内容分发网络CDN技术及市场应用分析

一、内容分发网络的概述

随着互联网的发展, 用户在使用网络时更加关注网站的浏览器速度和效率。由于互联网用户数量的增加, 网络的访问路径过长, 这意味着网络的访问质量用户会受到严重影响, 特别是当大量数据突发导致用户与网站之间的链路过载时, 导致的外网络用户访问质量差是一个亟待解决的问题。因此需要引入对内容分发网络 (CDN) 的研究和分析, 下面简要对内容分发网络 (CDN) 进行概述。

(一) 内容分发网络

内容分发网络技术, 全名是Content delivery network, 简称CDN。它是一种全新的构建网络的方式, 它在普通的IP网发布特别的网络覆盖层, 内容分发网络代表了一种网络模式, 是一种在质量与秩序的基础上的模式。总的来说, 这是一个整体系统, 一个包括了分布式存储、网络请求的重定向、内容管理和负载均衡四个部分。其中核心内容是内容管理和全局网络流量管理[1]。

(二) 内容传递网络

一方面, 内容分发和内容传递可以说是内容分发网络的两个阶段。不同的是, 内容分发是从源头开始, 分布到网络的边界节点, 而用户得到内容并且根据需要传递内容, 就叫做内容传递。另一方面, 内容传递和内容分发也可以说是内容分发网络的两种实现方式。内容分发强调的是网络作为一种绝对的承载内容的平台, 是一种平台体现方式, 而内容传递突出的是网络的服务性和提供性。

(三) 虚拟网络

内容发展网络是一种建立在宽带网络上的虚拟网络。将最初散播出去的内容进行推动和传递, 是内容分发网络技术的核心思想。尽力缩短内容请求点和相应点的直接距离, 这样很大程度上减少了相应时间, 也提升了宽带的利用率, 中心设备和网络的工作量大大降低, 资源的调度和分配变得智能化, 资源最大限度地得到了利用, 主动推送热门热点内容, 实现自动化的更新和服务[2]。

二、内容分发网络的构建

(一) 两个思路

第一种思路是把内容分发网络看成是一个透明的承载平台, 用户通过服务器请求自己需要的信息。这种情况下, 内容的分发是由请求驱动的, 按照不同的需要获取的。这种内容分发方式可以承载大量的不同内容, 追随客户的需求。另一种思路就是将分发网络作为一个服务的平台, 而不是第一种思路的那种中间承载网络形式。这种思路下的内容分发仅仅从内容源头获取内容, 内容分发网络独立提供内容的应用服务。这种情况下不同于第一种思路中的以客户驱动为主, 而是由内容的传递为主[3]。

(二) 三个组成部分

内容分发网络的构建有三个主要的组成部分。内容管理平台、内容路由系统和Cache节电网络。内容管理平台主要负责的是整个系统的管理工作, 注入或发布内容、审核内容、分发内容等过程, 都要进行管理。内容路由系统的作用是分析客户的需求, 把需求调度到合适的平台设备上, 值得一提的是内容路由系统的主要核心是负载均衡系统。Cache节点网络是内容分发网络的业务提供点, 从而面向用户提供内容的设备。这三个部分分别构成了内容分发网络的管理平面、控制平面和数据平面。不仅如此, 从内容提供的方向看, 内容分发网络还包括媒体资源库和媒体播放器[4]。

(三) 关于负载均衡技术

上文中所提到的负载均衡技术, 就是一种把网络负载均匀地分发到不同的能完成一样任务的服务器或者网络节点上的技术, 这种技术可以缓解一部分网络节点超载而另一部分空缺的问题。网络的性能可以改善并且处理效率也能很快的提高。负载均衡包括本地负载均衡和全局负载均衡两种情况。本地负载均衡控制器的作用是在不同的边缘服务器之间实现合理的流量分配。此外, 控制器可以提高每个节点服务的可用性, 但是只能为用户提供一个可见的IP地址, 即:即使边缘服务器出现故障, 服务器也可以检测流量并将流量重新定向到其他服务器, 从而进一步提高服务器的网络可用性。当用户访问时, 系统平台根据节点状态自动为用户选择最佳服务节点, 系统与节点之间的差异存储在节点之间, 存在于节点中, 控制器可以直接或间接地改善工作状态和性能。将Edge服务器带入网络中的节点并确定用户来源, 以确保用户可以有效地分配到“逻辑”点上最近且最健康的节点。

三、内容分发网络技术的系统核心分析

内容分发网络技术实现了音频和视频内容的存储、调度、传输和广播功能。它是整个系统和技术中最全面的部分, 也是技术实施中最复杂的部分。同时, 它也是电信运营商系统构建过程中的关键点。在系统中, 应该使用分布式网络结构, 并且边缘节点应该提供服务。业务开发的早期阶段并不多, 可以在具有大型网络架构的城市的早期阶段构建三级网络架构。如果在用户形成一定大小后二级网络架构与业务开发不匹配, 则可以通过在城市网络骨干网下构建靠近用户的边缘节点来构建三级网络架构。在选择设备时, 由于高密度服务器集群具有处理能力强、容错性强、容量大、可靠性高的特点, 建议在省级中心节点和节点内使用高密度服务器集群进行内容分发。对于网络中的骨干节点, 在用户附近的第三级设备上, 建议使用廉价, 灵活且可部署的公共服务器。由于业界没有标准化的网络管理标准和组播认证标准, 并且路由器的压力越来越大, 不建议在早期使用整个网络。但是, 从长远来看, 它应该支持合作伙伴组织减少网络上的流量负载压力。整个网络的广播是该组网络发展的主要目标。在最早阶段, 优势节点可以用作在优势节点上使用的单播多播资源。该组的来源应尽可能贴近用户, 从而最大程度地降低该组的压力。目前, WMN, MPEG-2, MPEG-4等主流视频编码标准已成为国际主流。它是微软的企业标准, 并得到了微软操作系统的广泛支持。但是, 作为微软公司的企业标准, 更新的速度更快, 技术系统的稳定性相对较差, 并且存在一定的商业风险。因此, 在支持的同时, 应该承诺WMN, MPEG-2和MPEG-4应用程序为更广泛的视频标准提供更强大的支持。

四、内容分发网络技术的应用价值

(一) 缓解宽带压力

最初的时候内容分发网络主要被应用于分发wed的内容, 随着网络技术一步步的成熟, 宽带的出现和普及使得它发展迅速, 与此同时基于流媒体极其快速的发展, 在一次次的探索中人们意识到内容分发网络技术可以减少流媒体传输过程中极高的吞吐率成为主要网络宽带造成的极大压力, 而且还能够提高流媒体的服务质量和效率。所以在最近这些年, 人们越来越多的关注内容分发网络, 在国外得到了宽泛的部署, 并且流媒体的内容代替了Wed的内容变成了内容分发网络最主要承载的对象。并且在国外现在不仅是个体门户网站, 还有很多非常需要安全的政府门户网站、媒体网站、网络教学、大中型企业、电子商务网站还有政府网站都有广泛应用内容分发网络。尤其是在2004年的雅典奥运会上, 欧洲通过内容分发网络技术在网上直播了整个奥运会过程。

(二) 促进社会发展

根据目前形势来看, 信息时代已经是主流, 内容分发网络技术的应用是必不可少的也是信息社会发展的必由之路。利用内容分发网络技术, 不同网站的服务类型不需要昂贵的投资和设立分发点。通过和内容分发网络技术的结合, 信息被很快很好地传递, 传输的质量很高, 传输网络也能得到维护, 网站不需要其它繁琐的工作只需要维护内容就可以, 不需要考虑流量问题, 这样一来不仅节约了成本, 而且提高了工作效率。内容分发网络是理想的网络类型, 用户可以上网提出需求, 也可以快速方便地接受知识, 这样一来, 用户与内容信息的接触更为直接, 距离更小。并且随着因特网越来越广泛的应用和发展, 目前, 以内容分发网络技术为核心的一种技术IDC得到了全面发展。未来IDC的一个典型应用中, 数字影院较为突出。其中的原理也比较简单, 就是通过分布在全世界的IDC把影视内容直接快速分发到全世界的各个地方, 同时收取费用[5]。

五、总结

内容分发网络技术是一种非常新颖的网络构建模式, 有着极强的内容数据分发和管理能力, 在减少宽带网络压力的同时还可以满足用户的高需求, 很大程度上提高了客户满意度和媒体服务的质量。在促进信息时代发展的过程中起到很大作用。可以保障以诸多种宽带网络为基础的流媒体增值的服务, 节约成本提高工作效率。内容分发网络是一个理想型的网络, 对于宽带应用的推进也有着很大的影响。

摘要：伴随着最近几年全球网络的飞速发展, 宽带网络技术变得越来越多样化, 内容分发网络技术在国外得到了越来越广泛的应用。它的原理是利用高层次的网络智能, 高效的为客户提供所需内容。内容分发网络通过边缘设备提供服务, 服务质量大大提升, 宽带瓶颈内容得到了很好的解决。本文通过对内容分发技术的概念、构成以及应用意义进行简要概述, 希望对相关人员有所帮助。

关键词：内容分发网络,CDN技术,市场应用