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CDN技術介紹

CDN的全稱是Content Delivery Network,即内容分發網絡。其基本思路是盡可能避開網際網路上有可能影響資料傳輸速度和穩定性的瓶頸和環節,使内容傳輸的更快、更穩定。通過在網絡各處放置所構成的在現有的網際網路基礎之上的一層智能,CDN系統能夠實時地根據和各節點的連接配接、負載狀況以及到使用者的距離和響應時間等綜合資訊将使用者的請求重新導向離使用者最近的服務節點上。其目的是使使用者可就近取得所需内容,解決 Internet的狀況,提高使用者通路網站的響應速度。

在描述CDN的實作原理,讓我們先看傳統的未加緩存服務的通路過程,以便了解CDN緩存通路方式與未加緩存通路方式的差别:

由上可見,使用者通路未使用CDN緩存網站的過程為:

1)、使用者向提供要通路的域名;

2)、浏覽器調用函數庫對域名進行解析,以得到此域名對應的IP位址;

3)、浏覽器使用所得到的IP位址,向域名的服務主機發出資料通路請求;

4)、浏覽器根據域名主機傳回的資料顯示網頁的内容。

通過以上四個步驟,浏覽器完成從使用者處接收使用者要通路的域名到從域名服務主機處擷取資料的整個過程。

CDN網絡是在使用者和伺服器之間增加Cache層,如何将使用者的請求引導到Cache上獲得源伺服器的資料,主要是通過接管DNS實作。

下面讓我們看看通路使用CDN緩存後的網站的過程:

通過上圖,我們可以了解到,使用了CDN緩存後的網站的通路過程變為:

1)、使用者向浏覽器提供要通路的域名;

2)、浏覽器調用域名解析庫對域名進行解析,由于CDN對域名解析過程進行了調整,是以解析函數庫一般得到的是該域名對應的CNAME記錄,為了得到實際IP位址,浏覽器需要再次對獲得的CNAME域名進行解析以得到實際的IP位址;在此過程中,使用的全局負載均衡DNS解析,如根據地理位置資訊解析對應的IP位址,使得使用者能就近通路。

3)、此次解析得到CDN緩存伺服器的IP位址,浏覽器在得到實際的IP位址以後,向緩存伺服器發出通路請求;

4)、緩存伺服器根據浏覽器提供的要通路的域名,通過Cache内部專用DNS解析得到此域名的實際IP位址,再由緩存伺服器向此實際IP位址送出通路請求;

5)、緩存伺服器從實際IP位址得得到内容以後,一方面在本地進行儲存,以備以後使用,另一方面把擷取的資料傳回給用戶端,完成資料服務過程;

6)、用戶端得到由緩存伺服器傳回的資料以後顯示出來并完成整個浏覽的資料請求過程。

通過以上的分析我們可以得到,為了實作既要對普通使用者透明(即加入緩存以後使用者用戶端無需進行任何設定,直接使用被加速網站原有的域名即可通路,又要在為指定的網站提供加速服務的同時降低對ICP的影響,隻要修改整個通路過程中的域名解析部分,以實作透明的加速服務。

下面是CDN網絡實作的具體操作過程:

1)、作為ICP,隻需要把域名解釋權交給CDN營運商,其他方面不需要進行任何的修改;操作時,ICP修改自己域名的解析記錄,一般用cname方式指向CDN網絡Cache伺服器的位址。

2)、作為CDN營運商,首先需要為ICP的域名提供公開的解析,為了實作sortlist,一般是把ICP的域名解釋結果指向一個CNAME記錄;

3)、當需要進行sortlist時,CDN營運商可以利用DNS對CNAME指向的域名解析過程進行特殊處理,使DNS伺服器在接收到用戶端請求時可以根據用戶端的IP位址,傳回相同域名的不同IP位址;

4)、由于從cname獲得的IP位址,并且帶有hostname資訊,請求到達Cache之後,Cache必須知道源伺服器的IP位址,是以在CDN營運商内部維護一個内部DNS伺服器,用于解釋使用者所通路的域名的真實IP位址;

5)、在維護内部DNS伺服器時,還需要維護一台授權伺服器,控制哪些域名可以進行緩存,而哪些又不進行緩存,以免發生開放代理的情況。

1)、本地Cache加速:提高了企業站點(尤其含有大量圖檔和站點)的通路速度,并大大提高以上性質站點的穩定性;

2)、服務:消除了不同營運商之間互聯的瓶頸造成的影響,實作了跨營運商的網絡加速,保證不同網絡中的使用者都能得到良好的通路品質;

3)、遠端加速:使用者根據DNS技術智能自動選擇Cache,選擇最快的Cache伺服器,加快遠端通路的速度;

4)、帶寬優化:自動生成的遠端Mirror()cache伺服器,通路時從cache伺服器上讀取資料,減少的帶寬、分擔網絡流量、減輕原站點負載等功能;

5)、叢集抗攻擊:廣泛分布的CDN節點加上節點之間的智能機制,可以有效地預防黑客入侵以及降低各種DDOS攻擊對網站的影響,同時保證較好的服務品質;

(CDN)是一種新型網絡建構方式,它是為能在傳統的IP網釋出寬帶豐富媒體而特别優化的網絡覆寫層;而從廣義的角度,CDN代表了一種基于品質與秩序的模式。

簡單地說,(CDN)是一個經政策性部署的整體系統,包括、、網絡請求的重定向和内容管理4個要件,而内容管理和全局的網絡流量管理(Traffic Management)是CDN的核心所在。通過使用者就近性和負載的判斷,CDN確定内容以一種極為高效的方式為使用者的請求提供服務。

總的來說,内容服務基于,也稱作(Surrogate),它位于網絡的邊緣,距使用者僅有"一跳"(Single Hop)之遙。同時,是内容提供商源(通常位于CDN的資料中心)的一個透明。這樣的架構使得CDN能夠代表他們客戶,即内容供應商,向最終使用者提供盡可能好的體驗,而這些使用者是不能容忍有任何延遲的。

使用CDN的好處?

1)、不用擔心自己網站訪客,在任何時間,任何地點,任何網絡營運商,都能快速打開。

2)、各種伺服器虛拟主機帶寬等采購成本,包括後期運維成本都會大大減少。

3)、給網站直接帶來的好處就是:,咨詢量,客戶量,成單量,都會得到大幅度提升。

CDN的價格?

大家提起CDN,都會望而卻步,因為CDN太貴,都是大企業才能用得起的貴族式服務,而如今面對中小企業的CDN技術開發已經實作,并進入市場開始營運。

現在市面上CDN提供商計費方式多樣,有按每月最低消費的,有按帶寬收費的,有按請求數收費的,有包月包季包年限制的,還有些大多人看不懂的技術名額收費的,總之比較複雜,CDN服務在所有計費方式中,中小企業一緻認為按流量收費最為合理,另外大多按流量計費方式中會有時間限制,規定時間内用不完就會全部廢棄,對于流量把握不好的中小企業,存在相當一部分浪費。

CDN選擇的标準?

因為CDN技術牽涉到技術研發,以及售後問題解決的是否快捷,是以在選擇CDN服務商時,一定選擇技術研發實力強專業的公司,以保證在售後出現問題時能得到及時的解決,而不能僅僅圖便宜,當時是便宜了,可事後會用更大的金錢代價來彌補,是以請選擇CDN服務的企業網站,一定要慎重了,尤其是中小企業,更經不起折騰。由于CDN市場很混亂,付完錢,出問題售後跟不上的案例太多了,大家在選擇時還是選擇專業的CDN服務商為上策,不要隻圖便宜,對于專業的CDN提供商已經很便宜了。

首先簡單表述一下傳統的的通路方法:

圖示(一):CND應用

如上圖示(一)表述的是:使用者的請求過程,使用者經過網絡中的A、B的傳輸,最終将發送的請求交于來處理,但是由于IP網絡本身的“盡力而為的原則”、網絡鍊路中複雜的環境及的不可靠性的确實存在,緻使使用者要出現重複發送的請求的現狀,是以最終導緻使用者的請求在送出的過程中出現等待、資料加載時間過長的一些現象的普遍存在,這些線上送出式系統的緩慢直接地影響到辦公人員的工作效率,這也是制約着很多大型企業在協同辦公OA、ERP、等資訊化建設中,出現最多的問題。

而CDN分發解決方案解決了與靜态網站相關的性能和可靠性問題,而在當今線上業務體驗中,與分發靜态和動态元素和應用相關的獨特挑戰,則由速網的動态網站加速來解決。

1)、内容釋出:它借助于建立索引、、流分裂、(Multicast)等技術,将内容釋出或投遞到距離使用者最近的點處;

2)、内容:它是整體性的技術,通過内容中的重定向(DNS)機制,在多個遠端POP上均衡使用者的請求,使得使用者請求得到最快内容源的響應;

3)、:它根據内容的可用性、的可用性以及使用者的背景,在POP的上,利用交換、流量分類、重定向(ICP、)等技術,智能地平衡負載流量;

4)、性能管理:它通過内部和外部,擷取網絡部件的狀況資訊,測量内容釋出的端到端性能(如包丢失、延時、平均帶寬、啟動時間、等),保證網絡處于最佳的運作狀态。

CDN能幾乎涵蓋國内所有線路。而在可靠性上, CDN 在結構上實作了多點的備援,即使某一個由于意外發生故障,對網站的通路能夠被自動導向其他的健康節點進行響應。CDN能輕松實作網站的全國鋪設,不必考慮的投入與托管、不必考慮新增帶寬的成本、不必考慮多台伺服器的同步、不必考慮更多的管理維護技術人員。

在國内通路量較高的大型網站如新浪、網易等,均使用CDN網絡加速技術,雖然網站的通路巨大,但無論在什麼地方通路都會感覺速度很快。而一般的網站如果伺服器在網通,電信使用者通路很慢,如果伺服器在電信,網通使用者通路又很慢。[2]

它采取了分布式網絡緩存結構(即國際上流行的web cache技術),通過在現有的Internet中增加一層新的網絡架構,将網站的内容釋出到最接近使用者的cache伺服器内,通過DNS負載均衡的技術,判斷使用者來源就近通路cache伺服器取得所需的内容,解決Internet網絡擁塞狀況,提高使用者通路網站的響應速度,如同提供了多個分布在各地的加速器,以達到快速、可備援的為多個網站加速的目的。

CDN服務最初用于確定快速可靠地分發靜态内容,這些内容可以緩存,最适合在網速龐大的網絡中存儲和分發,該網絡在幾十多個國家的十幾個網絡中的覆寫CDN網絡伺服器。

由于動态内容必須通過網際網路來傳輸,是以要提供快速的網絡體驗,以滿足當今使用者的要求,隻能通過對網際網路流量的獨特視角來達到。必須使用先進技術來了解通過網際網路的最佳路由,充分利用這些最佳路由,加速通過網際網路協定的資料通訊,以改善使用者的網絡體驗。

初期我國CDN市場發展緩慢,2006年後市場陡然升溫,國内較為有名的CDN服務商北京藍汛,世紀互聯,帝聯科技等,但整體CDN市場規模、營運成熟度、服務能力和技術研發均較國外存在一定的差距。我們存在以下類型的CDN服務商:

見下表

CDN 服務商

優勢

劣勢

專業CDN服務商

專注核心業務發展,易擴大經營規模進入市場較早,具有成熟的營運機制和較高的服務能力。

受制于電信營運商帶寬租用費用,帶寬成本是剛性的,不能形成價格優勢。由于電信營運商營運支撐系統的不靈活導緻帶寬資費設定不靈活,不能按需索取,導緻CDN的價格居高不下。

提供CDN服務

的IDC 營運商

擁有帶寬資源優勢,進入市場較容易

需要添置大量的伺服器、網絡裝置及儲存設備,投資成本高。

電信營運商

1.擁有巨大的帶寬和網絡優勢,其帶寬成本是彈性的,可以配置最優的CDN服務網絡資本雄厚,有實力建設規模龐大的CDN網絡,擁有品牌優勢,與衆多網際網路公司關系密切,能夠引導網際網路公司使用CDN服務;

2.已建成流媒體等專用CDN網絡在此基礎上進行更新和改造,可快速推出多種CDN業務。

1.CDN行業屬于技術驅動型産業,電信營運商的CDN技術儲備較薄弱;

2.互聯互通問題導緻營運商隻能在自己的網絡上做CDN業務,跨網絡營運的問題較難解決;

3.CDN不是電信營運商的主營業務,缺乏營運經驗和服務能力。

自建CDN服務

1.節約服務成本,可控性高;

2.免受CDN市場價格波動的困擾,利于成本降低;

1.初期投資較大,且增加營運和研發成本;

2.非核心業務,易分散對主營業務的精力;

3.節點數少,不能完全滿足需求;

國外CDN服務商

1.資金雄厚,具備技術、營運和服務實力,利于業務開展。

2.在國内開始建設節點,利于市場開拓。

1.與國内一些IDC和ISP采取代理合作的方式來銷售自己的服務,難以大規模開展業務

2.非正規競争,存在安全隐患,将域名解析權掌控在國外營運商的手裡

免費自助CDN

1.CDN産品免費提供,專注于對對網站運維技術的一站式解決。

2.自助式CDN解決方案,簡單易用,監控解析功能齊全。

1.CDN服務功能和服務能力比較弱

2.對于CDN服務内容有限制,需要備案

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