CDN技術(shù)及其應(yīng)用

【摘要】CDN是近幾年發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問(wèn)量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均等問(wèn)題，提高用戶訪問(wèn)網(wǎng)站的響應(yīng)速度。本文介紹了CDN的工作原理、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及主要應(yīng)用方向。

【關(guān)鍵詞】CDN；訪問(wèn)過(guò)程；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

一、引言

隨著Internet的迅速發(fā)展，用戶數(shù)量和信息量快速增長(zhǎng)，為解決網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問(wèn)量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均等問(wèn)題，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。CDN是一個(gè)經(jīng)策略性部署的內(nèi)容快遞整體系統(tǒng)，它的內(nèi)容服務(wù)通過(guò)增加緩存服務(wù)器來(lái)完成，緩存服務(wù)器位于網(wǎng)絡(luò)的邊緣，通常距用戶僅有“一跳”之遙。即，CDN通過(guò)在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到用戶附近。使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，提高用戶訪問(wèn)網(wǎng)站的響應(yīng)速度。同時(shí)，緩存服務(wù)器是內(nèi)容提供商ICP（Internet Content Provider）源服務(wù)器（通常位于CDN服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)中心）的一個(gè)透明鏡像。這樣的架構(gòu)使得CDN服務(wù)提供商能夠代表內(nèi)容提供商向最終用戶提供盡可能好的服務(wù)。

二、CDN的工作原理

CDN以定制服務(wù)為基礎(chǔ)，即網(wǎng)站事先向CDN服務(wù)提供商要求使用其CDN服務(wù)。當(dāng)用戶訪問(wèn)使用了CDN服務(wù)的網(wǎng)站時(shí)，其解析過(guò)程不再是以傳統(tǒng)的輪詢方式來(lái)響應(yīng)本地DNS（Domain Name System）的解析請(qǐng)求，而是充分考慮用戶發(fā)起請(qǐng)求的位置和當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)情況，利用CDN系統(tǒng)的智能動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡技術(shù)，來(lái)決定把用戶的請(qǐng)求定向到離用戶最近并且負(fù)載相對(duì)較輕的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上，使得用戶的訪問(wèn)能得到更及時(shí)更可靠的響應(yīng)。同時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器利用軟件刷新確保與ICP網(wǎng)站的源服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步，使得用戶能夠隨時(shí)訪問(wèn)CDN的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器并得到與源服務(wù)器完全相同的內(nèi)容。

圖1說(shuō)明了用戶訪問(wèn)使用了CDN服務(wù)的網(wǎng)站的完整過(guò)程。

（1）用戶向?yàn)g覽器提供要訪問(wèn)的網(wǎng)站域名；

（2）瀏覽器向本地DNS（LDNS）請(qǐng)求對(duì)該域名進(jìn)行解析；

（3）本地DNS將解析請(qǐng)求發(fā)送到ICP的授權(quán)域名服務(wù)器（Authoritative DNS），授權(quán)域名服務(wù)器通知本地DNS相應(yīng)請(qǐng)求的CDN授權(quán)域名服務(wù)器為訪問(wèn)控制系統(tǒng)ACS（Access Control System）；

（4）本地DNS向ACS發(fā)出域名解析請(qǐng)求；

（5）ACS根據(jù)預(yù)設(shè)策略（通?？紤]的是就近性和服務(wù)器負(fù)載），選擇最佳CDN服務(wù)節(jié)點(diǎn)（CDNN），并將結(jié)果（IP地址）返回本地DNS；

（6）本地DNS將該CDNN的IP地址發(fā)給用戶；（7）用戶根據(jù)得到的IP地址向該節(jié)點(diǎn)發(fā)出請(qǐng)求；

（8）CDN節(jié)點(diǎn)服務(wù)器響應(yīng)用戶的請(qǐng)求提供相關(guān)內(nèi)容。如果該節(jié)點(diǎn)己經(jīng)有用戶請(qǐng)求的內(nèi)容，則直接響應(yīng)；如果沒(méi)有，則該節(jié)點(diǎn)會(huì)回到用戶請(qǐng)求的源站點(diǎn)取得結(jié)果并將結(jié)果返回給該用戶，同時(shí)將結(jié)果保存在代理服務(wù)器中，以響應(yīng)隨后的用戶請(qǐng)求。

三、CDN的應(yīng)用

CDN服務(wù)主要應(yīng)用于證券、金融保險(xiǎn)、ISP、ICP、網(wǎng)上交易、門戶網(wǎng)站、大中型公司、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等領(lǐng)域。另外在行業(yè)專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)中都可以用到，甚至可以對(duì)局域網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。利用CDN，這些網(wǎng)站無(wú)需投資昂貴的各類服務(wù)器、設(shè)立分站點(diǎn)，特別是流媒體信息的廣泛應(yīng)用、遠(yuǎn)程教學(xué)課件等消耗帶寬資源多的媒體信息，應(yīng)用CDN網(wǎng)絡(luò)，把內(nèi)容復(fù)制到網(wǎng)絡(luò)的最邊緣，使內(nèi)容請(qǐng)求點(diǎn)和交付點(diǎn)之間的距離縮至最小，從而促進(jìn)Web站點(diǎn)性能的提高，具有重要的意義。CDN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)主要有企業(yè)建設(shè)的CDN網(wǎng)絡(luò)，為企業(yè)服務(wù)；IDC的CDN網(wǎng)絡(luò)，主要服務(wù)于IDC和增值服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)上主建的CDN網(wǎng)絡(luò)，主要提供內(nèi)容推送服務(wù)；CDN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商，專門建設(shè)的CDN用于做服務(wù)，用戶通過(guò)與CDN機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，CDN負(fù)責(zé)信息傳遞工作，保證信息正常傳輸，維護(hù)傳送網(wǎng)絡(luò)，而網(wǎng)站只需要內(nèi)容維護(hù)，不再需要考慮流量問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前，CDN技術(shù)無(wú)論從技術(shù)上、業(yè)務(wù)模式上還是運(yùn)營(yíng)商都已經(jīng)成熟。CDN具有強(qiáng)大的資源動(dòng)態(tài)管理、全局負(fù)載均衡和協(xié)作式內(nèi)容分發(fā)等能力，可解決傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式的問(wèn)題，提供更好的服務(wù)規(guī)模和服務(wù)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：馮振，男，漢族，亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，助教，主要從事《通信原理》、《綜合布線技術(shù)》的教學(xué)工作，研究方向?yàn)镮P城域網(wǎng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信。