雖說已十分成熟，但是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)仍然有著巨大的發(fā)展空間，相信未來的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)將會隨著科技的進(jìn)步更強(qiáng)大，應(yīng)用面更廣，應(yīng)用作用也更大。

[1]佘丹嫻. 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 中山大學(xué)研究生學(xué)刊（自然科學(xué)：醫(yī)學(xué)版），2010（1）：95-103.

[2]胡興軍. 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）技術(shù)及市場應(yīng)用[J].當(dāng)代通信，2005（17）：65-66.

Research and Application of CDN Content Distribution

Zhao Sixing

State Administration of Press, Publication, Radio, Film and Television of The People’s Republic of China Film and Digital Program Management Center, Beijing 100866

In recent years, the rapid development of global network technology, broadband network technology more diversified, various kinds of broadband streaming media applications rise, in such a market background, content distribution network technology is widely used throughout the country. The paper analyzes and researches the network technology and application value of CDN.

content distribution; network CDN technology; market application.

TN915.02

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