第一章
1.1 CDN的基本概念和产生背景
广义的互联网由两层组成。一层是“TCP/IP为代表的网络层”,一层是“WWW为代表的应用层”。
假设我们把网络层比喻成铁轨,把应用层比喻成在铁路上运行的列车。那么我们需要了解,在这条连通Service和用户之间信息传输的铁轨上会存在哪些影响因素?
第一,“第一公里”。就是网站服务器接入互联网的入口,叫做带宽。带宽决定了这个网站能为用于提供的访问速度和并发访问量。
第二,“最后一公里”。就是互联网接入用户的最终出口,叫做用户接入带宽。随着光纤接入为手段的宽带提速服务,该问题已基本得到解决。
第三,“互联关口”。就是不同运营商之间的互联互通问题。一般不同运营商之间只有两三个互联互通点。如图,A到C、B到C都要经过同一个互联互通点,则难免会面临拥堵。
第四,“长途骨干传输”。Service到用户之间这条铁轨的长途运输,使得长距离传输时延、骨干网拥塞无法避免。
在应用层中,SP在不断优化“服务响应时间”。
服务响应时间包括“服务器响应时间”(包括协议处理时间、程序性能优化、内容读取速度)和“网络时延”(数据报文在网络传递中被各个路由器交换机转发产生的时延总和)。
互联网领域有一个“8秒定律”,用户访问一个网站时,如果等待网页打开的时间超过8s,会有超过30%的用户放弃等待。
1.2 CDN的基本工作过程
(1)用户点击URL,经过本地DNS系统解析,DNS系统会最终将域名的解析权交给CNAME指向的CDN专用DNS服务器。
1.3 CDN的发展历史
CDN缘起:
1995年互联网的发明者之一Tim Berners-Lee提出要解决互联网内容无拥塞分发的技术挑战。 Leighton博士及其数学团队开发了数学法则来处理内容的动态路由计算。成立Akamai(阿卡迈)公司,是全球第一家CDN网络运营商。
CDN第一次发展浪潮:
2001年LimeLight Network公司成立。Akamai和LimeLight分别代表“节点租用”和“节点自建”两种发展模式。1998年国内第一家CDN服务提供商——蓝汛(ChinaCache)成立。2000年网宿成立。2001年新浪成为国内第一次CDN服务的商业用户。
CDN第二次发展浪潮:
2004年互联网回暖、流媒体发展、Web2.0兴起。首先,网游、网络视频等的发展对服务器和网络带宽的压力更大;其次,网站的内容类型增加;且,CDN能够提供加速的内容类型也不断丰富,已从单纯的内容加速拓展到应用和服务的加速。
未来:
云计算技术在CDN系统中的应用会对CDN产生什么样的影响?
1.4 CDN对互联网产业的价值和作用
第一,CDN促进了整个互联网产业的进一步分工。
第二,对于电信运营商,CDN是真正体现管道智能化的技术。
第三,CDN促进了互联网上除运营商和SP之外的第三服务业的蓬勃发展。
第二章
2.1 CDN的系统架构
2.1.1 功能架构
分发服务系统:主要作用是实现将内容从内容源中心向边缘的推送和存储。该系统实际由N个Cache设备组成。Cache一方面直接响应客户请求快速提供内容,另一方面要与源站点同步。根据CDN加速的内容和服务类型的不同,该系统会分为多个子服务系统,构成一个分布式服务集群。
负载均衡系统:主要功能是负责对所有发起服务请求的用户进行访问调度。
运营管理系统:是CDN系统的业务管理功能实体,负责处理业务层面的与外界系统交互所必需的一些收集、整理、交付工作。
网络管理系统:实现对CDN系统的网络设备管理、拓扑管理、链路监控和故障管理,为管理员提供对全网资源进行集中化管理操作的界面,通常基于Web实现。
2.1.2 部署架构
边缘层:负责为用户提供内容服务的Cache设备应部署在物理上的网络边缘位置。
中心层:负责全局性管理和控制的设备组成。若边缘层Cahce未命中则会向中心层请求,若中心层仍未命中则需要中心层向源站回源。
区域层:区域层是考虑到规模较大时避免边缘层直接向中心层请求负载过大,则部署一个区域层负责一个区域的管理和控制,也保存部分内容副本供边缘层访问。
节点是CDN系统中最基本的部署单元。按功能分类,中心节点和区域节点称为骨干点;边缘节点称为POP(point-of-presence)节点。
每个节点都由Cache设备+SLB设备组成。