于翀

摘要：在INTERNET飛速發(fā)展的今天，CDN服務(wù)在互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用顯得越發(fā)的重要，其技術(shù)也是發(fā)展的更加成熟，各類型互聯(lián)網(wǎng)公司也開始進(jìn)軍這個(gè)行業(yè)，成為很多行業(yè)競爭的新領(lǐng)地。CDN專業(yè)服務(wù)商為保障網(wǎng)絡(luò)環(huán)境順暢做出了不少的努力，從降低網(wǎng)絡(luò)堵塞，到提升用戶網(wǎng)絡(luò)訪問體驗(yàn)等，再到資源的合理利用等，CDN服務(wù)商起到了關(guān)鍵的作用，經(jīng)過他們多年的努力，其技術(shù)如緩存、內(nèi)容復(fù)制技術(shù)等都大大推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。未來用戶在帶寬上的需求也會(huì)更大，在網(wǎng)絡(luò)承載能力有限的情況下，怎樣保證移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的信息傳輸順暢，是CDN服務(wù)商可以體現(xiàn)優(yōu)勢的內(nèi)容。根據(jù)目前互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，網(wǎng)站的用戶體驗(yàn)、速度、可靠性三個(gè)指標(biāo)已成為吸引用戶訪問的基本要素。CDN服務(wù)商的網(wǎng)絡(luò)加速服務(wù)因此受到了很大的關(guān)注。尤其是近些年隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展壯大，對這方面的需求比重更大，CDN服務(wù)商通過技術(shù)創(chuàng)新改善對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的響應(yīng)速度及穩(wěn)定性有了較大提升，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將成為新的市場。國內(nèi)的CDN行業(yè)市場發(fā)展?jié)摿薮?，這是互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的需求，不斷的創(chuàng)新技術(shù)改善服務(wù)，提供更先進(jìn)的技術(shù)支持，這將大力推動(dòng)CDN行業(yè)邁向更廣闊的領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：CDN加速 網(wǎng)絡(luò) 分布

一、什么是CDN

所謂CDN（content delivery/distribution network）全稱就是內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建CDN的目的：是通過在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)“邊緣”，使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，解決互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶所能獲取服務(wù)或業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。其實(shí)質(zhì)是在互聯(lián)網(wǎng)上構(gòu)建一個(gè)覆蓋網(wǎng)絡(luò)。

CDN的能力：從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均而產(chǎn)生的用戶使用互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量差的根本原因。

CDN是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)之上的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，依靠部署在各地的邊緣服務(wù)器，通過中心平臺(tái)的負(fù)載均衡、內(nèi)容分發(fā)、調(diào)度等功能模塊，使用戶就近獲取所需內(nèi)容，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高用戶訪問響應(yīng)速度和命中率。CDN的關(guān)鍵技術(shù)主要有內(nèi)容存儲(chǔ)和分發(fā)技術(shù)。

CDN的基本原理是廣泛采用各種緩存服務(wù)器，將這些緩存服務(wù)器分布到用戶訪問相對集中的地區(qū)或網(wǎng)絡(luò)中，在用戶訪問網(wǎng)站時(shí)，利用全局負(fù)載技術(shù)將用戶的訪問指向距離最近的工作正常的緩存服務(wù)器上，由緩存服務(wù)器直接響應(yīng)用戶請求。

二、CDN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由兩大部分，分為中心和邊緣兩部分，中心指CDN網(wǎng)管中心和DNS重定向解析中心，負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡，設(shè)備系統(tǒng)安裝在管理中心機(jī)房，邊緣主要指異地節(jié)點(diǎn)，CDN分發(fā)的載體，主要由Cache和負(fù)載均衡器等組成。

當(dāng)用戶訪問加入CDN服務(wù)的網(wǎng)站時(shí)，域名解析請求將最終交給全局負(fù)載均衡DNS進(jìn)行處理。全局負(fù)載均衡DNS通過一組預(yù)先定義好的策略，將當(dāng)時(shí)最接近用戶的節(jié)點(diǎn)地址提供給用戶，使用戶能夠得到快速的服務(wù)。同時(shí)，它還與分布在世界各地的所有CDNC節(jié)點(diǎn)保持通信，搜集各節(jié)點(diǎn)的通信狀態(tài)，確保不將用戶的請求分配到不可用的CDN節(jié)點(diǎn)上，實(shí)際上是通過DNS做全局負(fù)載均衡。

對于普通的Internet用戶來講，每個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)就相當(dāng)于一個(gè)放置在它周圍的WEB。通過全局負(fù)載均衡DNS的控制，用戶的請求被透明地指向離他最近的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)中CDN服務(wù)器會(huì)像網(wǎng)站的原始服務(wù)器一樣，響應(yīng)用戶的請求。由于它離用戶更近，因而響應(yīng)時(shí)間必然更快。

每個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)由兩部分組成：負(fù)載均衡設(shè)備和高速緩存服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)備負(fù)責(zé)每個(gè)節(jié)點(diǎn)中各個(gè)Cache的負(fù)載均衡，保證節(jié)點(diǎn)的工作效率；同時(shí)，負(fù)載均衡設(shè)備還負(fù)責(zé)收集節(jié)點(diǎn)與周圍環(huán)境的信息，保持與全局負(fù)載DNS的通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載均衡。

高速緩存服務(wù)器（Cache）負(fù)責(zé)存儲(chǔ)客戶網(wǎng)站的大量信息，就像一個(gè)靠近用戶的網(wǎng)站服務(wù)器一樣響應(yīng)本地用戶的訪問請求。

CDN的管理系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保證。它不僅能對系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對各種故障產(chǎn)生相應(yīng)的告警，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到系統(tǒng)中總的流量和各節(jié)點(diǎn)的流量，并保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，使網(wǎng)管人員能夠方便地進(jìn)行進(jìn)一步分析。通過完善的網(wǎng)管系統(tǒng)，用戶可以對系統(tǒng)配置進(jìn)行修改。

理論上，最簡單的CDN網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡的DNS和各節(jié)點(diǎn)一臺(tái)Cache，即可運(yùn)行。DNS支持根據(jù)用戶源lP地址解析不同的lP，實(shí)現(xiàn)就近訪問。為了保證高可用性等，需要監(jiān)視各節(jié)點(diǎn)的流量、健康狀況等。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的單臺(tái)Cache承載數(shù)量不夠時(shí)，才需要多臺(tái)Cache，多臺(tái)Cache同時(shí)工作，才需要負(fù)載均衡器，使Cache群協(xié)同工作。

三、CDN的特點(diǎn)

1.本地Cache加速。提高了企業(yè)站點(diǎn)（尤其含有大量圖片和靜態(tài)頁面站點(diǎn)）的訪問速度，并大大提高以上性質(zhì)站點(diǎn)的穩(wěn)定性

2.鏡像服務(wù)。消除了不同運(yùn)營商之間互聯(lián)的瓶頸造成的影響，實(shí)現(xiàn)了跨運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)加速，保證不同網(wǎng)絡(luò)中的用戶都能得到良好的訪問質(zhì)量。

3.遠(yuǎn)程加速。遠(yuǎn)程訪問用戶根據(jù)DNS負(fù)載均衡技術(shù)智能自動(dòng)選擇Cache服務(wù)器，選擇最快的Cache服務(wù)器，加快遠(yuǎn)程訪問的速度。

4.帶寬優(yōu)化。自動(dòng)生成服務(wù)器的遠(yuǎn)程Mjrror（鏡像）cache服務(wù)器，遠(yuǎn)程用戶訪問時(shí)從cache服務(wù)器上讀取數(shù)據(jù)，減少遠(yuǎn)程訪問的帶寬、分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)流量、減輕原站點(diǎn)WEB服務(wù)器負(fù)載等功能。

5.集群抗攻擊。廣泛分布的CDN節(jié)點(diǎn)加上節(jié)點(diǎn)之間的智能冗余機(jī)制，可以有效地預(yù)防黑客入侵以及降低各種D-D-o.S攻擊對網(wǎng)站的影響，同時(shí)保證較好的服務(wù)質(zhì)量。

四、CDN的優(yōu)點(diǎn)

CDN能幾乎涵蓋國內(nèi)所有線路。而在可靠性上，CDN在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)的冗余，即使某一個(gè)節(jié)點(diǎn)由于意外發(fā)生故障，對網(wǎng)站的訪問能夠被自動(dòng)導(dǎo)向其他的健康節(jié)點(diǎn)進(jìn)行響應(yīng)。CDN能輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的全國鋪設(shè)，不必考慮服務(wù)器的投入與托管、不必考慮新增帶寬的成本、不必考慮多臺(tái)服務(wù)器的鏡像同步、不必考慮更多的管理維護(hù)技術(shù)人員。

五、CDN的缺點(diǎn)

（1）實(shí)時(shí)性不太好是CDN的不足。不過，隨著對CDN需求的逐漸升溫，這一不足得到了改進(jìn)，使來自于遠(yuǎn)程服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容網(wǎng)頁與復(fù)本服務(wù)器或緩存器中的網(wǎng)頁保持同步。解決方法是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)將新的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容從服務(wù)器端直接傳送到緩存器，或者當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的訪問增加時(shí)將數(shù)據(jù)源服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容盡可能實(shí)時(shí)地復(fù)制到緩存服務(wù)器。

（2）CDN的安全性也存在一定的隱患，因?yàn)镃DN加還的原理是把數(shù)據(jù)分布到各地的加速服務(wù)器。用戶的關(guān)鍵數(shù)據(jù)在分發(fā)到服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之前進(jìn)行加密再保存在加速服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上，如果加密算法不夠嚴(yán)密用戶的數(shù)據(jù)就有在遠(yuǎn)端服務(wù)器被破解的可能。

六、CDN的發(fā)展

CDN的誕生和發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)和新技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用有著密切的關(guān)系，其目的就在于滿足應(yīng)用需求。早期的CDN主要以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)文本和圖片等靜態(tài)內(nèi)容的加速為主，CDN作為IDC的一個(gè)增值服務(wù)出現(xiàn)；以后隨著流媒體服務(wù)的發(fā)展和Web2.O應(yīng)用的出現(xiàn)，傳統(tǒng)HTTP和下載、網(wǎng)絡(luò)游戲產(chǎn)業(yè)以及網(wǎng)絡(luò)視頻等對服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求壓力加大，流媒體、Flash、視頻和下載等網(wǎng)站內(nèi)容及業(yè)務(wù)成了新的主要應(yīng)用對象。為了給軟件下載、視頻流媒體、企業(yè)Web應(yīng)用、B2B交易和Web 2.0互動(dòng)等各種服務(wù)加速，傳統(tǒng)的CDN技術(shù)又增加了壓縮、流量整形、智能路由和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等技術(shù)。

在運(yùn)營商方面，2000年年初，中國電信建設(shè)了自己的CDN網(wǎng)絡(luò)，2004年，中國電信組建了自己的CDN流媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。隨后在中國電信推廣IPTV業(yè)務(wù)時(shí)，為了使得用戶獲得良好的視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)，又建設(shè)了部分CDN節(jié)點(diǎn)。

早在200 5年，亞馬遜推出的“CloudFront”的CDN服務(wù)為中小型客戶帶來了前所未有的便捷和實(shí)用。此項(xiàng)服務(wù)將IDC、CDN和云計(jì)算相融合，為全球的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)起到了示范作用。而我國在2011年已有互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成功建設(shè)了一種基于云計(jì)算的CDN網(wǎng)絡(luò)CloudCDN，采用分布式處理、并行化協(xié)同處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的共享和高效利用，它透過全球各地不同的CDN云（CDN Cloud）產(chǎn)生的一種新型CDN服務(wù)。它是CDN在云計(jì)算上的延伸和發(fā)展，是云計(jì)算在CDN上的創(chuàng)新應(yīng)用成果。

由于中國的互聯(lián)網(wǎng)起步較晚，國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)廠商的服務(wù)模式還很單一，從原來的短信到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)游戲；由于帶寬租用成本在運(yùn)營成本中占據(jù)較高比例，造成價(jià)格偏高，而若互聯(lián)網(wǎng)廠商選擇自己建設(shè)CDN，雖然節(jié)約了成本，但因缺乏專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與規(guī)模效益，CDN建設(shè)后發(fā)揮的效果并不好；由于P2P的建設(shè)很便宜，因而很多企業(yè)選擇采用P2P實(shí)現(xiàn)加速作用。這些都在很大程度上阻礙了國內(nèi)CDN市場的發(fā)展。

未來，無論是在產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合與重構(gòu)方面，還是從最基本的互聯(lián)網(wǎng)接入到各種豐富多彩的業(yè)務(wù)應(yīng)用，都將給眾多的CDN服務(wù)提供商、云服務(wù)提供商、運(yùn)營商、SP、CP帶來豐厚的利益。

七、結(jié)語

CDN在云技術(shù)的支持和相互融合下帶來了互聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展方，云計(jì)算和CDN是相輔相成，密不可分的。CDN就是云端的一種形式，也是云端技術(shù)和加速服務(wù)價(jià)值所在，未來的網(wǎng)絡(luò)對于資源存儲(chǔ)和加速服務(wù)的需求越來越大，CDN必將得到更多的支持和發(fā)展機(jī)會(huì)，未來其貢獻(xiàn)值與發(fā)展?jié)摿κ遣豢晒懒康摹?/p>