CDN技術(shù)詳解

前言

　　互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為今天的生活必需品，人們利用它獲取信息和資訊、進行娛樂并相互溝通，在這背后有一個鮮為人知的幕后英雄—內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN）。CDN架設(shè)在IP網(wǎng)絡之上，是互聯(lián)網(wǎng)世界里的智能傳送網(wǎng)絡，連接了我們和互聯(lián)網(wǎng)上無數(shù)色彩繽紛的應用。　　CDN的出現(xiàn)改變了互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)面貌，促進了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化不久，由于缺乏必要的流量管理和疏通手段，骨干帶寬被迅速消耗掉，IP網(wǎng)絡流量秩序瀕于失衡。為解決這一難題，麻省理工學院的一批頂級科學家提出了CDN解決方案，從此以后，CDN就成為互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的潮起潮落而發(fā)展。CDN將內(nèi)容推到網(wǎng)絡的邊緣，為用戶提供就近性的邊緣服務，從而保證服務的質(zhì)量和整個網(wǎng)絡上的訪問秩序，解決了困擾內(nèi)容提供商的內(nèi)容“集中與分散”的兩難選擇，極大緩解了內(nèi)容傳送瓶頸。CDN的發(fā)展促使整個互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進一步分工合作，使網(wǎng)站和應用開發(fā)者們能夠更關(guān)注于上層應用?！　r間進入2009年，云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)時代到來，CDN在這一背景下重新引起了各方的關(guān)注，藍汛和網(wǎng)宿公司的成功上市，標志著資本市場對CDN的認可。我們看到，在國外很多公司的云計算服務中，CDN成為一項標準配置，而移動互聯(lián)網(wǎng)中應用的多樣性更需要CDN的分發(fā)能力。傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡以傳輸中立、協(xié)議簡單為信條，而互聯(lián)網(wǎng)，特別是在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，應用的豐富性要求網(wǎng)絡能力能夠隨著應用不斷拓展。中國電信正致力于打造“智能管道”，而CDN技術(shù)是打造智能管道的一項關(guān)鍵技術(shù)，是電信運營商未來服務運營的重要競爭力。CDN與基礎(chǔ)IP網(wǎng)絡聯(lián)系緊密，通過與各級網(wǎng)絡之間的配合調(diào)度，在給用戶提供優(yōu)質(zhì)服務的同時，也能降低骨干網(wǎng)的傳輸壓力和峰谷差異。同時，基于CDN的海量信息感知能力，還能為業(yè)務開發(fā)者提供各種用戶行為分析和預測數(shù)據(jù)，創(chuàng)造了新的商業(yè)模式。　　中國電信從2002年開始進行CDN網(wǎng)絡的建設(shè)，用于承載自營業(yè)務和對外服務。在這一過程中，我們經(jīng)歷了很多挫折，也積累了寶貴的經(jīng)驗?；仡欉@些年的工作，深感這一領(lǐng)域缺乏系統(tǒng)性的書籍和技術(shù)資料，使入門者的摸索過程顯得更為困難。為幫助普及CDN的服務和應用概念，推動業(yè)界的技術(shù)溝通與交流，中國電信北京研究院組織從事CDN技術(shù)研究及相關(guān)專業(yè)技術(shù)的聯(lián)合團隊編寫了本書，其中既有長期工作在CDN網(wǎng)絡建設(shè)和服務一線，對現(xiàn)網(wǎng)運營支撐有豐富經(jīng)驗的工程師，又有互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略運營和業(yè)務的專家，還有部分從事云計算等信息技術(shù)領(lǐng)域研究的領(lǐng)軍人才，這本書既是他們研究成果的智慧結(jié)晶，也是他們分享知識和經(jīng)驗的平臺。相信他們的研究和心得會給廣大讀者帶來思考、啟迪和幫助。　　趙慧玲　　中國電信北京研究院副院長　　2012年4月，北京　　序言　　CDN是互聯(lián)網(wǎng)服務背后重要的支撐者，它伴隨著互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化的出現(xiàn)而出現(xiàn)，一直可以看做互聯(lián)網(wǎng)的賣水人。國內(nèi)CDN產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和國外基本在同一時間，但與國外不同，國內(nèi)CDN發(fā)展的第一次浪潮從2002年左右開始，當時正值A(chǔ)DSL寬帶業(yè)務大發(fā)展（從64kb/s的撥號、128kb/s的ISDN升級到512kb/s的ADSL），各省和地市級的運營商為填充提速后的寬帶，增強寬帶的吸引力，紛紛開始提供流媒體服務，CDN作為流媒體系統(tǒng)的一個重要核心組成部分開始被運營商接受和部署，并逐步在國內(nèi)市場普及。通過CDN的支撐，運營商們?yōu)橛脩籼峁┝擞蟹召|(zhì)量保證的流媒體服務，有力地推動了寬帶的發(fā)展，成為國內(nèi)CDN發(fā)展第一個高潮的最主要的推動者?？梢哉f，CDN為中國第一次帶寬升級起到了重要的推動和支撐作用。　　從2008年開始，3G牌照的發(fā)放和新一輪寬帶提速的推進，為移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算時代的到來奠定了基礎(chǔ)條件。在這一新的發(fā)展階段，CDN作為互聯(lián)網(wǎng)服務的重要技術(shù)保證方式和一種基礎(chǔ)資源服務，再一次受到了整個業(yè)界的關(guān)注，ChinaCache和網(wǎng)宿公司的成功上市，也標志著資本市場對CDN的認可。但是，客觀地說，從CDN服務的普及率、服務的附加值和產(chǎn)品的核心競爭力幾方面看，我國的CDN產(chǎn)業(yè)與歐美和日韓等國相比仍有不小的差距，整個行業(yè)還屬于粗放型的發(fā)展階段。其中一個比較重要的原因是國內(nèi)這方面的人才和技術(shù)積累比較少，相關(guān)的書籍、資料很少，特別是能夠系統(tǒng)性地介紹CDN技術(shù)的書籍在國內(nèi)仍是一個空白。為此，我組織我們的研發(fā)團隊利用業(yè)余時間編寫了這本書，希望能夠幫助讀者系統(tǒng)地了解CDN的基本原理和基礎(chǔ)知識，掌握其中的一些關(guān)鍵技術(shù)，并對整個CDN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有一個比較全面的認識，通過書籍為推動這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展盡一份綿薄之力?！　楦玫刈屪x者理解，我們采用循序漸進的方式介紹相關(guān)知識。　　第1章是引言，通過對CDN的基本概念、發(fā)展歷史、作用和價值的介紹，讓讀者了解為什么需要CDN，它能做什么，對CDN形成一個初步的認識。　　第2章是CDN技術(shù)概述，對CDN的系統(tǒng)架構(gòu)進行整體闡述，同時通過對CDN不同服務類型的分類描述，讓讀者對CDN的技術(shù)框架有一個比較全面的了解?！　〉?章至第5章，從對靜態(tài)網(wǎng)頁加速技術(shù)的實現(xiàn)入手，分別對Web緩存、集群和負載均衡、全局負載均衡和內(nèi)容路由技術(shù)這三大關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)原理、使用方法和實現(xiàn)實例進行介紹，使讀者能夠了解CDN技術(shù)的發(fā)展脈絡，同時對CDN系統(tǒng)的部署從單臺Cache緩存技術(shù)到集群的實現(xiàn)再到整個CDN系統(tǒng)的分布擴展有一個全面的認識?！　〉?章重點介紹流媒體CDN系統(tǒng)的實現(xiàn)，通過對比流媒體加速和網(wǎng)頁加速的區(qū)別，闡述流媒體CDN的關(guān)鍵技術(shù)，在該章的最后以IPTV CDN服務系統(tǒng)為例，幫助讀者理解相關(guān)內(nèi)容?！　〉?章分別對動態(tài)網(wǎng)頁加速技術(shù)和應用交付技術(shù)進行介紹。它們分別是Web 2.0網(wǎng)站加速和企業(yè)內(nèi)部應用加速的關(guān)鍵技術(shù)?！　〉?章從商業(yè)應用價值角度對CDN的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和商業(yè)價值進行分析?！　〉?章對CDN和云計算、P2P等其他相關(guān)技術(shù)的關(guān)系進行闡述，同時作為總結(jié)，對CDN的下一步發(fā)展進行了分析和展望，提出進一步的發(fā)展方向?！　”緯糠謨?nèi)容和案例來自于我們的實踐經(jīng)驗和成果，同時本書的編寫得到了中國電信集團北京研究院的支持，參考了大量業(yè)界的研究成果和相關(guān)技術(shù)材料，在此一并感謝。最后，由于成稿倉促，知識水平和認識的局限，書中難免有紕漏之處，請各位專家和讀者不吝賜教?！　±纵崛A　　中國電信北京研究院云計算團隊總監(jiān)　　2012年4月，北京

內(nèi)容概要

　　《CDN技術(shù)詳解》內(nèi)容包括CDN技術(shù)的發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)、商業(yè)化服務現(xiàn)狀，以及對未來的發(fā)展展望，對構(gòu)成
CDN系統(tǒng)的關(guān)鍵功能模塊GSLB、SLB、Cache進行了重點講解，除技術(shù)原理之外，還對實現(xiàn)這些功能模塊所涉及的一些協(xié)議和開發(fā)工具進行了講解，希望能幫助讀者了解CDN這項技術(shù)，并對CDN系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)有一些初步的體會。
《CDN技術(shù)詳解》適合從事互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)和運營工作的專業(yè)人士、電信運營服務從業(yè)人員，以

作者簡介

雷葆華，中國電信北京研究院寬帶及互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心云計算團隊總監(jiān)。畢業(yè)于哈爾濱工程大學，獲得信息與通信工程專業(yè)碩士學位。2003年進入中國電信北京研究院，長期從事互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和電信增值業(yè)務研究，參與中國電信業(yè)務網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的規(guī)劃、設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)等工作，并負責CDN、P2P、IDC等網(wǎng)絡總體設(shè)計工作，在技術(shù)方面有深入的研究。作為第一完成人的《高性能、可管控的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡》項目獲得2007年度中國通信學會科學技術(shù)獎三等獎，并發(fā)表多篇有影響力的專業(yè)文章，同時擁有多項專利。目前，主要從事云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)研究工作。

書籍目錄

第1章 引言
 1. 1 CDN的基本概念和產(chǎn)生背景
 1．2 CDN的基本工作過程
 1．3 CDN的發(fā)展歷史
 1．4 CDN對互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的價值和作用
第2章 CDN技術(shù)概述
 2．1 CDN的系統(tǒng)架構(gòu)
 2．1．1 功能架構(gòu)
 2．1．2 部署架構(gòu)
 2．2 CDN系統(tǒng)分類
 2．2．1 基于不同內(nèi)容承載類型的分類
 2．2．2 基于內(nèi)容生成機制的分類和分層加速服務
 2. 3 小結(jié)
第3章 內(nèi)容緩存工作原理及實現(xiàn)
第4章 集群月禱與負載均衡技術(shù)
第5章 全局負載均衡工作原理及實現(xiàn)
第6章 流媒體CDN系統(tǒng)的組成和關(guān)鍵技術(shù)
第7章 動態(tài)內(nèi)容加速服務的實現(xiàn)
第8章 CDN商業(yè)化服務現(xiàn)狀
第9章 CDN發(fā)展展望
附錄A CDN試驗床實施指南
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：    對于CDN這個名詞，讀者大可以望文生義：Content Distribute Network,直譯成內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡，或者也有人寫成Content Delivery Network，內(nèi)容交付網(wǎng)絡。很顯然，CDN完成的是將內(nèi)容從源站傳遞到用戶端的任務，我們當然不需要再解釋什么叫做“內(nèi)容分發(fā)”或者“內(nèi)容交付”了，要解釋的是CDN在這個分發(fā)或者交付的過程中體現(xiàn)了什么價值，為什么需要CDN來交付而不是直接通過互聯(lián)網(wǎng)交付呢？這個話題有必要短話長說一下，這對理解本書中CDN的工作原理、各項關(guān)鍵技術(shù)都有幫助。 大家常說的互聯(lián)網(wǎng)，是廣義的互聯(lián)網(wǎng)，由兩層組成：一層是以TCP/IP為代表的網(wǎng)絡層（也是狹義互聯(lián)網(wǎng)概念）；另一層是以萬維網(wǎng)WWW為代表的應用層。目前普遍存在一個認識誤區(qū)，就是將互聯(lián)網(wǎng)和方維網(wǎng)混作一談。認清互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)，辨識清楚互聯(lián)網(wǎng)和萬維網(wǎng)的區(qū)別，是理解整個互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，也是認識CDN的基礎(chǔ)。 以TCP/IP為核心的狹義的互聯(lián)網(wǎng)（Internet），實際上是廣義互聯(lián)網(wǎng)的下層，是網(wǎng)絡基礎(chǔ)，更一般地說就是TCP/IP網(wǎng)絡。這一層的主要作用是通過計算機之間的互聯(lián)，將各種信息的數(shù)據(jù)報文以極低的成本進行傳輸，俗稱“管道”，所有信息和內(nèi)容在這個管道里進行傳送?；ヂ?lián)網(wǎng)的設(shè)計理念是：網(wǎng)絡是中立和無控制的，任何人都沒有決定權(quán)；網(wǎng)絡是應用無關(guān)的，它的任務就是如何更好地將數(shù)據(jù)包進行端到端傳輸。這個設(shè)計理念從互聯(lián)網(wǎng)誕生之初到現(xiàn)在從未被撼動，任何針對某種（類型的）內(nèi)容對互聯(lián)網(wǎng)進行優(yōu)化的嘗試其最后效果都不甚理想。因此，我們可以認為互聯(lián)網(wǎng)不會試圖對任何內(nèi)容進行傳輸優(yōu)化。 以萬維網(wǎng)WWW為代表的應用層，是廣義互聯(lián)網(wǎng)的上層。這一層包括很多種類型的流量和應用，郵件、軟件、在線影視、游戲、電子商務、移動應用等，所有SP（Service Provider，服務提供商）提供的都是這些用戶看得見、摸得著的應用，它們豐富和方便了人們的生活，構(gòu)成了我們常說的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和信息經(jīng)濟。 舉個鐵路的例子來解釋兩者的差別和關(guān)系：互聯(lián)網(wǎng)是鐵路軌道和信號系統(tǒng)，萬維網(wǎng)則是在鐵路上運行的列車之一。而在鐵路上，除了萬維網(wǎng)這個高速列車以外，還有慢車、通勤列車、貨運列車和專業(yè)維修列車等。在互聯(lián)網(wǎng)上，萬維網(wǎng)是巨大的和非常重要的，但它并不是唯一。那些不使用WWW的應用同樣運行在互聯(lián)網(wǎng)上，互聯(lián)網(wǎng)的巨大遠遠超過運行在其上的任何東西。 現(xiàn)在，我們看看網(wǎng)絡層與應用層這上下兩層的磨合中是否存在問題。從網(wǎng)絡層面來看，在互聯(lián)網(wǎng)這個鐵路網(wǎng)中，有4個地方會造成列車擁堵。

媒體關(guān)注與評論

　　CDN已經(jīng)從為網(wǎng)站提供簡單加速的增值服務逐步演變成互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展的必需品，從質(zhì)量、效率、安全等各個方面為網(wǎng)站提供全面的保障。本書不僅從技術(shù)原理方面對CDN進行了詳細的介紹，還從商業(yè)服務角度進行了剖析，是一本讓網(wǎng)站運維和管理者都能從中獲益的好書?！　?mdash;—宗劼 藍汛通訊技術(shù)有限責任公司 副總裁　　CDN行業(yè)在中國曾是一個很專業(yè)的小圈子，圈里的人興致盎然、交流充分，圈外的人卻知之甚少。對整個行業(yè)來說，本書第一次如此細致地、完整地介紹了CDN的相關(guān)技術(shù)和市場狀況，是一本很值得看的專業(yè)書籍。　　——劉洪濤 網(wǎng)宿科技股份有限公司 副總裁　　互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展，開始逐步向各個領(lǐng)域滲透和融合，漸漸成為人們生活不可缺少的重要組成部分。海量用戶涌入互聯(lián)網(wǎng)，導致海量的網(wǎng)絡購物、游戲、視頻等的需求，極大地推動了CDN技術(shù)的發(fā)展。CDN的研究，也成為科學技術(shù)領(lǐng)域的核心課題。本書不僅詳盡介紹了CDN的歷史、關(guān)鍵功能、相關(guān)技術(shù)，而且細致地分析了CDN的商業(yè)模式以及前沿技術(shù)趨勢，對CDN的未來發(fā)展提出了一些前瞻性的觀點和意見。本書非常適合CDN領(lǐng)域相關(guān)的同行閱讀，也適合對CDN感興趣的讀者進行了解。　　——謝大雄 中興通訊股份有限公司 執(zhí)行副總裁　　據(jù)預測，2013年，互聯(lián)網(wǎng)承載的90%的流量都是實時視頻，而這些視頻流量都會被各種形式的CDN在網(wǎng)絡中緩存，以此達到優(yōu)化網(wǎng)絡流量、提高用戶體驗的目的。因此，全球運營商都在積極開展CDN的建設(shè)和運營，驅(qū)動CDN融入到固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡的基礎(chǔ)設(shè)施層面，構(gòu)筑統(tǒng)一管理、智能調(diào)度、多協(xié)議加速、體驗運營的完整CDN戰(zhàn)略。衷心希望本書能加速CDN知識的普及和應用?！　?mdash;—李三琦 華為技術(shù)有限公司 IT產(chǎn)品線CTO

編輯推薦

《CDN技術(shù)詳解》適合從事互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)和運營工作的專業(yè)人士、電信運營服務從業(yè)人員、以及相關(guān)專業(yè)的高校學生。

名人推薦

CDN已經(jīng)從為網(wǎng)站提供簡單加速的增值服務逐步演變成互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展的必需品，從質(zhì)量、效率、安全等各個方面為網(wǎng)站提供全面的保障。本書不僅從技術(shù)原理方面對CDN進行了詳細的介紹，還從商業(yè)服務角度進行了剖析，是一本讓網(wǎng)站運維和管理者都能從中獲益的好書。 —— 藍汛通訊技術(shù)有限責任公司副總裁 宗劼 CDN行業(yè)在中國曾是一個很專業(yè)的小圈子，圈里的人興致盎然、交流充分，圈外的人卻知之甚少。對整個行業(yè)來說，本書第一次如此細致地、完整地介紹了CDN的相關(guān)技術(shù)和市場狀況，是一本很值得看的專業(yè)書籍。 ——網(wǎng)宿科技股份有限公司副總裁 劉洪濤 互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展，開始逐步向各個領(lǐng)域滲透和融合，漸漸成為人們生活不可缺少的重要組成部分。海量用戶涌入互聯(lián)網(wǎng)，導致海量的網(wǎng)絡購物、游戲、視頻等的需求，極大地推動了CDN技術(shù)的發(fā)展。CDN的研究，也成為科學技術(shù)領(lǐng)域的核心課題。本書不僅詳盡介紹了CDN的歷史、關(guān)鍵功能、相關(guān)技術(shù)，而且細致地分析了CDN的商業(yè)模式以及前沿技術(shù)趨勢，對CDN的未來發(fā)展提出了一些前瞻性的觀點和建議。本書非常適合CDN領(lǐng)域相關(guān)的同行閱讀，也適合對CDN感興趣的讀者進行了解。 ——中興通訊股份有限公司執(zhí)行副總裁 謝大雄 據(jù)預測，2013年，互聯(lián)網(wǎng)承載的90％的流量都是實時視頻，而這些視頻流量都會被各種形式的CDN在網(wǎng)絡中緩存，以此達到優(yōu)化網(wǎng)絡流量、提高用戶體驗的目的。因此，全球運營商都在積極開展CDN的建設(shè)和運營，驅(qū)動CDN融入到固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡的基礎(chǔ)設(shè)施層面，構(gòu)筑統(tǒng)一管理、智能調(diào)度、多協(xié)議加速、體驗運營的完整CDN戰(zhàn)略。衷心希望本書能加速CDN知識的普及和應用。 ——華為技術(shù)有限公司IT產(chǎn)品線CTO 李三琦

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