【文章內容簡介】 在源服務器（ origin server）。 ? CDN提供商： ? 擁有 CDN架構，為內容提供商提供快速可靠的內容遞送服務。 ? 端用戶（ client）： ? 從內容提供商的網站上訪問內容的實體。 內容分發(fā)環(huán)境 CDN的內容 ? CDN一般保存靜態(tài)內容： ? 如圖像、視頻、媒體剪輯、廣告、動態(tài)網頁中的嵌入式對象等。 ? 在 CDN的上下文中，內容泛指任何數字形式的數據資源，主要包括兩大部分： ? 經過編碼的媒體。 ? 元數據：用來標識、發(fā)現和管理媒體數據的內容描述。 CDN的客戶 ? CDN的客戶一般是媒體和因特網廣告公司、數據中心、 ISP、在線音樂零售商、移動運營商、消費電子生產商等。 ? CDN客戶希望可靠而及時地在因特網上向端用戶發(fā)布和投送內容。 ? CDN提供商根據投送給端用戶的內容（即流量）向內容提供商收費。 CDN的體系結構 ? 基礎結構：提供基礎設施資源，由通過高速網絡連接的分布式計算資源和網絡基礎設施組成。 ? 通信和連接：提供核心的互連網協(xié)議、 CDN特定的協(xié)議、認證協(xié)議、安全通信協(xié)議 SSL。 ? CDN： CDN核心功能。 ? 端用戶： web用戶，在 web瀏覽器上給出內容提供商網站的 URL連接到 CDN。 CDN提供的服務和功能 ? 內容存儲和管理 ? 在代理服務器間分發(fā)內容 ? 緩存管理 ? 靜態(tài)、動態(tài)和流內容投送 ? 備份和災難恢復解決方案 ? 監(jiān)視、測量和報告性能 內容簡介 ? 從以下三個方面介紹 CDN： ? CDN組成 ? 內容分發(fā)和管理 ? 請求路求 ? 參考文獻： A Taxonomy and Survey of Content Delivery Networks. CDN的組成 ? CDN的任務是結合網絡條件和緩存服務器負載等動態(tài)信息，在多個反向代理（ surrogate）之間重定向請求和平衡負載。 ? 在一個 CDN中，通常使用一組反向代理來建立內容分發(fā)設施，使用一些機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)議進行通信。 Surrogate 和 Proxy ? Proxy用于代理內部網絡對因特網的連接請求?？蛻魴C將本來要直接發(fā)送到外部服務器上的服務請求發(fā)送到代理服務器，由代理服務器中繼服務請求。 ? Surrogate用于代理外部網絡上的主機訪問內部網絡，此時 Surrogate對外表現為一個 web服務器。 ? 反向代理可以增強 web服務器的安全性，和作為后端服務器集群的負載均衡器。 ? 反向代理方式和普通代理方式沒有沖突，可以在防火墻設備中同時使用。 CDN的結構特性 CDN的組織方式 ? 網絡方法： ? 在路由器和交換機等網絡組件上安裝相關軟件，將內容請求重定向到本地緩存或特定的內容服務器。 ? 覆蓋方法： ? 使用放置于網絡中多個地方的應用特定服務器（反向代理，高速緩存服務器）處理特殊內容（ web內容、流媒體等）的分發(fā)。 ? 除了提供基本的網絡連接和 QoS保證外，核心網絡組件在內容分發(fā)過程中不發(fā)揮積極作用。 CDN服務器 ? 源服務器（ origin server）： ? 存放資源的權威版本，由內容提供商更新。 ? 復制服務器（ replica server）： ? 存放資源的拷貝，并被授權響應用戶的請求 。 ? 通過源服務器進行內容更新。 CDN的復制服務器 ? CDN的復制服務器可以作為媒體服務器、web服務器或高速緩存服務器： ? 媒體服務器（ media server）：提供數字編碼的內容，安裝有媒體服務器軟件，用音頻或視頻素材響應用戶的請求。 ? Web服務器：包含到流媒體的鏈接，以及 CDN希望提供的其它基于 web的內容。 ? 高速緩存服務器（ cache server）：在網絡邊緣復制內容，以減少對源服務器的訪問。 流媒體應用的實現 ? 音 /視頻文件存儲在媒體服務器上，元文件存儲在 Web服務器上。 ? 媒體播放器和媒體服務器之間通過RTP/UDP傳輸音 /視頻流，使用 RTSP進行交互性操作。 CDN組件之間的關系 ? CDN的各個組件通過相互協(xié)作來實現 CDN內部的內容復制和高速緩存： ? 復制：在不同的計算機系統(tǒng)上創(chuàng)建和維護內容拷貝，典型地是將內容從源服務器 “ 推送 ” 到復制服務器。（ Push） ? 緩存（ caching）：將可緩存的響應保存在本地，以便將來響應相同的請求。 （ Pull） 用戶 反向代理 源服務器 ? 內容投遞的基本關系是在用戶、反向代理服務器和源服務器之間： ? 用戶一般同反向代理服務器通信。 ? 反向代理服務器用本地緩存的內容響應用戶請求，或作為源服務器的網關。 用戶 網元 高速緩存代理（ caching proxy） ? 在網絡方法中，網元（路由器、交換機）上的控制邏輯將用戶請求轉發(fā)到相應的高速緩存代理（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： ? Proxy array：緊耦合結構，有一個權威代理作為主代理，與其它代理通信。 ? Proxy mesh：松耦合結構，每個代理都和其它代理有聯(lián)系，構成代理網。 Proxy mesh需要一個高速緩存服務器作為網關，轉發(fā)來自用戶本地緩存代理的請求。 代理陣列 和 代理網 協(xié)議 ? CDN中的通信協(xié)議分為兩類： ? 網元交互協(xié)議：用于將用戶請求重定向到一個合適的服務器，涉及路由器、內容交換機 /負載均衡器、服務器等實體。 ? 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容在哪個高速緩存中。 網元 服務器（ NECP） ? 運行在服務器（源服務器、攔截代理）與其前端設備（內容交換機、負責均衡路由器）之間的控制協(xié)議： ? 服務器啟動時，與網元的熟知端口建立 TCP連接，在 TCP連接上進行雙向消息交換。 ? 網元通過消息交換了解服務器的能力、可用性、可以獲得哪些內容等，作為重定向用戶請求的依據。 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組，指定一個代理（ IP地址最?。┳鳛槭最I，負責在代理群之間分配負載，并將負載分配方法在組內傳播。 ? 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容。 防火墻安全會話轉換協(xié)議 SOCKS ? SOCKS是為客戶 服務器應用安全通過防火墻而提供的一個通用框架。 ? 當內網用戶想訪問外網服務器時，首先與 SOCKS代理服務器建立連接，進行認證。若認證通過， SOCKS代理服務器與外網服務器建立連接，并中繼用戶請求；否則終止與用戶的連接。 ? SOCKS代理服務器只是簡單地傳遞包，而不關心是何種應用協(xié)議，因此 SOCKS是一種通用的服務，在概念上位于應用層和傳輸層之間。 Inter Cache Protocol（ ICP） ? Cache被組織成層次結構： ? 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器請求。 ? ICP基于查詢 /應答實現，通信開銷大，延遲大。 Cache Digest ? 每個節(jié)點保存其它節(jié)點中所緩存的內容的摘要： ? 本地緩存收到用戶請求后，檢查本地緩存的內容和其它節(jié)點的緩存內容摘要； ? 若本地緩存有內容，直接響應用戶的請求； ? 若有緩存內容摘要，向相應的緩存節(jié)點請求； ? 若沒有緩存內容摘要，向源服務器請求內容。 ? 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、一個查找函數和用戶請求的 URL，就能確定最合適的 cache服務器。 ? 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器的名字、 IP地址和負載因子（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（ JavaScript函數）。 CARP（續(xù)） ? 查找函數實現 CARP算法： ? 使用指定的哈希函數計算 URL的散列值及每個成員名字的散列值，兩個值結合得到每個成員對該 URL的一個分值。 ? 將該分值與成員的負載因子結合，得到每個成員對該 URL的總分。 ? 總分最高的 cache服務器選中。 ? 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。 內容 /服務類型 ? CDN提供的內容 /服務有三類：靜態(tài)內容，流媒體，各種內容服務。 ? 靜態(tài)內容： ? 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)內容的投遞。 流媒體 ? 流媒體包括： ? 現場音 /視頻：內容從編碼器立即送到媒體服務器，然后送給媒體用戶。 ? 點播音 /視頻：內容預先被編碼，作為流媒體文件保存在媒體服務器中，用戶請求時投送。 ? 流媒體服務需要專門的流式服務器，使用特定軟件實現流媒體在 IP網絡中的傳輸。 ? 投送流媒體內容對于 CDN是一個挑戰(zhàn)。 內容服務 ? 將 CDN作為服務分發(fā)渠