一、CDN是什么？

---- CDN的全稱是Content Delivery Network，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。其目的是通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)“邊緣”，使用戶可以就近取得所需的內(nèi)容，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。CDN有別于鏡像，因?yàn)樗�比鏡像更智能，或者可以做這樣一個(gè)比喻：CDN=更智能的鏡像+緩存+流量導(dǎo)流。因而，CDN可以明顯提高Internet網(wǎng)絡(luò)中信息流動(dòng)的效率。從技術(shù)上全面解決由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶訪問量大、網(wǎng)點(diǎn)分布不均等問題，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。

---- 為更好地理解CDN，讓我們看一下CDN的工作流程。當(dāng)用戶訪問已經(jīng)加入CDN服務(wù)的網(wǎng)站時(shí)，首先通過DNS重定向技術(shù)確定最接近用戶的最佳CDN節(jié)點(diǎn)，同時(shí)將用戶的請(qǐng)求指向該節(jié)點(diǎn)。當(dāng)用戶的請(qǐng)求到達(dá)指定節(jié)點(diǎn)時(shí)，CDN的服務(wù)器（節(jié)點(diǎn)上的高速緩存）負(fù)責(zé)將用戶請(qǐng)求的內(nèi)容提供給用戶。具體流程為: 用戶在自己的瀏覽器中輸入要訪問的網(wǎng)站的域名，瀏覽器向本地DNS請(qǐng)求對(duì)該域名的解析，本地DNS將請(qǐng)求發(fā)到網(wǎng)站的主DNS，主DNS根據(jù)一系列的策略確定當(dāng)時(shí)最適當(dāng)?shù)腃DN節(jié)點(diǎn)，并將解析的結(jié)果（IP地址）發(fā)給用戶，用戶向給定的CDN節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求相應(yīng)網(wǎng)站的內(nèi)容。

二、CDN的相關(guān)技術(shù)

---- CDN的實(shí)現(xiàn)需要依賴多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，其中負(fù)載均衡技術(shù)、動(dòng)態(tài)內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)、緩存技術(shù)是比較主要的幾個(gè)，下面讓我們簡(jiǎn)單看一下這幾種技術(shù)。

---- 負(fù)載均衡技術(shù)
---- 負(fù)載均衡技術(shù)不僅僅應(yīng)用于CDN中，在網(wǎng)絡(luò)的很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，如服務(wù)器的負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載均衡。顧名思義，網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡就是將網(wǎng)絡(luò)的流量盡可能均勻分配到幾個(gè)能完成相同任務(wù)的服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，由此來避免部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)過載。這樣既可以提高網(wǎng)絡(luò)流量，又提高了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。在CDN中，負(fù)載均衡又分為服務(wù)器負(fù)載均衡和服務(wù)器整體負(fù)載均衡(也有的稱為服務(wù)器全局負(fù)載均衡)。服務(wù)器負(fù)載均衡是指能夠在性能不同的服務(wù)器之間進(jìn)行任務(wù)分配，既能保證性能差的服務(wù)器不成為系統(tǒng)的瓶頸，又能保證性能高的服務(wù)器的資源得到充分利用。而服務(wù)器整體負(fù)載均衡允許Web網(wǎng)絡(luò)托管商、門戶站點(diǎn)和企業(yè)根據(jù)地理位置分配內(nèi)容和服務(wù)。通過使用多站點(diǎn)內(nèi)容和服務(wù)來提高容錯(cuò)性和可用性，防止因本地網(wǎng)或區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中斷、斷電或自然災(zāi)害而導(dǎo)致的故障。在CDN的方案中服務(wù)器整體負(fù)載均衡將發(fā)揮重要作用，其性能高低將直接影響整個(gè)CDN的性能。

---- 動(dòng)態(tài)內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)
---- 大家都知道，網(wǎng)站訪問響應(yīng)速度取決于許多因素，如網(wǎng)絡(luò)的帶寬是否有瓶頸、傳輸途中的路由是否有阻塞和延遲、網(wǎng)站服務(wù)器的處理能力及訪問距離等。多數(shù)情況下，網(wǎng)站響應(yīng)速度和訪問者與網(wǎng)站服務(wù)器之間的距離有密切的關(guān)系。如果訪問者和網(wǎng)站之間的距離過遠(yuǎn)的話，它們之間的通信一樣需要經(jīng)過重重的路由轉(zhuǎn)發(fā)和處理，網(wǎng)絡(luò)延誤不可避免。一個(gè)有效的方法就是利用內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)，將占網(wǎng)站主體的大部分靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)、圖像和流媒體數(shù)據(jù)分發(fā)復(fù)制到各地的加速節(jié)點(diǎn)上。所以動(dòng)態(tài)內(nèi)容分發(fā)與復(fù)制技術(shù)也是CDN所需的一個(gè)主要技術(shù)。

---- 緩存技術(shù)
---- 緩存技術(shù)已經(jīng)不是一種新鮮技術(shù)。Web緩存服務(wù)通過幾種方式來改善用戶的響應(yīng)時(shí)間，如代理緩存服務(wù)、透明代理緩存服務(wù)、使用重定向服務(wù)的透明代理緩存服務(wù)等。通過Web緩存服務(wù)，用戶訪問網(wǎng)頁(yè)時(shí)可以將廣域網(wǎng)的流量降至最低。對(duì)于公司內(nèi)聯(lián)網(wǎng)用戶來說，這意味著將內(nèi)容在本地緩存，而無須通過專用的廣域網(wǎng)來檢索網(wǎng)頁(yè)。對(duì)于Internet用戶來說，這意味著將內(nèi)容存儲(chǔ)在他們的ISP的緩存器中，而無須通過Internet來檢索網(wǎng)頁(yè)。這樣無疑會(huì)提高用戶的訪問速度。CDN的核心作用正是提高網(wǎng)絡(luò)的訪問速度，所以，緩存技術(shù)將是CDN所采用的又一個(gè)主要技術(shù)。

三、誰(shuí)需要CDN？

---- 既然CDN的核心作用是提高網(wǎng)絡(luò)的訪問速度，那么其用戶也就是訪問量很大的網(wǎng)站，例如ICP 、ISP、大型企業(yè)、電子商務(wù)網(wǎng)站和政府網(wǎng)站等。利用CDN技術(shù)，這些網(wǎng)站無需投資昂貴的各類服務(wù)器，設(shè)立分站點(diǎn)。通過采用CDN，CDN將負(fù)責(zé)信息傳遞工作，保證信息正常傳輸，而技術(shù)人員只需要維護(hù)網(wǎng)站內(nèi)容，不需要考慮流量問題。這樣，網(wǎng)站可保證用戶得到更多的新業(yè)務(wù)，可以快速訪問網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容，獲得更好的服務(wù)質(zhì)量。舉個(gè)例子來講，對(duì)于訪問量比較大，而被訪問內(nèi)容更新周期比較長(zhǎng)的網(wǎng)站，如政府網(wǎng)站，用戶往往進(jìn)行大量的查詢工作。這類網(wǎng)站比較適合采用CDN。還有，大家是否注意到，在所謂的寬帶社區(qū)中，瓶頸是社區(qū)的對(duì)外出口。這樣，如果采用CDN無疑對(duì)社區(qū)用戶使用視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)教育等寬帶應(yīng)用提供了保證。

四、CDN的不足

---- 任何一個(gè)新事物，在給現(xiàn)有模式帶來改進(jìn)的同時(shí)，也必然存在一定的局限，CDN也是這樣。據(jù)互聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)有限公司的技術(shù)經(jīng)理郭廣中講，實(shí)時(shí)性不太好是CDN的致命缺陷。隨著對(duì)CDN需求的逐漸升溫，這一缺陷將得到改進(jìn)，使來自于遠(yuǎn)程服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容網(wǎng)頁(yè)與復(fù)本服務(wù)器或緩存器中的網(wǎng)頁(yè)保持同步。解決方法是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)將新的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容從服務(wù)器端直接傳送到緩存器，或者當(dāng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的訪問增加時(shí)將數(shù)據(jù)源服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容盡可能實(shí)時(shí)地復(fù)制到緩存服務(wù)器。

五、CDN產(chǎn)品

---- 目前，推出比較成熟的CDN產(chǎn)品的廠家有Cisco、F5和互聯(lián)通公司等，前兩者的CDN是以硬件系統(tǒng)為主，而后者的CDN是以軟件為主的通用平臺(tái)，很好地結(jié)合了線路和服務(wù)優(yōu)勢(shì)。下面簡(jiǎn)單分析一下互聯(lián)通的CDN——Smart CDN。

---- 互聯(lián)通采用整體負(fù)載均衡（GSLB）、緩存技術(shù)（Cache）及鏡像技術(shù)（Mirror）相結(jié)合的方法，為客戶提供異地網(wǎng)絡(luò)加速服務(wù)。具體方案是在網(wǎng)站主站點(diǎn)以外的用戶集中城市、地區(qū)使用互聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)加速服務(wù)，互聯(lián)通智能GSLB系統(tǒng)通過互聯(lián)通專網(wǎng)，引導(dǎo)網(wǎng)站用戶訪問“最佳”Cache/Mirror服務(wù)器，從而繞過互聯(lián)網(wǎng)擁堵鏈路，減輕主站點(diǎn)服務(wù)器負(fù)載，實(shí)現(xiàn)異地網(wǎng)絡(luò)加速，并解決了單純Cache/Mirror不能解決的難題。

---- Smart CDN通過DNS解析或HTTP重定向兩種方式工作，通過Cache服務(wù)器或異地的鏡像站點(diǎn)完成內(nèi)容的傳送與同步更新。DNS方式用戶位置判斷準(zhǔn)確率大于85%，HTTP方式準(zhǔn)確率為99%以上。經(jīng)實(shí)際測(cè)算，各Cache服務(wù)器群的用戶訪問流入數(shù)據(jù)量與Cache服務(wù)器到原始網(wǎng)站取內(nèi)容的數(shù)據(jù)量之比在2:1到3:1之間，即分擔(dān)50%～70%的到原始網(wǎng)站重復(fù)訪問數(shù)據(jù)量（主要是圖片、流媒體文件等內(nèi)容）。對(duì)于鏡像，除數(shù)據(jù)同步的流量，其余均在本地完成，不訪問原始服務(wù)器。

---- Smart CDN系統(tǒng)基于用戶實(shí)際訪問的IP地址判斷用戶位置，直接將用戶訪問指向響應(yīng)速度最快的站點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)管理簡(jiǎn)單，用戶可通過GUI確定有哪些內(nèi)容需要做分布式分發(fā)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成內(nèi)容的復(fù)制、更新及數(shù)據(jù)庫(kù)同步的全過程。并且，系統(tǒng)具有自診斷、負(fù)載均衡的能力，任何環(huán)節(jié)發(fā)生故障，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的可訪問性。

---- 可以說，負(fù)載均衡技術(shù)在CDN中發(fā)揮著重要的作用，其能力高低對(duì)CDN的性能產(chǎn)生直接影響。Smart CDN所采用的負(fù)載均衡具有一定的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

---- 1． 高智能化
---- 運(yùn)用虛擬IP（VIP）地址代表目標(biāo)服務(wù)器和應(yīng)用，Smart CDN將會(huì)話分配到最高可用性的服務(wù)器，全程監(jiān)控每個(gè)會(huì)話。服務(wù)恢復(fù)后自動(dòng)重新登記，并在轉(zhuǎn)發(fā)客戶機(jī)和服務(wù)器信息包時(shí)提供全地址轉(zhuǎn)換。Smart CDN采用了包括循環(huán)法、最少連接法、散列法或最少失誤法等多種不同的負(fù)載均衡方法，并對(duì)個(gè)別服務(wù)器配置最大連接數(shù)量閾值和加權(quán)值，這樣可以有效避免服務(wù)器超載。

---- 2． 高可靠性
---- Smart CDN架構(gòu)在互聯(lián)通專用的高速骨干網(wǎng)之上，該主干網(wǎng)絡(luò)提供延遲極小的網(wǎng)絡(luò)連通性，從而保障GSLB的功能正常發(fā)揮和高性能，優(yōu)于基于公網(wǎng)的GSLB。并且，當(dāng)主站點(diǎn)機(jī)房的Internet出口出現(xiàn)故障時(shí)，Smart CDN還能將用戶自動(dòng)、透明地從其他分站點(diǎn)Internet入口導(dǎo)向主站點(diǎn)服務(wù)器，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

---- 3． 高可用性
---- 采用熱備份方法，在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)服務(wù)器鏈路、交換端口和交換機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和故障轉(zhuǎn)移，使應(yīng)用免受故障影響。一旦任何一個(gè)服務(wù)器或服務(wù)器群發(fā)生故障或阻塞，用戶將被自動(dòng)引導(dǎo)到下一個(gè)最佳備份服務(wù)器或站點(diǎn)，從而更進(jìn)一步提高了服務(wù)和內(nèi)容的可用性。

---- 4． 高冗余性
---- Smart CDN運(yùn)行在互聯(lián)通“三環(huán)嵌套”網(wǎng)絡(luò)主干架構(gòu)之上，具有高冗余特點(diǎn)，從而保證了高可靠性和高可用性，這一點(diǎn)和其他基于公網(wǎng)的GSLB解決方案有很大差別。

---- 另外，Smart CDN在服務(wù)上的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在: 通過互聯(lián)通專有鏈路系統(tǒng)，可提高用戶訪問的響應(yīng)速度；保證了兩岸三地區(qū)域內(nèi)多點(diǎn)多地服務(wù)器內(nèi)容同步；消除了峰值訪問（Peak Load）對(duì)出口鏈路及服務(wù)器性能的壓力；提高了租用鏈路的帶寬利用率; 降低了原始Web/FTP網(wǎng)站的負(fù)載等。