目前流媒體技術(shù)被廣泛使用，很多視頻的點(diǎn)播、直播業(yè)務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)廣告等都應(yīng)用了流媒體技術(shù)，這些給互聯(lián)網(wǎng)提供商的服務(wù)器帶來了巨大的壓力。通過構(gòu)建CDN網(wǎng)絡(luò)將流媒體內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)“邊緣”，使用戶可以“就近取材”。在構(gòu)建新型CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，需要考慮到流媒體業(yè)務(wù)快速發(fā)展帶來的網(wǎng)絡(luò)沖擊，同時(shí)也需要考慮到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商最需要解決的問題。流媒體業(yè)務(wù)拓?fù)鋱D：

一個(gè)視頻從源站出發(fā)，經(jīng)過內(nèi)容存儲(chǔ)中心以及各級節(jié)點(diǎn)最終到達(dá)各地用戶時(shí)會(huì)消耗很長的時(shí)間，而用戶時(shí)不希望等待這么長時(shí)間的。在規(guī)劃CDN時(shí)就需要注意內(nèi)容傳輸?shù)臅r(shí)延問題。標(biāo)準(zhǔn)的CDN總體架構(gòu)示意圖：

從整體來看，分為內(nèi)容庫與流服務(wù)節(jié)點(diǎn)二級架構(gòu)。具體來說，可以劃分為內(nèi)容庫模塊、流服務(wù)緩存模塊、全局調(diào)度RR模塊以及網(wǎng)絡(luò)管理模塊：

（1）內(nèi)容庫模塊

包括源站、內(nèi)容中心、區(qū)域中心等，作為CDN中的核心部分，提供的功能是對內(nèi)容資源進(jìn)行一系列的操作，如存儲(chǔ)并管理內(nèi)容資源、將內(nèi)容分發(fā)給下級節(jié)點(diǎn)等，并提供內(nèi)容在CDN中的多副本分布式存儲(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源以及寬帶資源的合理利用。利用FTP實(shí)現(xiàn)內(nèi)容注入，利用分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)Ceph來實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及利用Nignx來實(shí)現(xiàn)HTTP下載內(nèi)容分發(fā)功能。

（2）流服務(wù)緩存模塊

作為CDN中直接為用戶提供流服務(wù)的模塊，在面對用戶請求時(shí)，將先在本地查找用戶請求的內(nèi)容，當(dāng)本地名優(yōu)命中是，則將請求轉(zhuǎn)發(fā)到上級節(jié)點(diǎn)，并一邊從內(nèi)容服務(wù)器獲取資源，一邊對外提供服務(wù)。其中，緩存功能分擔(dān)了內(nèi)容庫的壓力，并加速了服務(wù)。采用多種開源軟件相結(jié)合來設(shè)計(jì)流服務(wù)緩存模塊。其中Squid來實(shí)現(xiàn)高速緩存，OSPF+LVS+Keepalived和Nginx+Lua協(xié)同實(shí)現(xiàn)本地負(fù)載均衡。

CDN邊緣節(jié)點(diǎn)緩存策略一般都會(huì)遵循h(huán)ttp標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過http響應(yīng)頭中的Cache-control: max-age的字段來設(shè)置CDN邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)緩存時(shí)間。當(dāng)客戶端向CDN節(jié)點(diǎn)請求數(shù)據(jù)時(shí)，CDN節(jié)點(diǎn)會(huì)判斷緩存數(shù)據(jù)是否過期，若緩存數(shù)據(jù)并沒有過期，則直接將緩存數(shù)據(jù)返回給客戶端；否則，CDN節(jié)點(diǎn)就會(huì)向源站發(fā)出回源請求，從源站拉取最新數(shù)據(jù)，更新本地緩存，并將最新數(shù)據(jù)返回給客戶端。

CDN緩存時(shí)間會(huì)對“回源率”產(chǎn)生直接的影響。若CDN緩存時(shí)間較短，CDN邊緣節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)常失效，導(dǎo)致頻繁回源，增加了源站的負(fù)載，同時(shí)也增大的訪問延時(shí)；若CDN緩存時(shí)間太長，會(huì)帶來數(shù)據(jù)更新時(shí)間慢的問題。開發(fā)者需要增對特定的業(yè)務(wù)，來做特定的數(shù)據(jù)緩存時(shí)間管理。

（3）全局用戶請求調(diào)度模塊—增加調(diào)度策略的內(nèi)容

RR主要用于完成用戶的請求訪問調(diào)度，為用戶分配合適的流媒體節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)。RR會(huì)根據(jù)CDN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況等，將用戶的視頻請求重定向到最合適的流媒體節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)有主流CDN中通過專用的負(fù)載均衡硬件（例如F5、Radware等）來實(shí)現(xiàn)的。提供了Round Robin等12種局域負(fù)載均衡算法和Global Availability等15種廣域負(fù)載均衡算法，按照調(diào)度策略是靜態(tài)配置還是動(dòng)態(tài)生成，分為靜態(tài)調(diào)度方法和動(dòng)態(tài)調(diào)度算法。

在調(diào)度管理模塊中，首先，基于DNS層面的調(diào)度，最終結(jié)果是將域名解析權(quán)完全交給RR/GSLB，利用BING+SQL來搭建DNS調(diào)度管理系統(tǒng)，RR會(huì)根據(jù)用戶的HTTP請求找出可用的流媒體服務(wù)節(jié)點(diǎn)，并將HTTP請求轉(zhuǎn)發(fā)給該節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)為用戶提供服務(wù)，利用開源Nginx來搭建HTTP的調(diào)度服務(wù)。

（4）網(wǎng)絡(luò)管理模塊

能夠以用戶體驗(yàn)為中心，對整個(gè)CDN中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)地掌握網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的健康狀況，及時(shí)處理故障節(jié)點(diǎn)，保障CDN的可靠性。一般采用Zabbix、InfluxDB來實(shí)現(xiàn)。

CDN的關(guān)鍵技術(shù)有負(fù)載均衡、路由調(diào)度、內(nèi)存緩存、服務(wù)鑒權(quán)等，后續(xù)會(huì)繼續(xù)給大家?guī)�來這些關(guān)鍵技術(shù)的分享。（來源：青榴實(shí)驗(yàn)室）

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