CDN技术构造介绍

cdn简介:

CDN是构建在数据网络上的一种分布式的内容分发网。CDN的作用是采用流媒体服务器集群技术,客服单机系统输出带宽及并发能力不足的缺点。可极大提升系统支持的并发流数目,减少或避免单点失效带来的不良影响。CDN利用全局负载均衡技术将用户的访问指向离用户最近的工作正常的流媒体服务器上,由流媒体服务器直接响应用户的请求。服务器中如果没有用户要访问的内容,会根据配置自动从原服务器抓取相应的内容并提供给用户。IPTV可利用CDN为用户提供VOD业务,通过CDN把视频内容分发到靠近用户端的CDN节点后,可以在一定程度上保证端到端的服务质量。

负载均衡技术:

负载均衡技术不仅仅应用于CDN中,在网络的很多领域都得到了广泛的应用,如服务器的负载均衡、网络流量的负载均衡。故,网络中的负载均衡是指将网络的流量尽可能均匀分配到几个能完成相同任务的服务器或网络节点上,由此来避免部分网络节点过载。这样既可以提高网络流量,又提高了网络的整体性能。

CDN技术构造介绍

在CDN中,负载均衡又分为服务器负载均衡和服务器整体负载均衡(有时也称服务器全局负载均衡)。服务器负载均衡是指能够在性能不同的服务器之间进行任务分配,既能保证性能差的服务器没有成为系统的瓶颈,又能保证性能好的服务器的资源得到充分利用。而服务器整体负载均衡允许web网络托管商、门户站点和企业根据地理位置分配内容和服务。通过使用多站点内容和服务来提高容错性和可用性,防止因本地网或区域网络中断、断电或自然灾害而导致的故障。在CDN的方案中,服务器整体负载均衡将发挥重要作用,其性能高低将直接影响整个CDN的性能。

复制技术:

复制技术是针对网站访问响应速度而提出的一种技术。例如,在网络上,网站访问响应速度取决于许多因素,即网路的带宽是否有瓶颈、传输途中的路由是否有阻塞和延迟、网站服务器的处理能力及访问距离等。多数情况下,网站响应速度和访问者与服务器之间的距离有密切的关系。如果访问者和网站之间的距离过远的话,它们之间的通信一样需要经过重重的路由转发和处理,网络延迟不可避免。因而一个有效的方法就是利用内容分发与复制技术,将占网站主体的大部分静态网页、图像和流媒体数据分发复制到各地的加速节点上。此外,动态内容分发与复制技术也是CDN所需的一个主要技术。

CDN技术构造介绍

缓存技术:

缓存技术已经不是一种新鲜技术。web缓存服务通过几种方式来改善用户的响应时间,如代理缓存服务、透明代理缓存服务、使用重定向服务的透明代理缓存服务等。通过web缓存服务,用户访问网页时可以将广域网的流量降至最低。然而对于公司内联网用户来说,这意味着将内容在本地缓存,而无须通过专用的广域网来检索网页。对于Internet用户来说,这意味着将内容存储在他们的ISP的缓存器中,而无须通过Internet来检索网页。这样无疑会提高用户的访问速度。CDN的核心作用就是为了提高网络的访问速度,因此,缓存技术也将是CDN所采用的又一个主要技术。

技术手段:

镜像站点(Mirror Site)服务器我们经常可以看到,它让内容直截了当地进行分布,适用于静态和准动态的数据同步。但是购买和维护新服务器的费用较高,另外还必须在各个地区设置镜像服务器,配备专业技术人员进行管理与维护。大型网站在随时更新各地服务器的同时,对带宽的需求也会显著增加,因此一般的互联网公司不会建立太多的镜像服务器。

网络架构:

CDN网络架构主要有两大部分,即中心和边缘。中心指CDN网管中心和DNS重定向解析中心,负责全局负载均衡,设备系统安装在管理中心机房,边缘主要指异地节点,CDN分发的载体,主要由Cache和负载均衡器等组成。

当用户访问加入CDN服务的网站时,域名解析请求将最终交给全局负载均衡DNS进行处理。全局均衡负载DNS通过一组预先定义好的策略,将当时最接近用户的节点地址提供给用户,使用户能够得到快速的服务。同时,它还与分布在世界各地的所有CDN节点保持通信,搜集各节点的通信状态,确保不将用户的请求分配到不可用的CDN节点上,实际上是通过DNS做全局负载均衡。

CDN技术构造介绍

对于普通的Internet用户来讲,每个CDN节点就相当于一个放置在它周围的web。通过全局负载均衡DNS的控制,用户的请求被透明地指向离他最近的节点,节点中CDN服务器会像网站的原始服务器一样,响应用户的请求。由于它离用户更近,因而响应时间必然更快。

每个CDN节点由两部分组成:负载均衡设备和高速缓存服务器

负载均衡设备负责每个节点中各个Cache的负载均衡,保证节点的工作效率;同时,负载均衡设备还负责收集节点与周围环境的信息,保持与全局负载DNS的通信,实现整个系统的负载均衡。

高速缓存服务器负责存储客户网站的大量信息,就像一个靠近用户的网站服务器一样响应本地用户的访问请求。

CDN的管理系统是整个系统能够正常运转的保证。它不仅能对系统中的各个子系统和设备进行实时监控,对各种故障产生相应的警告,还可以实时监测到系统中总的流量和各节点的流量,并保存在系统的数据库中,使网管人员能够方便地进行进一步分析。通过完善的网管系统,用户可以对系统配置进行修改。

理论上,最简单的CDN网络有一个负责全局负载均衡的DNS和各节点一台Cache,即可运行。DNS支持根据用户源IP地址解析不同的IP,实现就近访问。为了保证高可用性等,需要监视各节点的流量、健康状况等。一个节点的单台Cache承载数量不够时,才需要多台Cache,多台Cache同时工作,才需要负载均衡器,使Cache群协同工作。

本文属个人分析,如有雷同,纯属巧合。武汉易盾网络张军,希望能够帮助到有需要的朋友。

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