内容分发网络关键技术



使用CDN分发的业务流程与末使用CDN分发的流程相比,多了几次重定向。由于应用层重定向是由客户端的软件自动完成的,完全不需要人工的参与,因此从操作的步骤来看,用户是完全感觉不到是否使用了CDN进行加速的。但对于许多业务而言,CDN又是必需的。用户终端的播放请求经过了多次重定向,目的就是为用户终端找到一个最优的服务器,从而保证用户访问的质量。下面讲述出CDN使用的一些关键技术。
 
一.内容统一编码(编址)
 
IPTV终端从EPG上获取了节目在CDN的访问链接后,由CDN RR服务器为其选择合适的服务器为其服务。所以每个访问的节目在CDN进行存储分发时,都应有一个唯一的ID,这个唯的ID可以唯一地标识一个节目内容。这里带来一个问题,CDN不是为单个CP/SP或单个业务服务。 CDNRR需要对接很多个门户系统,这些门户系统的节月ID是没有统一规定的,也没有办法统一规定。如何解决内容统一编码是CDN在总体架构设计时首先要考虑的问题。内容统一编码的解决办法总体而言有两种思路:
 
(1)内容在进入CDN前进行统一的编码,即所有由CDN承接加速的业务都应技预先制定好的规律进行统一的编码。使用这种方式编码的局限性很明显。CDN对业务提出了统一编码的要求,对于已经建好的业务系统来说,是很难进行内容的统一再编码的。
 
(2)CDN不要求内容预先统一ID的编码,而是对每个接入的业务或CP/SP内容增加唯标识这个标识是CDN统一增加的,可以保证在CDN的唯一性,当然每个业务或CP/SP的内容ID也是唯一的。
 
二.用户请求重定向调度
CDNRR要利用重定向调度技术来把用户的请求调度到最优的服务器上。用户请求重定向调度过程中,RR应能通过判断服务器的负载,包括CPU占用带宽占用等数据,决定服务器的可用性,同时能判断用户(访问者)与服务器间的链路状况,选择链路状况最好的服务器因此RR是对服务器和链路进行综合判断来决定由哪个地点的服务器来提供服务,实现异地服务器群服务质量的保证。目前用户请求重定向调度的技术主要有两种。
(1)基于DNS重定向
当用户在浏览器访问时,首先要进行DNs解析,即查找出IP地址,然后用户与该IP地址建立TCP连接访问网站内容,DNS流量分配方式工作在DNS解析过程中,通过在域的DN$服务器上增加一条NS记录(Name server记录是域名服务器记录),NS记录指向位于某一全局负载均衡设备(如 CDN RR)的IP地址,对的解析将由该RR负责。
 
(2)基于网络就近性判断
与方式一相比,全局负载均衡策略的不同点也是最大的优点在于:省中心节点的CDNRR不仅需要解析相应的域名,同时还根据用户真实IP地址来进行最优站点计算和判断,最终将用户流量重定向到相应的服务节点上。本方式主要利用应用层的重定向把用户请求调度到网络就近的节点。如何判定“网络就近”是CDN提高质量与效率的很关键的一环。
 
三.本地负载均衡技术
当用户已经被重定向到了媒体服务器时,媒体服务器其实还有一个关键的工作要处理,即进行本地负载均衡。本地负载均衡技术是对本地服务器群进行负载均衡处理。该技术通过对服务器进行性能优化,使流量能够平均分配在服务器群中的各个服务器上。
 
CDN的媒体服务器其实在部署时往往是一个服务器群组,用户的请求最终需要调度到具体的服务器上,这就需要使用到本地负载均衡技术。负载均衡提供了一种廉价、有效、透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力,提高网络的灵活性和可用性负载均衡技术具有如下优点。
 
(1)高性能:通过调度算法,将客户端请求合理地均衡到后端各台服务器上,消除系统可能存在的瓶颈。
 
(2)可扩展性:当服务的负载增长时,系统能被扩展以满足需求,且不降低服务质量。
 
(3)高可用性:通过健康性检测功能,能实时监测应用服务器的状态,保证在部分硬件和软件发生故障情况下,整个系统的服务仍然可用。
 
(4)透明性:高效地使由多个独立计算机组成的松耦合的服务系统构成一个虚服务器客户端应用程序与服务系统交互时,就像与一台高性能、高可用的服务器交互一样,客户端无须作任何修改。部分服务器的切入和切出不会中断服务,而用户觉察不到这些变化。
 
四.缓存替换算法
 
在流媒体服务节点为用户提供服务的同时,也同时计算该内容的热度,并根据热度及磁盘利用率来更新其缓存的内容。这种更新算法就是缓存替换算法。缓存替换算法最传统的包括LRU、MRU、LFU等。
 
LRU( Least recently used,最近最少使用)算法,是基于这样一个事实:已经很久没有使用的内容很可能在未来较长的一段时间内不会被用到。因此,只需要在每次进行缓存替换时,找到最近最少使用的那个内容,并将其删除,这样就空出空间给新的热点内容,这就是LRU算法的基本思路。
 
MRU( Most recently used,最近最常使用)法算,MRU算法与LRU算法基本原理是一样的,但处理方法就正好相反。MRU算法基于的事实是最近最常使用的内容未来较长段时也是会经常被用到的。所以,在每次进行缓存替换时,找到最近最常使用的那些内容,把其后不常使用的内容删除这样就空出空间给新的热点内容了这就是MRU算法的基本思路。
 
LFU( Least frequently used,最少频率使用)算法,LFU算法与LRU算法很相似,两者的区别在于LFU算法是统计全邮使用时间内的总使用次数,面LRU算法只统计近期频率,也即LRU算法是计算单位时间内的使用次数,而LFU算法是计算总时间内的使用次数。
 
五.媒体服务
CDN最终为用户服务是由边缘媒体服务器提供的。媒体服条包括Web服务、流媒体服务、下载服务,等等。
 
当用户请求的内容在媒体服务器存在时,由媒体服务器向用户发送媒体流。当用户请求的内容在媒体服务器不存在时,流媒体服务器边下载内容边为用户提供服务。
 
媒体服务的种类多样,运营商不可能为每一种媒体服务都建设个CDN,所以CDN往往可以提供多种媒体服务能力。而由于各媒体服务使用的媒体服务的控制协议、编码格式、媒体封装等都不一样,因此在设CDN时需要对这些媒体服务特性进行归类,分析异同点,从而找出可以在同一CDN中提供加速服务的业务类型。
 
CDN互联专业提供国内外高防cdn加速服务
 
上一篇:第一页
下一篇:最后一页