CDN及內容管理技術的研究

劉洋 劉博

摘 要：隨著互聯網業(yè)務的快速發(fā)展，用戶對網絡帶寬和網絡響應速度的需求也隨之提高。CDN技術通過部署網絡邊緣服務節(jié)點，將熱點內容存儲在網絡邊緣，讓用戶“就近取材”。內容管理平臺作為緩存內容的統(tǒng)一展現和分析平臺，實現對互聯網內容資源的總體分布、內容質量的全面管控。本文針對CDN技術進行研究，并為內容管理系統(tǒng)的建設提供了思路和方法。

關鍵詞：CDN；流量；內容管理

1 引言

隨著互聯網業(yè)務的快速發(fā)展，尤其是以互聯網視頻為代表的大流量業(yè)務的迅速增長，網絡信息流量呈指數形式增長，網絡阻塞等現象時有發(fā)生，影響了終端用戶的上網體驗。為緩解流量對網絡的沖擊、降低網絡傳送壓力，運營商與各第三方服務商積極探索成本開支低且能有效提升服務能力的新方法和新技術，CDN技術應運而生。采用以存儲換帶寬的方式，使流量本地化，在加快用戶訪問、獲取資源的同時降低網絡帶寬擴容成本。

據工業(yè)和信息化部電信研究院統(tǒng)計，2013 年中國專業(yè)CDN市場規(guī)模超過了20 億元，同比2012年增長了50%；我國Alexa排名前100家網站采用CDN的比例約為91%，前546 家網站采用CDN的比例約為72.5%。CDN 在優(yōu)化網絡架構與流量、改善用戶體驗等方面起到了重要作用，對于我國互聯網的繁榮發(fā)展作出了重要貢獻[1]。

2 CDN技術原理及分析

2.1 CDN技術原理

CDN（Content Delivery Network）內容分發(fā)網絡，將源服務器中的內容分發(fā)至分布式部署的服務節(jié)點中，通過應用流量調度技術，可按照指定的策略將用戶請求自動指向到全局最優(yōu)的服務節(jié)點，由該節(jié)點就近為用戶提供服務。

CDN系統(tǒng)包括訪問控制模塊、全局調度分發(fā)模塊以及緩存模塊。訪問控制模塊負責日常業(yè)務層面的設備管理和功能管理等；全局調度分發(fā)模塊負責全局用戶調度和內容主動分發(fā)的工作，采用負載均衡技術平均分配流量到各邊緣節(jié)點，即將用戶請求重定向到離用戶最近的邊緣節(jié)點上，讓用戶“就近取材”，從而減少了回源的訪問量，緩解了源站的壓力，也提高了網站的響應速度；緩存模塊通過部署緩存服務器負責緩存熱點內容，提供實際的流數據服務。

2.2 CDN訪問流程

與傳統(tǒng)訪問方式不同，CDN網絡則是在用戶和服務器之間增加Cache層，將用戶的訪問請求引導到Cache節(jié)點而不是服務器源站點，要實現這一目的，主要是通過接管DNS實現，下圖為使用CDN緩存后的網站訪問過程。

（1）用戶在瀏覽器中輸入要訪問的域名；

（2）瀏覽器向域名解析服務器發(fā)出解析請求，由于CDN對域名解析過程進行了調整，所以用戶端一般得到的是該域名對應的CNAME記錄，此時瀏覽器需要再次對獲得的CNAME域名進行解析才能得到緩存服務器實際的IP地址；

（3）再次解析后瀏覽器得到該域名CDN緩存服務器的實際IP地址，向緩存服務器發(fā)出訪問請求；

（4）緩存服務器根據瀏覽器提供的域名，通過Cache內部專用DNS解析得到此域名源服務器的真實IP地址，再由緩存服務器向此真實IP地址提交訪問請求；

（5）緩存服務器從真實IP地址得到內容后，一方面在本地進行保存，以備以后使用，同時把得到的數據發(fā)送到客戶端瀏覽器，完成訪問的響應過程；

（6）用戶端得到由緩存服務器傳回的數據后顯示出來，至此完成整個域名訪問過程[2]。

3 內容管理技術研究

隨著運營商與各第三方服務商對內容源的不斷引入，網絡中75%～80%的流量被引導至緩存系統(tǒng)中。但系統(tǒng)仍然存在大量的重復出網流量，網絡中內容節(jié)點數量眾多、機制各異，需要通過全局的協(xié)同機制，實現對內容資源的最優(yōu)調度和管理。

通過在現有的CDN、CACHE、IDC系統(tǒng)上構建一套內容管理平臺，實現互聯網內容的分發(fā)、調度、優(yōu)化、加速管理。內容管理平臺結構如圖1所示。