CDN：瀏覽新途徑
河南省電信規劃設計院 馬剛
2004/04/19
1999年，美國司法部網(wǎng)站關(guān)于調查克林頓丑聞的“斯塔爾報告”被競相點(diǎn)擊，導致網(wǎng)站崩潰。
1999年，美國本土約8%的網(wǎng)站采用CDN服務(wù)，到2003年，這一比例上升至80%，同期內只剩下約4%的網(wǎng)站沒(méi)有采用CDN服務(wù)的計劃。
截止至2003年9月，CDN服務(wù)節點(diǎn)已在中國39個(gè)主要城市開(kāi)通運行，覆蓋所有省級地區，實(shí)現了不同地區用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)量的負載均衡，提高了用戶(hù)上網(wǎng)的訪(fǎng)問(wèn)效率。
“斯塔爾網(wǎng)站崩潰”事件的最直接結果，是促使美國麻省理工學(xué)院（MIT）成立專(zhuān)家小組，開(kāi)發(fā)CDN技術(shù)，以便適應新的“二八原則”：既然“20%的互聯(lián)網(wǎng)內容被80%的網(wǎng)民瀏覽”，為何不將互聯(lián)網(wǎng)“點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸”部分轉化為“點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播式傳輸”？
CDN遍地開(kāi)花
CDN（Content Delivery Network）即內容分發(fā)網(wǎng)絡(luò )，是構建在現有寬帶IP網(wǎng)絡(luò )之上的一層虛擬網(wǎng)絡(luò )，其基本思想是，依靠放置在各地的緩存或媒體服務(wù)器，通過(guò)系統中心平臺的智能負載均衡、內容分發(fā)、調度等功能模塊，將用戶(hù)最感興趣的那部分媒體內容部署到最貼近用戶(hù)的地方，使得原本無(wú)序、低效、不可靠的寬帶IP網(wǎng)絡(luò )轉變成高效、可靠的智能網(wǎng)絡(luò )，以滿(mǎn)足用戶(hù)對媒體訪(fǎng)問(wèn)質(zhì)量的更高要求。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，構建CDN網(wǎng)絡(luò )，可以直接提升互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)速度，滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(cháng)的寬帶應用需求。
對ICP（Internet Comtent Provider，互聯(lián)網(wǎng)內容提供商）而言，采用CDN技術(shù)是最直接有效提升網(wǎng)絡(luò )效能的方式。
從事互聯(lián)網(wǎng)性能評估的Keynote Systems公司的測試結果表明，諸如Yahoo!、AltaVista等網(wǎng)站，雖然接受訪(fǎng)問(wèn)量巨大，但在使用CDN服務(wù)之后，其網(wǎng)站性能，尤其是對用戶(hù)的響應速度，仍遠遠優(yōu)于其他網(wǎng)站。
網(wǎng)站生存的重要依靠之一就是點(diǎn)擊率，而對用戶(hù)的響應速度快慢將直接影響點(diǎn)擊率的高低，一個(gè)完善的CDN網(wǎng)絡(luò )，為ICP收益所起的作用相當明顯。
據HTRC公司（美國）調查報告顯示， CDN在世界范圍內的應用中均有不俗表現。2001年的“9·11事件”中，美國最大門(mén)戶(hù)網(wǎng)站之一——msnbc.com每天訪(fǎng)問(wèn)量達到1270萬(wàn)頁(yè)，為日常訪(fǎng)問(wèn)量的4倍多，其中90%以上的訪(fǎng)問(wèn)量都由CDN分擔，其中還包括3000萬(wàn)分鐘、1300萬(wàn)個(gè)網(wǎng)絡(luò )視頻錄像的播放。
在中國，包括北京藍汛通信技術(shù)有限公司在內的諸多公司也早就開(kāi)展CDN業(yè)務(wù)。截止至2003年9月，CDN服務(wù)節點(diǎn)已在中國39個(gè)主要城市開(kāi)通運行，覆蓋所有省級地區，實(shí)現了不同地區用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)量的負載均衡，提高了用戶(hù)上網(wǎng)的訪(fǎng)問(wèn)效率。
與美國大型CDN網(wǎng)絡(luò )相比，國內的CDN網(wǎng)絡(luò )雖然規模尚小，但在營(yíng)運模式和技術(shù)標準等方面所作的嘗試，無(wú)疑為CDN的進(jìn)一步應用打下了基礎。
ISP搭建CDN，目的在于筑巢引鳳，吸引各ICP將其信息資源分布在其CDN網(wǎng)絡(luò )上。CDN由此成為可以從ICP處直接獲取經(jīng)濟效益的項目，但其潛在效益更為遠大。CDN的建成，將使ISP利用寬帶IP網(wǎng)絡(luò )為用戶(hù)提供更快的訪(fǎng)問(wèn)速度，更為豐富的信息資源，并由此吸引大批潛在用戶(hù)加入到享受寬帶應用服務(wù)的行列中來(lái)，給ICP自身帶來(lái)收益。
對ISP、ICP、用戶(hù)三者而言，構建一個(gè)開(kāi)放的、可運營(yíng)、可管理、有QoS保障的電信級CDN平臺，可以形成一種多贏(yíng)局面。
CDN的實(shí)現策略
為了將媒體內容推送到最貼近用戶(hù)的地方，需要部署大量CDN節點(diǎn)設備，這些設備可以是緩存（Cache）設備，也可以是PC服務(wù)器。將媒體內容簡(jiǎn)單地推送到用戶(hù)側的邊緣節點(diǎn)，并非CDN存在的本意，CDN要做的，是將用戶(hù)最感興趣的內容推送出去，以節省邊緣節點(diǎn)的磁盤(pán)空間。
同時(shí)，為了保證用戶(hù)的流暢訪(fǎng)問(wèn)，CDN還要制定一系列機制，將用戶(hù)定向到訪(fǎng)問(wèn)速度最快的節點(diǎn)，這就需要用到重新定向技術(shù)和負載均衡技術(shù)。
盡管通過(guò)建設鏡像站點(diǎn)，也可以將網(wǎng)站內容分發(fā)到用戶(hù)側，但與CDN相比，效果顯然遠遠不及。
CDN的實(shí)現需要依賴(lài)多種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的支持，其中內容分發(fā)調度技術(shù)、負載均衡技術(shù)更為重要一些。
內容分發(fā)調度 系統可對ICP推送的內容進(jìn)行審查、發(fā)布、修改、刪除和刷新，可智能地向各邊緣CDN節點(diǎn)推送內容，也可以智能地從ICP處獲取內容，即“Push和Pull”方式。系統能夠實(shí)時(shí)了解內容在CDN中各節點(diǎn)的分布情況，并據此進(jìn)行內容調度訪(fǎng)問(wèn)。
CDN系統可向系統管理員和ICP提供內容自動(dòng)發(fā)布和手工分發(fā)功能。其中手工分發(fā)是管理員根據預定策略向CDN節點(diǎn)發(fā)數據，而自動(dòng)分發(fā)則是當管理員的分發(fā)策略條件滿(mǎn)足時(shí)由系統自動(dòng)啟動(dòng)分發(fā)任務(wù)。
負載均衡 簡(jiǎn)而言之，負載均衡技術(shù)所要實(shí)現的，就是把網(wǎng)絡(luò )負載盡量均勻分配到幾個(gè)能完成相同任務(wù)的服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)上執行和處理，由此避免部分網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)過(guò)載、而另一部分節點(diǎn)空閑的狀況，以改善網(wǎng)絡(luò )性能、提高處理效率。
CDN中的負載均衡包含了本地負載均衡（SLB）和全局負載均衡(GSLB)兩種狀況。
本地負載均衡控制器SLB（Server Load Balancer）的作用是在不同的邊緣服務(wù)器之間實(shí)現流量的合理分配。另外，SLB控制器還能夠增強每個(gè)節點(diǎn)服務(wù)的可用性，對Internet用戶(hù)而言只具有一個(gè)可見(jiàn)IP地址，即VIP(Virtual IP)，這樣即使任何一個(gè)邊緣服務(wù)器出現故障，SLB服務(wù)器都能及時(shí)發(fā)現并將流量指向其他服務(wù)器，進(jìn)一步增強了CDN網(wǎng)絡(luò )的可用性。
GSLB（Global Server Load Balance）是CDN系統整體的一種用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)重定向策略。當用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，系統平臺根據各節點(diǎn)狀態(tài)，自動(dòng)為用戶(hù)選擇最優(yōu)服務(wù)節點(diǎn)，它與SLB的區別就在于SLB存在于節點(diǎn)間，GSLB存在于節點(diǎn)內部。GSLB控制器能夠直接或間接取得分布在各地的CDN節點(diǎn)中邊緣服務(wù)器的工作狀態(tài)和性能情況，并判斷用戶(hù)來(lái)源，以保證用戶(hù)能被有效地分配到離其‘邏輯上’最近最健康的節點(diǎn)上。
負載均衡方式目前主要有基于軟件方式實(shí)現和基于四層交換機（L4）的負載均衡兩種方式。
在傳統的網(wǎng)絡(luò )結構中，用戶(hù)上網(wǎng)后都會(huì )被分配給個(gè)別DNS服務(wù)器作為L(cháng)ocal DNS服務(wù)器，用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站的基本流程如圖所示。
邊緣作用“不邊緣”
邊緣節點(diǎn)主要負責提供內容在邊緣層的緩存和面向用戶(hù)提供內容訪(fǎng)問(wèn)業(yè)務(wù)，能在內容分發(fā)管理系統的統一控制下存儲ICP指定內容、根據本節點(diǎn)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)情況自動(dòng)向內容分發(fā)管理系統發(fā)出下拉內容請求，并能自主下拉內容。同時(shí)，邊緣節點(diǎn)也支持詳細的日志、報表功能。
CDN邊緣節點(diǎn)能為終端用戶(hù)提供流媒體訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)，其主要功能有接受、執行內容管理平臺發(fā)布的內容分發(fā)命令；處理用戶(hù)的HTTP請求；接收并處理來(lái)自寬帶應用計費系統的內容認證、授權、用戶(hù)下線(xiàn)等信息，最后發(fā)送響應信息；具備集中監控、配置管理、性能管理、自動(dòng)優(yōu)化、日志及安全管理、告警管理、消息跟蹤、業(yè)務(wù)統計報表等功能；支持各種用戶(hù)類(lèi)型的接入，包括LAN用戶(hù)、XDSL用戶(hù)等，并且對用戶(hù)完全透明，無(wú)需在終端做任何設置。
利從何出？
在CDN系統的運營(yíng)上，ISP可以采用網(wǎng)絡(luò )資源出租模式，也可以采用自行運營(yíng)模式，結合現有計費系統，構建一套完整、能持續贏(yíng)利的流媒體平臺。
用戶(hù)收費 可以通過(guò)ISP統一計費平臺使用ADSL賬戶(hù)付費；也可以根據業(yè)務(wù)需求，進(jìn)行類(lèi)似的儲值卡、點(diǎn)卡、月卡等的發(fā)行，以滿(mǎn)足非ADSL用戶(hù)對流媒體業(yè)務(wù)的消費需求。
ICP合作 可以按照ISP運營(yíng)思路，廣泛并有選擇性地與內容豐富的ICP結成聯(lián)盟。通過(guò)發(fā)展流媒體用戶(hù)，對ICP代計費和代收費，并與ICP分成和讓利，使專(zhuān)注于內容建設，提供更加有吸引力的內容，共同促進(jìn)流媒體價(jià)值鏈的繁榮，同時(shí)還可以原始計費數據供各ICP對賬之用。
利潤分成 對于用戶(hù)消費的點(diǎn)播和直播等業(yè)務(wù)，可以采用一點(diǎn)比例的分成策略，根據市場(chǎng)情況以及用戶(hù)消費情況，進(jìn)行適時(shí)調節。
廣告收益 除對寬帶用戶(hù)進(jìn)行收費外，還可以對廣告商根據其廣告內容的觀(guān)看情況進(jìn)行收費，創(chuàng )造另一收入來(lái)源。
業(yè)務(wù)發(fā)展 流媒體業(yè)務(wù)的良好運營(yíng)和發(fā)展需要ICP和ISP的共同促成，hiChannel的運營(yíng)經(jīng)驗表明，節目的更新頻率和新穎程度直接影響到業(yè)務(wù)收入的增長(cháng)速度，所以建議在ICP選擇方面，選擇有高質(zhì)量節目?jì)热莸腎CP加盟業(yè)務(wù)合作，更有利于業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。我們了解到，在上海熱線(xiàn)2的CDN建設中有一個(gè)運營(yíng)模式值得借鑒。上海熱線(xiàn)2通過(guò)電視臺拍攝一系列的法制、刑偵短片，深得廣大用戶(hù)的喜愛(ài)，取得了極大得經(jīng)濟效益。另外我們可以從信息源著(zhù)手考慮，目前全球中文站點(diǎn)只占所有站點(diǎn)總數的5％，受語(yǔ)言限制，國內的絕大多數寬帶用戶(hù)沒(méi)有興趣訪(fǎng)問(wèn)非中文站點(diǎn)，ISP可以充當媒介，翻譯整理一些國外足球、新聞、科學(xué)、教育等方面的站點(diǎn)，吸引廣大用戶(hù)。
平臺維護 建議組建一支經(jīng)過(guò)培訓之后，能夠維護整套系統的維護專(zhuān)家小組，對系統運營(yíng)中出現的各種業(yè)務(wù)需要予以及時(shí)滿(mǎn)足，并能夠對系統的相關(guān)故障進(jìn)行及時(shí)處理。
1. 用戶(hù)在自己的瀏覽器中輸入要訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)站的域名。
2. 瀏覽器向本地DNS請求對該域名的解析。
3. 本地DNS將逐級向上請求域名解析，最終將請求發(fā)到網(wǎng)站的授權DNS（authoritative DNS server）。
4. 授權DNS將服務(wù)器的地址（IP地址）作為解析結果（A記錄）送給本地DNS。
5. 本地DNS再將解析結果返還給用戶(hù)，同時(shí)將該域名的解析結果保存內存中，并直接響應下一個(gè)用戶(hù)的解析請求。直到相應的TTL（生存周期）過(guò)期，才再向網(wǎng)站的授權DNS請求解析。
6.用戶(hù)得到IP地址后，就可以直接對網(wǎng)站的服務(wù)器進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。
計算機世界網(wǎng)(www.ccw.com.cn)
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