全面解析IPTV中CDN技術

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備和骨干網(wǎng)絡的壓力。通過CDN，可以將內(nèi)容分發(fā)從原來的單一中心結構變?yōu)榉植际降慕Y構，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應速度。因而，CDN可以提高網(wǎng)絡中信息流動的效率，從技術上全面解決由于網(wǎng)絡帶寬小、用戶訪問量大、網(wǎng)點分布不均等問題，提高用戶訪問的響應速度。

雖然CDN不是一個新概念，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)議標準，各廠家的CDN解決方案在實現(xiàn)上各不相同，但在一個CDN網(wǎng)絡中主要包含的功能實體都相同，包括內(nèi)容緩存設備、內(nèi)容交換機、內(nèi)容路由器、CDN內(nèi)容管理等。

內(nèi)容緩存設備是CDN的業(yè)務提供點，是面向最終用戶的內(nèi)容提供設備，可緩存靜態(tài)的Web內(nèi)容和流媒體內(nèi)容，實現(xiàn)內(nèi)容的邊緣傳播和存儲，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，完成內(nèi)容邊緣存儲的設備通常都采用Cache技術來實現(xiàn)。對于在Cache節(jié)點中的存儲，是Cache設計的一個關鍵問題，需要考慮的因素包括功能和性能兩個方面：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)容交換機處于用戶接入集中點和POP點，可對內(nèi)容進行緩存負載平衡及訪問控制。在很多設備情況下和內(nèi)容緩存集中在一個設備上。內(nèi)容交換機可以均衡單點多個內(nèi)容緩存設備的負載，它基于最終用戶會話和特定的內(nèi)容請求提供內(nèi)容服務。內(nèi)容交換機是CDN的可選部件之一，對于較大型的用戶接入點，內(nèi)容交換機可以提高站點的可用性。

內(nèi)容路由器負責將用戶的請求調(diào)度到適當?shù)脑O備上，內(nèi)容路由通常通過負載均衡系統(tǒng)來實現(xiàn)，負載均衡系統(tǒng)是實現(xiàn)CDN的內(nèi)容路由功能。它的作用是動態(tài)均衡各個內(nèi)容緩存站點的負荷分配，為用戶的請求選擇最佳的訪問站點，同時提高網(wǎng)站的可用性。內(nèi)容路由根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構、網(wǎng)絡延時、服務器負荷與規(guī)則等策略設定，指定最優(yōu)站點向特定的內(nèi)容請求提供服務。內(nèi)容路由器可根據(jù)多種因素制定路由，包括站點與用戶的臨近度、內(nèi)容的可用性、網(wǎng)絡負載、設備狀況等。負載均衡系統(tǒng)是整個CDN的核心。負載均衡的準確性和效率直接決定了整個CDN的效率和性能。

內(nèi)容管理系統(tǒng)主要負責整個CDN系統(tǒng)的管理，是CDN的可選部件，它的作用是進行內(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)容的服務等，并能夠讓網(wǎng)絡內(nèi)容分布和傳輸服務的用戶或者服務供應商可以根據(jù)需要監(jiān)視、管理或者控制網(wǎng)絡內(nèi)容的分布、設備狀態(tài)等。

6、CDN的技術實現(xiàn)

目前，關于CDN業(yè)務的產(chǎn)品和設備各廠商都不相同。解決方案也有很大的差別，各個廠家的產(chǎn)品并不兼容。下面介紹幾家有代表性的公司對于CDN業(yè)務的技術實現(xiàn)。

6.1 Inktomi公司的CDN技術實現(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Web服務器以及緩存服務器，并保證其內(nèi)容的同步。

(2)內(nèi)容管理器則采集各Web服務器和緩存服務器的狀態(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技術實現(xiàn)

Cisco公司的CDN系統(tǒng)由五種技術構成：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)絡服務。

(1)內(nèi)容分布和管理技術可以實現(xiàn)自動分布內(nèi)容，同時提供實時監(jiān)控。內(nèi)容分發(fā)管理器(CDM4670)能夠?qū)崿F(xiàn)對整個CDN網(wǎng)絡的高效與集中控制，它與內(nèi)容引擎和內(nèi)容路由器協(xié)同工作。內(nèi)容路由選擇技術確保內(nèi)容的可用性，并提供全球負載能力;內(nèi)容交換技術可以根據(jù)內(nèi)容可用性、應用可用性及服務器負載，在POP(演示點)或分布式數(shù)據(jù)中心的提交節(jié)點處，智能地實現(xiàn)信息量負載平衡;

(2)內(nèi)容路由器(CR 4450)可根據(jù)多種因素制定路由，包括站點與用戶的鄰近度、內(nèi)容可用性、網(wǎng)絡負載、設備狀況等。定位最適合的站點響應內(nèi)容請求;

(3)內(nèi)容交換提供突發(fā)訪問保護、基于URL的服務器負載均衡、動態(tài)內(nèi)容復制以及動態(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，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與服務器：

(4)內(nèi)容邊沿傳播技術能夠確保網(wǎng)絡向最終用戶提交內(nèi)容，加速內(nèi)容傳播，減輕WAN和源內(nèi)容服務器的負擔內(nèi)容引擎是內(nèi)容邊緣傳播設備。內(nèi)容引擎是內(nèi)容邊緣傳播設備。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)絡服務技術能夠提供包括各種IP基礎設施中的多項智能服務，如安全性、QoS、VPN和組播等。

6.3 F5公司的CDN技術實現(xiàn)

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

(1)全球站點控制器負責在CDN內(nèi)管理內(nèi)容復制，將前置和復制內(nèi)容到適當?shù)木彺婧蚖eb服務器。自動地分布和同步到網(wǎng)絡內(nèi)的全部站點。

(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載平衡。BIG-IP把用戶流量引向性能最好的網(wǎng)絡服務和緩存服務器。為管理應用(Cookie交換、URL交換、穩(wěn)定復用方法、內(nèi)容和應用的探查和校驗等)提供豐富的特征。通過放到不同的緩存陣列中以區(qū)分個別對象(而不是域或URL)來保證效率最高。當內(nèi)容被更新時。管理服務器與全球站點間的通信。提供附加的安全特征(缺省網(wǎng)關、NAT、SNAT、包過濾、端口映射)。3-DNS解決用戶需求和指導他們到全球最好的站點，通過網(wǎng)絡和站點管理提供智能的全球負載平衡和高可靠性，為冗余的站點的起點/邊界點提供災難恢復，為監(jiān)視、報導和收費發(fā)送統(tǒng)計，使用基于性能的用戶重定向。