CDN技術及其在IPTV系統中的應用

1.內容分發系統CDN 

隨著Internet的迅速發展，用戶數量和信息量快速增長，為解決網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分布不均等問題，在現有網絡技術基礎上，內容分發網絡CDN技術應運而生。 

CDN是一個經策略性部署的內容快遞整體系統，它的內容服務通過增加緩存服務器來完成，緩存服務器位于網絡的邊緣，通常距用戶僅有'一跳'之遙。即，CDN通過在現有的Internet中增加一層新的網絡架構，將網站的內容發布到用戶附近。使用戶可以就近取得所需的內容，提高用戶訪問網站的響應速度。同時，緩存服務器是內容提供商ICP （Internet Content Provider）源服務器（通常位于CDN服務提供商的數據中心）的一個透明鏡像。這樣的架構使得CDN服務提供商能夠代表內容提供商向最終用戶提供盡可能好的服務。 

2.CDN的工作原理 

CDN以定制服務為基礎，即網站事先向CDN服務提供商要求使用其CDN服務。當用戶訪問使用了CDN服務的網站時，其解析過程不再是以傳統的輪詢方式來響應本地DNS （Domain Name System）的解析請求，而是充分考慮用戶發起請求的位置和當時的網絡情況，利用CDN系統的智能動態負載均衡技術，來決定把用戶的請求定向到離用戶最近并且負載相對較輕的節點服務器上，使得用戶的訪問能得到更及時更可靠的響應。同時，各個節點服務器利用軟件刷新確保與ICP網站的源服務器的數據同步，使得用戶能夠隨時訪問CDN的節點服務器并得到與源服務器完全相同的內容。 

圖2-1說明了用戶訪問使用了CDN服務的網站的完整過程。 

（1）用戶向瀏覽器提供要訪問的網站域名； 

（2）瀏覽器向本地DNS （LDNS）請求對該域名進行解析； 

（3）本地DNS將解析請求發送到ICP的授權域名服務器（Authoritative DNS），授權域名服務器通知本地DNS相應請求的CDN授權域名服務器為訪問控制系統ACS （Access CDNtrol System）； 

（4）本地DNS向ACS發出域名解析請求； 

（5）ACS根據預設策略（通常考慮的是就近性和服務器負載），選擇最佳CDN服務節點（CDNN），并將結果（IP地址）返回本地DNS； 

（6）本地DNS將該CDNN的IP地址發給用戶； 

（7）用戶根據得到的IP地址向該節點發出請求； 

（8）CDN節點服務器響應用戶的請求提供相關內容。如果該節點己經 有用戶請求的內容，則直接響應；如果沒有，則該節點會回到用戶請求的源站點取得結果并將結果返回給該用戶，同時將結果保存在代理服務器中，以響應隨后的用戶請求。 

3.CDN技術在IPTV中的應用 

IPTV系統對于用戶的服務質量有很高的要求，而且要保證播放的流暢。在廣域網內，從用戶的客戶端到流媒體服務器之間經過了一個很復雜的路由以后，就很難保證播放的流暢了。為了克服網絡復雜路線帶來的制約，在IPTV中必須通過邊緣服務來實現最終用戶的點播服務，所以要把內容從中心服務器有效地分發到邊緣服務器，就可以通過CDN把內容從中心存儲服務器分發到邊緣服務器。 

通過CDN技術，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。在一個CDN網絡中主要包含的功能實體包括：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人點，完成內容邊緣存儲的設備通常都采用Cache技術來實現。 

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。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，如內容的注人和發布、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。