全面解析IPTV中CDN技術(shù)

CDN的核心思想是將內容從中心推倒靠近用戶(hù)的邊緣。使用戶(hù)可以就近取得所需的內容，這樣不但有效提高了用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)內容的性能，而且有效減輕了中心設備和骨干網(wǎng)絡(luò )的壓力。通過(guò)CDN，可以將內容分發(fā)從原來(lái)的單一中心結構變?yōu)榉植际降慕Y構，提高用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站的響應速度。因而，CDN可以提高網(wǎng)絡(luò )中信息流動(dòng)的效率，從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò )帶寬小、用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均等問(wèn)題，提高用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的響應速度。

雖然CDN不是一個(gè)新概念，它的發(fā)展也已經(jīng)有很多年的歷史，但是CDN并沒(méi)有統一的協(xié)議標準，各廠(chǎng)家的CDN解決方案在實(shí)現上各不相同，但在一個(gè)CDN網(wǎng)絡(luò )中主要包含的功能實(shí)體都相同，包括內容緩存設備、內容交換機、內容路由器、CDN內容管理等。

內容緩存設備是CDN的業(yè)務(wù)提供點(diǎn)，是面向最終用戶(hù)的內容提供設備，可緩存靜態(tài)的Web內容和流媒體內容，實(shí)現內容的邊緣傳播和存儲，以便最終用戶(hù)的就近訪(fǎng)問(wèn)，因此一般部署于集中的用戶(hù)接入點(diǎn)，完成內容邊緣存儲的設備通常都采用Cache技術(shù)來(lái)實(shí)現。對于在Cache節點(diǎn)中的存儲，是Cache設計的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，需要考慮的因素包括功能和性能兩個(gè)方面：功能上包括對各種內容格式的支持，對部分緩存的支持，在性能上包括支持的容量、多文件吞吐率、可靠性、穩定性。

內容交換機處于用戶(hù)接入集中點(diǎn)和POP點(diǎn)，可對內容進(jìn)行緩存負載平衡及訪(fǎng)問(wèn)控制。在很多設備情況下和內容緩存集中在一個(gè)設備上。內容交換機可以均衡單點(diǎn)多個(gè)內容緩存設備的負載，它基于最終用戶(hù)會(huì )話(huà)和特定的內容請求提供內容服務(wù)。內容交換機是CDN的可選部件之一，對于較大型的用戶(hù)接入點(diǎn)，內容交換機可以提高站點(diǎn)的可用性。

內容路由器負責將用戶(hù)的請求調度到適當的設備上，內容路由通常通過(guò)負載均衡系統來(lái)實(shí)現，負載均衡系統是實(shí)現CDN的內容路由功能。它的作用是動(dòng)態(tài)均衡各個(gè)內容緩存站點(diǎn)的負荷分配，為用戶(hù)的請求選擇最佳的訪(fǎng)問(wèn)站點(diǎn)，同時(shí)提高網(wǎng)站的可用性。內容路由根據網(wǎng)絡(luò )拓撲結構、網(wǎng)絡(luò )延時(shí)、服務(wù)器負荷與規則等策略設定，指定最優(yōu)站點(diǎn)向特定的內容請求提供服務(wù)。內容路由器可根據多種因素制定路由，包括站點(diǎn)與用戶(hù)的臨近度、內容的可用性、網(wǎng)絡(luò )負載、設備狀況等。負載均衡系統是整個(gè)CDN的核心。負載均衡的準確性和效率直接決定了整個(gè)CDN的效率和性能。

內容管理系統主要負責整個(gè)CDN系統的管理，是CDN的可選部件，它的作用是進(jìn)行內容管理，如內容的注入和發(fā)布、內容的分發(fā)、內容的審核、內容的服務(wù)等，并能夠讓網(wǎng)絡(luò )內容分布和傳輸服務(wù)的用戶(hù)或者服務(wù)供應商可以根據需要監視、管理或者控制網(wǎng)絡(luò )內容的分布、設備狀態(tài)等。

6、CDN的技術(shù)實(shí)現

目前，關(guān)于CDN業(yè)務(wù)的產(chǎn)品和設備各廠(chǎng)商都不相同。解決方案也有很大的差別，各個(gè)廠(chǎng)家的產(chǎn)品并不兼容。下面介紹幾家有代表性的公司對于CDN業(yè)務(wù)的技術(shù)實(shí)現。

6.1 Inktomi公司的CDN技術(shù)實(shí)現

Inktomi公司的CDN系統是一套在分布式Web環(huán)境下提供Web內容的分發(fā)和同步的軟件。它由主要由內容分發(fā)器、內容管理器以及它們的代理所組成。

(1)內容分發(fā)器通過(guò)可靠的和安全的手段，將Web內容的分發(fā)到多個(gè)Web服務(wù)器以及緩存服務(wù)器，并保證其內容的同步。

(2)內容管理器則采集各Web服務(wù)器和緩存服務(wù)器的狀態(tài)，提供集中的管理功能。對于內容分發(fā)器和內容管理器之間的通訊，由系統的控制器來(lái)完成。

6.2 Cisco公司的CDN技術(shù)實(shí)現

Cisco公司的CDN系統由五種技術(shù)構成：內容分布及管理、內容路由選擇、內容邊沿傳播、內容交換和智能網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。

(1)內容分布和管理技術(shù)可以實(shí)現自動(dòng)分布內容，同時(shí)提供實(shí)時(shí)監控。內容分發(fā)管理器(CDM4670)能夠實(shí)現對整個(gè)CDN網(wǎng)絡(luò )的高效與集中控制，它與內容引擎和內容路由器協(xié)同工作。內容路由選擇技術(shù)確保內容的可用性，并提供全球負載能力;內容交換技術(shù)可以根據內容可用性、應用可用性及服務(wù)器負載，在POP(演示點(diǎn))或分布式數據中心的提交節點(diǎn)處，智能地實(shí)現信息量負載平衡;

(2)內容路由器(CR 4450)可根據多種因素制定路由，包括站點(diǎn)與用戶(hù)的鄰近度、內容可用性、網(wǎng)絡(luò )負載、設備狀況等。定位最適合的站點(diǎn)響應內容請求;

(3)內容交換提供突發(fā)訪(fǎng)問(wèn)保護、基于URL的服務(wù)器負載均衡、動(dòng)態(tài)內容復制以及動(dòng)態(tài)的內容重定向等功能。采用CiscoWebNS軟件提供內容路由服務(wù)，通過(guò)將用戶(hù)與內容劃入不同區域的方法，保證內容請求選擇最佳的站點(diǎn)與服務(wù)器：

(4)內容邊沿傳播技術(shù)能夠確保網(wǎng)絡(luò )向最終用戶(hù)提交內容，加速內容傳播，減輕WAN和源內容服務(wù)器的負擔內容引擎是內容邊緣傳播設備。內容引擎是內容邊緣傳播設備。內容可以由內容引擎根據特別指示將內容從源內容服務(wù)器中提取，通過(guò)透明緩存定制經(jīng)常被訪(fǎng)問(wèn)的內容;

(5)智能網(wǎng)絡(luò )服務(wù)技術(shù)能夠提供包括各種IP基礎設施中的多項智能服務(wù)，如安全性、QoS、VPN和組播等。

6.3 F5公司的CDN技術(shù)實(shí)現

F5公司的CDN解決方案是關(guān)于內容發(fā)送網(wǎng)絡(luò )服務(wù)并建立在緩存的基礎上，它的基礎架構包括：內容復制、高可靠性和負載平衡、緩存、對Web和緩存服務(wù)器的全面支持、網(wǎng)絡(luò )管理。

(1)全球站點(diǎn)控制器負責在CDN內管理內容復制，將前置和復制內容到適當的緩存和Web服務(wù)器。自動(dòng)地分布和同步到網(wǎng)絡(luò )內的全部站點(diǎn)。

(2)BIG-IP控制器和3-DNS控制器用于提供本地的和區域的高可靠性和智能負載平衡。BIG-IP把用戶(hù)流量引向性能最好的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)和緩存服務(wù)器。為管理應用(Cookie交換、URL交換、穩定復用方法、內容和應用的探查和校驗等)提供豐富的特征。通過(guò)放到不同的緩存陣列中以區分個(gè)別對象(而不是域或URL)來(lái)保證效率最高。當內容被更新時(shí)。管理服務(wù)器與全球站點(diǎn)間的通信。提供附加的安全特征(缺省網(wǎng)關(guān)、NAT、SNAT、包過(guò)濾、端口映射)。3-DNS解決用戶(hù)需求和指導他們到全球最好的站點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )和站點(diǎn)管理提供智能的全球負載平衡和高可靠性，為冗余的站點(diǎn)的起點(diǎn)/邊界點(diǎn)提供災難恢復，為監視、報導和收費發(fā)送統計，使用基于性能的用戶(hù)重定向。