【文章內(nèi)容簡介】 在源服務(wù)器（ origin server）。 ? CDN提供商： ? 擁有 CDN架構(gòu)，為內(nèi)容提供商提供快速可靠的內(nèi)容遞送服務(wù)。 ? 端用戶（ client）： ? 從內(nèi)容提供商的網(wǎng)站上訪問內(nèi)容的實體。 內(nèi)容分發(fā)環(huán)境 CDN的內(nèi)容 ? CDN一般保存靜態(tài)內(nèi)容： ? 如圖像、視頻、媒體剪輯、廣告、動態(tài)網(wǎng)頁中的嵌入式對象等。 ? 在 CDN的上下文中，內(nèi)容泛指任何數(shù)字形式的數(shù)據(jù)資源，主要包括兩大部分： ? 經(jīng)過編碼的媒體。 ? 元數(shù)據(jù)：用來標(biāo)識、發(fā)現(xiàn)和管理媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容描述。 CDN的客戶 ? CDN的客戶一般是媒體和因特網(wǎng)廣告公司、數(shù)據(jù)中心、 ISP、在線音樂零售商、移動運營商、消費電子生產(chǎn)商等。 ? CDN客戶希望可靠而及時地在因特網(wǎng)上向端用戶發(fā)布和投送內(nèi)容。 ? CDN提供商根據(jù)投送給端用戶的內(nèi)容（即流量）向內(nèi)容提供商收費。 CDN的體系結(jié)構(gòu) ? 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)：提供基礎(chǔ)設(shè)施資源，由通過高速網(wǎng)絡(luò)連接的分布式計算資源和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施組成。 ? 通信和連接：提供核心的互連網(wǎng)協(xié)議、 CDN特定的協(xié)議、認(rèn)證協(xié)議、安全通信協(xié)議 SSL。 ? CDN： CDN核心功能。 ? 端用戶： web用戶，在 web瀏覽器上給出內(nèi)容提供商網(wǎng)站的 URL連接到 CDN。 CDN提供的服務(wù)和功能 ? 內(nèi)容存儲和管理 ? 在代理服務(wù)器間分發(fā)內(nèi)容 ? 緩存管理 ? 靜態(tài)、動態(tài)和流內(nèi)容投送 ? 備份和災(zāi)難恢復(fù)解決方案 ? 監(jiān)視、測量和報告性能 內(nèi)容簡介 ? 從以下三個方面介紹 CDN： ? CDN組成 ? 內(nèi)容分發(fā)和管理 ? 請求路求 ? 參考文獻(xiàn)： A Taxonomy and Survey of Content Delivery Networks. CDN的組成 ? CDN的任務(wù)是結(jié)合網(wǎng)絡(luò)條件和緩存服務(wù)器負(fù)載等動態(tài)信息，在多個反向代理（ surrogate）之間重定向請求和平衡負(fù)載。 ? 在一個 CDN中，通常使用一組反向代理來建立內(nèi)容分發(fā)設(shè)施，使用一些機(jī)制將用戶請求重定向到一個反向代理，各單元之間使用特定的協(xié)議進(jìn)行通信。 Surrogate 和 Proxy ? Proxy用于代理內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對因特網(wǎng)的連接請求。客戶機(jī)將本來要直接發(fā)送到外部服務(wù)器上的服務(wù)請求發(fā)送到代理服務(wù)器，由代理服務(wù)器中繼服務(wù)請求。 ? Surrogate用于代理外部網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，此時 Surrogate對外表現(xiàn)為一個 web服務(wù)器。 ? 反向代理可以增強 web服務(wù)器的安全性，和作為后端服務(wù)器集群的負(fù)載均衡器。 ? 反向代理方式和普通代理方式?jīng)]有沖突，可以在防火墻設(shè)備中同時使用。 CDN的結(jié)構(gòu)特性 CDN的組織方式 ? 網(wǎng)絡(luò)方法： ? 在路由器和交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)組件上安裝相關(guān)軟件，將內(nèi)容請求重定向到本地緩存或特定的內(nèi)容服務(wù)器。 ? 覆蓋方法： ? 使用放置于網(wǎng)絡(luò)中多個地方的應(yīng)用特定服務(wù)器（反向代理，高速緩存服務(wù)器）處理特殊內(nèi)容（ web內(nèi)容、流媒體等）的分發(fā)。 ? 除了提供基本的網(wǎng)絡(luò)連接和 QoS保證外，核心網(wǎng)絡(luò)組件在內(nèi)容分發(fā)過程中不發(fā)揮積極作用。 CDN服務(wù)器 ? 源服務(wù)器（ origin server）： ? 存放資源的權(quán)威版本，由內(nèi)容提供商更新。 ? 復(fù)制服務(wù)器（ replica server）： ? 存放資源的拷貝，并被授權(quán)響應(yīng)用戶的請求 。 ? 通過源服務(wù)器進(jìn)行內(nèi)容更新。 CDN的復(fù)制服務(wù)器 ? CDN的復(fù)制服務(wù)器可以作為媒體服務(wù)器、web服務(wù)器或高速緩存服務(wù)器： ? 媒體服務(wù)器（ media server）：提供數(shù)字編碼的內(nèi)容，安裝有媒體服務(wù)器軟件，用音頻或視頻素材響應(yīng)用戶的請求。 ? Web服務(wù)器：包含到流媒體的鏈接，以及 CDN希望提供的其它基于 web的內(nèi)容。 ? 高速緩存服務(wù)器（ cache server）：在網(wǎng)絡(luò)邊緣復(fù)制內(nèi)容，以減少對源服務(wù)器的訪問。 流媒體應(yīng)用的實現(xiàn) ? 音 /視頻文件存儲在媒體服務(wù)器上，元文件存儲在 Web服務(wù)器上。 ? 媒體播放器和媒體服務(wù)器之間通過RTP/UDP傳輸音 /視頻流，使用 RTSP進(jìn)行交互性操作。 CDN組件之間的關(guān)系 ? CDN的各個組件通過相互協(xié)作來實現(xiàn) CDN內(nèi)部的內(nèi)容復(fù)制和高速緩存： ? 復(fù)制：在不同的計算機(jī)系統(tǒng)上創(chuàng)建和維護(hù)內(nèi)容拷貝，典型地是將內(nèi)容從源服務(wù)器 “ 推送 ” 到復(fù)制服務(wù)器。（ Push） ? 緩存（ caching）：將可緩存的響應(yīng)保存在本地，以便將來響應(yīng)相同的請求。 （ Pull） 用戶 反向代理 源服務(wù)器 ? 內(nèi)容投遞的基本關(guān)系是在用戶、反向代理服務(wù)器和源服務(wù)器之間： ? 用戶一般同反向代理服務(wù)器通信。 ? 反向代理服務(wù)器用本地緩存的內(nèi)容響應(yīng)用戶請求，或作為源服務(wù)器的網(wǎng)關(guān)。 用戶 網(wǎng)元 高速緩存代理（ caching proxy） ? 在網(wǎng)絡(luò)方法中，網(wǎng)元（路由器、交換機(jī)）上的控制邏輯將用戶請求轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的高速緩存代理（代理陣列）。 高速緩存代理 高速緩存代理 ? 根據(jù)高速緩存代理之間的通信方式，高速緩存代理可以組織成代理陣列或代理網(wǎng)： ? Proxy array：緊耦合結(jié)構(gòu)，有一個權(quán)威代理作為主代理，與其它代理通信。 ? Proxy mesh：松耦合結(jié)構(gòu)，每個代理都和其它代理有聯(lián)系，構(gòu)成代理網(wǎng)。 Proxy mesh需要一個高速緩存服務(wù)器作為網(wǎng)關(guān)，轉(zhuǎn)發(fā)來自用戶本地緩存代理的請求。 代理陣列 和 代理網(wǎng) 協(xié)議 ? CDN中的通信協(xié)議分為兩類： ? 網(wǎng)元交互協(xié)議：用于將用戶請求重定向到一個合適的服務(wù)器，涉及路由器、內(nèi)容交換機(jī) /負(fù)載均衡器、服務(wù)器等實體。 ? 高速緩存交互協(xié)議：用于在分布式高速緩存中確定所請求的內(nèi)容在哪個高速緩存中。 網(wǎng)元 服務(wù)器（ NECP） ? 運行在服務(wù)器（源服務(wù)器、攔截代理）與其前端設(shè)備（內(nèi)容交換機(jī)、負(fù)責(zé)均衡路由器）之間的控制協(xié)議： ? 服務(wù)器啟動時，與網(wǎng)元的熟知端口建立 TCP連接，在 TCP連接上進(jìn)行雙向消息交換。 ? 網(wǎng)元通過消息交換了解服務(wù)器的能力、可用性、可以獲得哪些內(nèi)容等，作為重定向用戶請求的依據(jù)。 重定向路由器 攔截代理（ WCCP） ? 運行在重定向路由器和攔截代理之間，建立和維護(hù)用戶請求的透明重定向： ? 若干攔截代理和若干重定向路由器組成一個服務(wù)組，指定一個代理（ IP地址最小）作為首領(lǐng)，負(fù)責(zé)在代理群之間分配負(fù)載，并將負(fù)載分配方法在組內(nèi)傳播。 ? 通過該協(xié)議，路由器知道如何重定向用戶請求；攔截代理知道如何管理高速緩存中的內(nèi)容。 防火墻安全會話轉(zhuǎn)換協(xié)議 SOCKS ? SOCKS是為客戶 服務(wù)器應(yīng)用安全通過防火墻而提供的一個通用框架。 ? 當(dāng)內(nèi)網(wǎng)用戶想訪問外網(wǎng)服務(wù)器時，首先與 SOCKS代理服務(wù)器建立連接，進(jìn)行認(rèn)證。若認(rèn)證通過， SOCKS代理服務(wù)器與外網(wǎng)服務(wù)器建立連接，并中繼用戶請求；否則終止與用戶的連接。 ? SOCKS代理服務(wù)器只是簡單地傳遞包，而不關(guān)心是何種應(yīng)用協(xié)議，因此 SOCKS是一種通用的服務(wù)，在概念上位于應(yīng)用層和傳輸層之間。 Inter Cache Protocol（ ICP） ? Cache被組織成層次結(jié)構(gòu)： ? 用戶請求發(fā)送到本地緩存。 ? 若本地緩存沒有，本地緩存向同伴緩存廣播請求。 ? 若同伴均回復(fù)沒有或超時，本地緩存向父緩存請求。 ? 若父緩存沒有，父緩存或本地緩存向源服務(wù)器請求。 ? ICP基于查詢 /應(yīng)答實現(xiàn)，通信開銷大，延遲大。 Cache Digest ? 每個節(jié)點保存其它節(jié)點中所緩存的內(nèi)容的摘要： ? 本地緩存收到用戶請求后，檢查本地緩存的內(nèi)容和其它節(jié)點的緩存內(nèi)容摘要； ? 若本地緩存有內(nèi)容，直接響應(yīng)用戶的請求； ? 若有緩存內(nèi)容摘要，向相應(yīng)的緩存節(jié)點請求； ? 若沒有緩存內(nèi)容摘要，向源服務(wù)器請求內(nèi)容。 ? 優(yōu)點：不需要發(fā)送查詢消息到其它緩存節(jié)點。 ? 缺點：存儲摘要的代價很高，節(jié)點之間需要更新摘要。 Cache array routing protocol（ CARP） ? 瀏覽器利用 cache陣列成員表、一個查找函數(shù)和用戶請求的 URL，就能確定最合適的 cache服務(wù)器。 ? Cache陣列成員表定義在一個可公開獲取的文本文件中，文件中列出了每臺代理服務(wù)器的名字、 IP地址和負(fù)載因子（管理員指定）。 ? 瀏覽器需要下載 Cache陣列成員表和一個查找函數(shù)（ JavaScript函數(shù)）。 CARP（續(xù)） ? 查找函數(shù)實現(xiàn) CARP算法： ? 使用指定的哈希函數(shù)計算 URL的散列值及每個成員名字的散列值，兩個值結(jié)合得到每個成員對該 URL的一個分值。 ? 將該分值與成員的負(fù)載因子結(jié)合，得到每個成員對該 URL的總分。 ? 總分最高的 cache服務(wù)器選中。 ? 優(yōu)點： ? 沒有緩存冗余，緩存命中率高。 ? 緩存節(jié)點間不需要通信，沒有查詢和更新開銷。 內(nèi)容 /服務(wù)類型 ? CDN提供的內(nèi)容 /服務(wù)有三類：靜態(tài)內(nèi)容，流媒體，各種內(nèi)容服務(wù)。 ? 靜態(tài)內(nèi)容： ? HTML頁、圖片、文檔、軟件補丁、音 /視頻文件等。 ? 更新頻率很低，易于緩存。 ? 所有 CDN提供商都支持靜態(tài)內(nèi)容的投遞。 流媒體 ? 流媒體包括： ? 現(xiàn)場音 /視頻：內(nèi)容從編碼器立即送到媒體服務(wù)器，然后送給媒體用戶。 ? 點播音 /視頻：內(nèi)容預(yù)先被編碼，作為流媒體文件保存在媒體服務(wù)器中，用戶請求時投送。 ? 流媒體服務(wù)需要專門的流式服務(wù)器，使用特定軟件實現(xiàn)流媒體在 IP網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。 ? 投送流媒體內(nèi)容對于 CDN是一個挑戰(zhàn)。 內(nèi)容服務(wù) ? 將 CDN作為服務(wù)分發(fā)渠