全面解析IPTV中CDN技術

CDN的核心思想是將內容從中心推倒靠近用戶的邊緣。使用戶可以就近取得所需的內容，這樣不但有效提高了用戶訪問內容的性能，而且有效減輕了中心設備和骨干網絡的壓力。通過CDN，可以將內容分發從原來的單一中心結構變為分布式的結構，提高用戶訪問網站的響應速度。因而，CDN可以提高網絡中信息流動的效率，從技術上全面解決由于網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分布不均等問題，提高用戶訪問的響應速度。

雖然CDN不是一個新概念，它的發展也已經有很多年的歷史，但是CDN并沒有統一的協議標準，各廠家的CDN解決方案在實現上各不相同，但在一個CDN網絡中主要包含的功能實體都相同，包括內容緩存設備、內容交換機、內容路由器、CDN內容管理等。

內容緩存設備是CDN的業務提供點，是面向最終用戶的內容提供設備，可緩存靜態的Web內容和流媒體內容，實現內容的邊緣傳播和存儲，以便最終用戶的就近訪問，因此一般部署于集中的用戶接入點，完成內容邊緣存儲的設備通常都采用Cache技術來實現。對于在Cache節點中的存儲，是Cache設計的一個關鍵問題，需要考慮的因素包括功能和性能兩個方面：功能上包括對各種內容格式的支持，對部分緩存的支持，在性能上包括支持的容量、多文件吞吐率、可靠性、穩定性。

內容交換機處于用戶接入集中點和POP點，可對內容進行緩存負載平衡及訪問控制。在很多設備情況下和內容緩存集中在一個設備上。內容交換機可以均衡單點多個內容緩存設備的負載，它基于最終用戶會話和特定的內容請求提供內容服務。內容交換機是CDN的可選部件之一，對于較大型的用戶接入點，內容交換機可以提高站點的可用性。

內容路由器負責將用戶的請求調度到適當的設備上，內容路由通常通過負載均衡系統來實現，負載均衡系統是實現CDN的內容路由功能。它的作用是動態均衡各個內容緩存站點的負荷分配，為用戶的請求選擇最佳的訪問站點，同時提高網站的可用性。內容路由根據網絡拓撲結構、網絡延時、服務器負荷與規則等策略設定，指定最優站點向特定的內容請求提供服務。內容路由器可根據多種因素制定路由，包括站點與用戶的臨近度、內容的可用性、網絡負載、設備狀況等。負載均衡系統是整個CDN的核心。負載均衡的準確性和效率直接決定了整個CDN的效率和性能。

內容管理系統主要負責整個CDN系統的管理，是CDN的可選部件，它的作用是進行內容管理，如內容的注入和發布、內容的分發、內容的審核、內容的服務等，并能夠讓網絡內容分布和傳輸服務的用戶或者服務供應商可以根據需要監視、管理或者控制網絡內容的分布、設備狀態等。

6、CDN的技術實現

目前，關于CDN業務的產品和設備各廠商都不相同。解決方案也有很大的差別，各個廠家的產品并不兼容。下面介紹幾家有代表性的公司對于CDN業務的技術實現。

6.1 Inktomi公司的CDN技術實現

Inktomi公司的CDN系統是一套在分布式Web環境下提供Web內容的分發和同步的軟件。它由主要由內容分發器、內容管理器以及它們的代理所組成。

(1)內容分發器通過可靠的和安全的手段，將Web內容的分發到多個Web服務器以及緩存服務器，并保證其內容的同步。

(2)內容管理器則采集各Web服務器和緩存服務器的狀態，提供集中的管理功能。對于內容分發器和內容管理器之間的通訊，由系統的控制器來完成。

6.2 Cisco公司的CDN技術實現

Cisco公司的CDN系統由五種技術構成：內容分布及管理、內容路由選擇、內容邊沿傳播、內容交換和智能網絡服務。

(1)內容分布和管理技術可以實現自動分布內容，同時提供實時監控。內容分發管理器(CDM4670)能夠實現對整個CDN網絡的高效與集中控制，它與內容引擎和內容路由器協同工作。內容路由選擇技術確保內容的可用性，并提供全球負載能力;內容交換技術可以根據內容可用性、應用可用性及服務器負載，在POP(演示點)或分布式數據中心的提交節點處，智能地實現信息量負載平衡;

(2)內容路由器(CR 4450)可根據多種因素制定路由，包括站點與用戶的鄰近度、內容可用性、網絡負載、設備狀況等。定位最適合的站點響應內容請求;

(3)內容交換提供突發訪問保護、基于URL的服務器負載均衡、動態內容復制以及動態的內容重定向等功能。采用CiscoWebNS軟件提供內容路由服務，通過將用戶與內容劃入不同區域的方法，保證內容請求選擇最佳的站點與服務器：

(4)內容邊沿傳播技術能夠確保網絡向最終用戶提交內容，加速內容傳播，減輕WAN和源內容服務器的負擔內容引擎是內容邊緣傳播設備。內容引擎是內容邊緣傳播設備。內容可以由內容引擎根據特別指示將內容從源內容服務器中提取，通過透明緩存定制經常被訪問的內容;

(5)智能網絡服務技術能夠提供包括各種IP基礎設施中的多項智能服務，如安全性、QoS、VPN和組播等。

6.3 F5公司的CDN技術實現

F5公司的CDN解決方案是關于內容發送網絡服務并建立在緩存的基礎上，它的基礎架構包括：內容復制、高可靠性和負載平衡、緩存、對Web和緩存服務器的全面支持、網絡管理。

(1)全球站點控制器負責在CDN內管理內容復制，將前置和復制內容到適當的緩存和Web服務器。自動地分布和同步到網絡內的全部站點。

(2)BIG-IP控制器和3-DNS控制器用于提供本地的和區域的高可靠性和智能負載平衡。BIG-IP把用戶流量引向性能最好的網絡服務和緩存服務器。為管理應用(Cookie交換、URL交換、穩定復用方法、內容和應用的探查和校驗等)提供豐富的特征。通過放到不同的緩存陣列中以區分個別對象(而不是域或URL)來保證效率最高。當內容被更新時。管理服務器與全球站點間的通信。提供附加的安全特征(缺省網關、NAT、SNAT、包過濾、端口映射)。3-DNS解決用戶需求和指導他們到全球最好的站點，通過網絡和站點管理提供智能的全球負載平衡和高可靠性，為冗余的站點的起點/邊界點提供災難恢復，為監視、報導和收費發送統計，使用基于性能的用戶重定向。