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关于内容传送网络(CDN)技术

浏览:3114  来源:通信人在线  日期:2006-10-20
 

随着多媒体技术的不断发展,图像、音频、视频服务所占的比重越来越大。传统的缓存技术只能存储静态超文本链接标识语言(HTML)文件和图片等比较小的文件,而对交互性强和比较大的文件并不支持,因此迫切需要一种新的传输结构解决这一问题。和缓存技术类似,CDN也设立若干分支节点,尽量将用户请求的内容存储到距离用户只有“最后一公里”的边缘节点上,使得用户请求可以在本地进行,改善用户的访问效果。

内容传送网络(CDNContent distribution network)提供了一种传送内容的新型体系结构,将在Web体系结构中起到越来越重要的作用。CDN最早于1998年推出,在Web体系结构中缓存技术的基础上发展起来,因此是缓存技术的延续与发展。

CDN能够取得成功的关键在于CDN本质上是一个重叠网络(ON)。作为ONCDN可以充分利用CDN端节点的合作实现文件传输。首先,CDN端节点可以和路由器一样转发包。也就是说,两个CDN节点间的通信可以使用第3个节点充当中间节点进行转发,因此两个CDN节点间可形成多个底层(IP层)连接,提高了数据传输的可靠性和效率。其次,由于CDN节点间形成了多个底层连接,端节点之间的带宽可以超过底层网络的限制。这两个特点使得CDN非常适合大文件的传输。

目前,进入商用阶段的CDN越来越多,每个CDN由少至数十、多至上万个节点组成。如Akamai使用遍布于全球的超过800个网络的1万多个节点实现内容传送。

根据使用范围的不同,现有的CDN模型可分为3类。

1、公共CDN公共CDN就是平常所指的CDN,值得注意的是,由于用途不同,公共CDN分化出多种不同的结构,如适合无线传输的CDN结构、适合流媒体传输的CDN结构等。

2、企业CDN企业CDNECDN)与公共CDN不同,这种私有的CDN网络节点位于企业内部网的防火墙内,可以在企业的广域网(WAN)内分发企业数据,其规模比公共CDN小。ECDN中内容放置点应尽量距离终端近(在一个网段内),对于高度交互性的应用如网络化学习、会议电视等很有效。与公共CDN最大的不同在于ECDN对用户的控制程度强得多。在公共CDN中,系统不对哪个用户可以访问内容进行接入控制,而在ECDN中,系统对用户的了解和控制要严格得多。

3、临时CDN由于使用CDN来发布内容需要支付的维护成本比较高,对中小内容提供者尤其是大多数时间使用自己的服务器能够处理用户请求,仅在发布软件、公布重要消息等用户请求突然增大的时候需要使用CDN来提供服务的用户需求,没有必要使用一般意义上的CDN。临时性CDN使用基于因特网底板协议(IBP)的物流网络进行临时性内容传送,而不与内容提供者签署长期协议。IBP提供了一个管理和使用远端存储空间的中间件。与传统网络模型不同,IBP将网络的底层物理资源如存储、计算等功能集成到网络中,用户使用Internet就如同使用一个处理器平台,这也是其称为物流网络的原因。IBP提供了对网络存储资源的时间受限访问,因此可以构造自组织(Ad hoc)内容分布网络。

一个CDN通常包括边缘节点传输、内容路由、集中式内容分布和管理(负责内容在不同节点的同步和复制)、集中式内容发布等功能。

CDN中的核心技术主要包括两个方面:一是基于内容的请求路由(即重定向)和内容搜索,二是内容的分发与管理。其他技术如负载均衡等可以通过这两个技术实现。

由于CDN技术是缓存技术的发展,有必要分析一下CDN和缓存技术的主要区别。CDN和缓存技术的区别主要体现在以下几个方面:

1)节点之间关系不同

缓存节点之间既可以是合作的,也可以是不合作的。如果需要构造合作关系,由于缓存节点分属不同的因特网业务提供商(ISP),各缓存节点之间需要专门的合作式缓存协议来支持。CDN的各个节点则属于同一个机构,它们之间天然地形成合作关系,不需要额外的协议支持。

2)服务对象不同

CDN主要存储图像、视频、音频等较大文件,而缓存技术主要存放静态的小文件。

3)存储机制不同

CDN和缓存技术采用不同的文件获取方式。CDN使用预存储来减少大文件时传输的延迟,而缓存采用被动的根据用户请求的on-demand机制。CDN的存储代价较高。

4)更新方式不同

CDN与内容提供者之间的更新既可根据预定的内容更新策略向内容提供者主动要求(执行pull),又可由内容提供者主动向CDN的存储节点发布更新内容(执行push),而缓存技术只能被动地从内容提供者那里获得内容。因此对于某个首次请求的对象,使用CDN技术用户可以直接从CDN节点获得该对象,而使用缓存技术的用户必须从源站点获得。同时缓存技术的被动更新机制使得缓存内容与原内容不一致的可能性增大,从而可能造成用户请求错误。

5)同内容提供者的关系不同

CDN和内容提供者之间存在某种契约关系,因此CDN代表内容提供者提供服务(从用户的角度来看,CDN和内容提供者是一致的);采用缓存技术的运营商与内容提供者之间不存在契约关系,会发生采用缓存技术的运营商和内容提供者抢用户的情况,造成内容提供者潜在损失。

6)功能不同

CDN包括内容复制、转向、缓存、服务质量提供/流量整形、加密套接字协议层加速、分布式代理/服务验证等功能,功能远多于缓存技术。

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