【摘要】 互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，流量爆炸式增長(zhǎng)，導(dǎo)致各大運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)出口網(wǎng)絡(luò)壓力倍增，緩存系統(tǒng)的引入成為解決以上問(wèn)題的主要方法。

【關(guān)鍵詞】 互聯(lián)網(wǎng) 緩存 WEB P2P

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)用戶呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商面臨以下問(wèn)題：一、運(yùn)營(yíng)商出口帶寬不足導(dǎo)致鏈路擁塞， 影響互聯(lián)網(wǎng)用戶感知，二、昂貴的互聯(lián)互通費(fèi)用嚴(yán)重制約運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展。因此， 針對(duì)目前的網(wǎng)絡(luò)情況， 運(yùn)營(yíng)商采用互聯(lián)網(wǎng)緩存系統(tǒng)十分必要。

一、緩存系統(tǒng)介紹

緩存系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)用戶訪問(wèn)行為具有明顯的長(zhǎng)尾效應(yīng)，即大多數(shù)人的需求具有類似性，這部分內(nèi)容稱之為流行，少部分人的需求是個(gè)性化、零散。緩存系統(tǒng)就是基于以上理論，通過(guò)合理的設(shè)置閥值將訪問(wèn)量較高的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容存儲(chǔ)到本地系統(tǒng)中，當(dāng)該內(nèi)容再次被用戶訪問(wèn)時(shí)，由緩存系統(tǒng)直接提供服務(wù)，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)減少運(yùn)營(yíng)商出口流量的同時(shí)，提高了用戶獲取相關(guān)內(nèi)容的訪問(wèn)速率。根據(jù)緩存協(xié)議的不同，互聯(lián)網(wǎng)緩存系統(tǒng)可分為Web Cache和P2P Cache兩部分。

1.1 Web Cache緩存

WebCache緩存按模塊可以劃分管理模塊、監(jiān)控模塊和緩存模塊三部分。管理模塊：配置、管理和監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)，并管理、查詢緩存服務(wù)器集群存儲(chǔ)的內(nèi)容。監(jiān)控模塊：實(shí)現(xiàn)DNS請(qǐng)求分析、重定向功能，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)緩存服務(wù)器狀態(tài)。緩存模塊：負(fù)責(zé)下載、存儲(chǔ)、提供緩存的Web網(wǎng)頁(yè)等靜態(tài)內(nèi)容。

WebCache業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程：（1）接入用戶向ISP DNS發(fā)送的DNS解析被遞歸到網(wǎng)外或者向互聯(lián)網(wǎng)DNS發(fā)送精確主機(jī)解析請(qǐng)求，同時(shí)，該DNS請(qǐng)求被監(jiān)控服務(wù)器分析是否提供WebCache緩存。若是，轉(zhuǎn)到步驟2；反之，系統(tǒng)不做引導(dǎo)動(dòng)作。（2）監(jiān)控服務(wù)器向ISP DNS或接入用戶發(fā)送DNS解析響應(yīng)，引導(dǎo)用戶到WebCache緩存服務(wù)器獲取頁(yè)面。（3）接入用戶訪問(wèn)WebCache緩存服務(wù)器，發(fā)送頁(yè)面、圖片等HTTP請(qǐng)求。（4）WebCache緩存服務(wù)器查詢緩存內(nèi)容，若有則發(fā)揮緩存內(nèi)容到用戶；若沒(méi)有或過(guò)期，則從互聯(lián)網(wǎng)獲取內(nèi)容后返回該用戶。

1.2 P2P Cache緩存

P2P Cache緩存按模塊可以劃分管理模塊、監(jiān)控模塊、緩存模塊。管理模塊：配置、管理和監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)，并管理、查詢緩存服務(wù)器集群存儲(chǔ)的內(nèi)容，負(fù)責(zé)發(fā)出訪問(wèn)請(qǐng)求內(nèi)容的緩存指令。監(jiān)控模塊：負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)分析用戶訪問(wèn)請(qǐng)求、統(tǒng)計(jì)熱點(diǎn)內(nèi)容，并通過(guò)重定向動(dòng)作引導(dǎo)用戶訪問(wèn)已緩存內(nèi)容。緩存模塊：負(fù)責(zé)下載、存儲(chǔ)和提供緩存的HTTP/流媒體/P2P下載/P2P流媒體內(nèi)容。

P2P Cache業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程：（1）接入用戶向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送資源下載請(qǐng)求；（2）下載請(qǐng)求數(shù)據(jù)被鏡像到監(jiān)控服務(wù)器供判斷、分析是否提供緩存內(nèi)容。若是，轉(zhuǎn)到步驟3；反之，轉(zhuǎn)到步驟4，并轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求資源信息到管理服務(wù)器（步驟6）。（3）監(jiān)控服務(wù)器向接入用戶發(fā)送重定向數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)到步驟5。（4）接入用戶從互聯(lián)網(wǎng)下載資源，結(jié)束。（5）接入用戶訪問(wèn)緩存服務(wù)器下載資源，結(jié)束。（6）監(jiān)控服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求資源信息到管理服務(wù)器，管理服務(wù)器進(jìn)行判斷是否觸發(fā)緩存策略，若是則轉(zhuǎn)到步驟7，反之結(jié)束。（7）管理模塊分派下載任務(wù)到緩存服務(wù)器，轉(zhuǎn)到步驟8。（8）緩存服務(wù)器下載緩存內(nèi)容，轉(zhuǎn)到步驟9。（9）緩存服務(wù)器完成下載任務(wù)，并返回完成信息到管理服務(wù)器。

三、緩存系統(tǒng)建設(shè)案例

某省運(yùn)營(yíng)商在省網(wǎng)出口部署監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控服務(wù)器通過(guò)接收、處理來(lái)自原有流控設(shè)備輸出的全流量報(bào)文，并通過(guò)解析輸出報(bào)文中的特征信息、匹配已緩存熱點(diǎn)內(nèi)容來(lái)判斷是否發(fā)送重定向報(bào)文引導(dǎo)請(qǐng)求訪問(wèn)緩存系統(tǒng)。

目前該省互聯(lián)網(wǎng)緩存支持的協(xié)議情況如下：（1）Web cache緩存（HTTP大文件/HTTP小文件）包括：基于HTTP協(xié)議傳輸?shù)拇笪募彺婕铀伲缬螒?、軟件、軟件升?jí)包下載服務(wù)；基于HTTP方式在線視頻媒體對(duì)象，包括FLV、MP4、MOV、WMV、RMVB、F4V等多種文件格式；基于HTTP協(xié)議的靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。（2）P2P cache緩存支持協(xié)議類型包括：BT類、Emule、迅雷類、PPStream、PPTV、QQLive、風(fēng)行、暴風(fēng)影音、百度影音、酷狗等

系統(tǒng)上線前后Web cache和P2P cache效果對(duì)比測(cè)試結(jié)果如下：Web cache通過(guò)百度影音和新浪分別測(cè)試大文件和小文件的緩存效果，緩存功能啟動(dòng)以后百度影音的視頻緩沖時(shí)間提升了57倍，由原來(lái)的297.837s提升到5.225s；新浪頁(yè)面打開時(shí)間提升了7倍由原來(lái)的39.978s提升到5.711s。

P2P cache通過(guò)測(cè)試對(duì)比迅雷下載和BT下載測(cè)試緩存效果，緩存功能啟動(dòng)以后迅雷下載速度由原來(lái)的87.3KB/S提升到347.7KB/S，速度提升約4倍；BT下載速度由原來(lái)的47.4KB/S提升到287.2KB/S速度提升了約6倍。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)緩存系統(tǒng)能夠很大程度上緩解甚至解決運(yùn)營(yíng)商面臨出口帶寬壓力、提高客戶感知和減少網(wǎng)間結(jié)算費(fèi)用， 所以大力建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)緩存系統(tǒng)勢(shì)必將成為各大運(yùn)營(yíng)商解決出口帶寬不足以及提高客戶感知的新思路。

通信地址：河北省石家莊市東風(fēng)路128號(hào) 趙先生（收）

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參 考 文 獻(xiàn)

[1]湯莉.鏡像緩存系統(tǒng)對(duì)運(yùn)營(yíng)商的價(jià)值研究[J].電信快報(bào)2013（10）

[2]陳浩.分布式緩存系統(tǒng)中的異構(gòu)內(nèi)容協(xié)同技術(shù)研究[J]網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)