全面解析IPTV中CDN技術(shù)

CDN的核心思想是將內(nèi)容從中心推倒靠近用戶的邊緣。使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，這樣不但有效提高了用戶訪問內(nèi)容的性能，而且有效減輕了中心設(shè)備和骨干網(wǎng)絡(luò)的壓力。通過CDN，可以將內(nèi)容分發(fā)從原來的單一中心結(jié)構(gòu)變?yōu)榉植际降慕Y(jié)構(gòu)，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)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、用戶訪問量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均等問題，提高用戶訪問的響應(yīng)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并沒有統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的CDN解決方案在實(shí)現(xiàn)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(nèi)容緩存設(shè)備、內(nèi)容交換機(jī)、內(nèi)容路由器、CDN內(nèi)容管理等。

內(nèi)容緩存設(shè)備是CDN的業(yè)務(wù)提供點(diǎn)，是面向最終用戶的內(nèi)容提供設(shè)備，可緩存靜態(tài)的Web內(nèi)容和流媒體內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的邊緣傳播和存儲(chǔ)，以便最終用戶的就近訪問，因此一般部署于集中的用戶接入點(diǎn)，完成內(nèi)容邊緣存儲(chǔ)的設(shè)備通常都采用Cache技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。對于在Cache節(jié)點(diǎn)中的存儲(chǔ)，是Cache設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問題，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(nèi)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(wěn)定性。

內(nèi)容交換機(jī)處于用戶接入集中點(diǎn)和POP點(diǎn)，可對內(nèi)容進(jìn)行緩存負(fù)載平衡及訪問控制。在很多設(shè)備情況下和內(nèi)容緩存集中在一個(gè)設(shè)備上。內(nèi)容交換機(jī)可以均衡單點(diǎn)多個(gè)內(nèi)容緩存設(shè)備的負(fù)載，它基于最終用戶會(huì)話和特定的內(nèi)容請求提供內(nèi)容服務(wù)。內(nèi)容交換機(jī)是CDN的可選部件之一，對于較大型的用戶接入點(diǎn)，內(nèi)容交換機(jī)可以提高站點(diǎn)的可用性。

內(nèi)容路由器負(fù)責(zé)將用戶的請求調(diào)度到適當(dāng)?shù)脑O(shè)備上，內(nèi)容路由通常通過負(fù)載均衡系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，負(fù)載均衡系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)CDN的內(nèi)容路由功能。它的作用是動(dòng)態(tài)均衡各個(gè)內(nèi)容緩存站點(diǎn)的負(fù)荷分配，為用戶的請求選擇最佳的訪問站點(diǎn)，同時(shí)提高網(wǎng)站的可用性。內(nèi)容路由根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、服務(wù)器負(fù)荷與規(guī)則等策略設(shè)定，指定最優(yōu)站點(diǎn)向特定的內(nèi)容請求提供服務(wù)。內(nèi)容路由器可根據(jù)多種因素制定路由，包括站點(diǎn)與用戶的臨近度、內(nèi)容的可用性、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、設(shè)備狀況等。負(fù)載均衡系統(tǒng)是整個(gè)CDN的核心。負(fù)載均衡的準(zhǔn)確性和效率直接決定了整個(gè)CDN的效率和性能。

內(nèi)容管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)整個(gè)CDN系統(tǒng)的管理，是CDN的可選部件，它的作用是進(jìn)行內(nèi)容管理，如內(nèi)容的注入和發(fā)布、內(nèi)容的分發(fā)、內(nèi)容的審核、內(nèi)容的服務(wù)等，并能夠讓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分布和傳輸服務(wù)的用戶或者服務(wù)供應(yīng)商可以根據(jù)需要監(jiān)視、管理或者控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的分布、設(shè)備狀態(tài)等。

6、CDN的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

目前，關(guān)于CDN業(yè)務(wù)的產(chǎn)品和設(shè)備各廠商都不相同。解決方案也有很大的差別，各個(gè)廠家的產(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(xiàn)。

6.1 Inktomi公司的CDN技術(shù)實(shí)現(xiàn)

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

(1)內(nèi)容分發(fā)器通過可靠的和安全的手段，將Web內(nèi)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(nèi)容的同步。

(2)內(nèi)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(nèi)容分發(fā)器和內(nèi)容管理器之間的通訊，由系統(tǒng)的控制器來完成。

6.2 Cisco公司的CDN技術(shù)實(shí)現(xiàn)

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

(1)內(nèi)容分布和管理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分布內(nèi)容，同時(shí)提供實(shí)時(shí)監(jiān)控。內(nèi)容分發(fā)管理器(CDM4670)能夠?qū)崿F(xiàn)對整個(gè)CDN網(wǎng)絡(luò)的高效與集中控制，它與內(nèi)容引擎和內(nèi)容路由器協(xié)同工作。內(nèi)容路由選擇技術(shù)確保內(nèi)容的可用性，并提供全球負(fù)載能力;內(nèi)容交換技術(shù)可以根據(jù)內(nèi)容可用性、應(yīng)用可用性及服務(wù)器負(fù)載，在POP(演示點(diǎn))或分布式數(shù)據(jù)中心的提交節(jié)點(diǎn)處，智能地實(shí)現(xiàn)信息量負(fù)載平衡;

(2)內(nèi)容路由器(CR 4450)可根據(jù)多種因素制定路由，包括站點(diǎn)與用戶的鄰近度、內(nèi)容可用性、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、設(shè)備狀況等。定位最適合的站點(diǎn)響應(yīng)內(nèi)容請求;

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

(4)內(nèi)容邊沿傳播技術(shù)能夠確保網(wǎng)絡(luò)向最終用戶提交內(nèi)容，加速內(nèi)容傳播，減輕WAN和源內(nèi)容服務(wù)器的負(fù)擔(dān)內(nèi)容引擎是內(nèi)容邊緣傳播設(shè)備。內(nèi)容引擎是內(nèi)容邊緣傳播設(shè)備。內(nèi)容可以由內(nèi)容引擎根據(jù)特別指示將內(nèi)容從源內(nèi)容服務(wù)器中提取，通過透明緩存定制經(jīng)常被訪問的內(nèi)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(chǔ)設(shè)施中的多項(xiàng)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(xiàn)

F5公司的CDN解決方案是關(guān)于內(nèi)容發(fā)送網(wǎng)絡(luò)服務(wù)并建立在緩存的基礎(chǔ)上，它的基礎(chǔ)架構(gòu)包括：內(nèi)容復(fù)制、高可靠性和負(fù)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(fù)責(zé)在CDN內(nèi)管理內(nèi)容復(fù)制，將前置和復(fù)制內(nèi)容到適當(dāng)?shù)木彺婧蚖eb服務(wù)器。自動(dòng)地分布和同步到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)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(qū)域的高可靠性和智能負(fù)載平衡。BIG-IP把用戶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(yīng)用(Cookie交換、URL交換、穩(wěn)定復(fù)用方法、內(nèi)容和應(yīng)用的探查和校驗(yàn)等)提供豐富的特征。通過放到不同的緩存陣列中以區(qū)分個(gè)別對象(而不是域或URL)來保證效率最高。當(dāng)內(nèi)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、包過濾、端口映射)。3-DNS解決用戶需求和指導(dǎo)他們到全球最好的站點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)和站點(diǎn)管理提供智能的全球負(fù)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(zāi)難恢復(fù)，為監(jiān)視、報(bào)導(dǎo)和收費(fèi)發(fā)送統(tǒng)計(jì)，使用基于性能的用戶重定向。