内容分发网络技术在云计算中的应用

云存储构建于互联网之上，如何降低网络延迟、提高数据传输率是关系到云存储性能的关键问题。尽管有一些通过本地高速缓存、广域网优化等技术来解决问题的研究工作，但离实际的应用需求还有一定的距离。内容分发网络（CDN，Content Delivery Network）是一种新型网络构建模式，主要是针对现有的Internet进行改造，其基本思想就是尽量避开互联网上由于网络带宽小、网点分布不均、用户访问量大等影响数据传输速度和稳定性的弊端，使数据传输得更快、更稳定。

CDN是一种提高网络内容，特别是提高流媒体内容传输的服务质量、节省骨干网络带宽的技术。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的CACHE（缓存）层，将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”的节点，使用户可以就近取得所需的内容，解决Internet网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度（图6-7）。CDN从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因，解决用户访问网站响应速度慢的根本原因。

狭义地讲，CDN是一种新型的网络构建模式，它是为能在传统的IP网发布宽带丰富媒体而特别优化的网络覆盖层；从广义的角度看，CDN代表了一种基于质量与秩序的网络服务模式。

简单地说，CDN是一个经策略性部署的整体系统，包括分布式存储、负载均衡、网络请求的重定向和内容管理4个要件，而内容管理和全局的网络流量管理（Traffic Management）是CDN的核心所在。通过用户就近性和服务器负载的判断，CDN确保内容以一种极为高效的方式为用户的请求提供服务。总的来说，内容服务基于缓存服务器，也称作代理缓存（Surrogate），它位于网络的边缘，距用户仅有“一跳”（Single Hop）之遥。同时，代理缓存是内容提供商源服务器（通常位于CDN服务提供商的数据中心）的一个透明镜像。这样的架构使得CDN服务提供商能够代表他们客户，即内容供应商，向最终用户提供尽可能好的体验，而这些用户是不能容忍请求响应时间有任何延迟的。据统计，采用CDN技术，能处理整个网站页面的70%～95%的内容访问量，减轻服务器的压力，提升了网站的性能和可扩展性。

(www.xing528.com)

图6-7　CDN的示意图

与目前现有的内容发布模式相比较，CDN强调了网络在内容发布中的重要性。通过引入主动的内容管理层的和全局负载均衡，CDN从根本上区别于传统的内容发布模式。在传统的内容发布模式中，内容的发布由ICP的应用服务器完成，而网络只表现为一个透明的数据传输通道，这种透明性表现在网络的质量保证仅仅停留在数据包的层面，而不能根据内容对象的不同区分服务质量。此外，由于IP网的“尽力而为”的特性使得其质量保证是依靠在用户和应用服务器之间端到端地提供充分的、远大于实际所需的带宽通量来实现的。在这样的内容发布模式下，不仅大量宝贵的骨干带宽被占用，同时ICP的应用服务器的负载也变得非常重，而且不可预计。当发生一些热点事件和出现浪涌流量时，会产生局部热点效应，从而使应用服务器过载退出服务。这种基于中心的应用服务器的内容发布模式的另外一个缺陷在于个性化服务的缺失和对宽带服务价值链的扭曲，内容提供商承担了他们不该干也干不好的内容发布服务。

目前的CDN服务主要应用于证券、金融保险、ISP、ICP、网上交易、门户网站、大中型公司、网络教学等领域，另外，在行业专网、互联网中都可以用到，甚至可以对局域网进行网络优化。利用CDN，这些网站无须投资昂贵的各类服务器、设立分站点，特别是流媒体信息的广泛应用、远程教学课件等消耗带宽资源多的媒体信息，应用CDN网络，把内容复制到网络的最边缘，使内容请求点和交付点之间的距离缩至最小，从而促进Web站点性能的提高，具有重要的意义。CDN网络的建设主要有企业建设的CDN网络，为企业服务；IDC的CDN网络，主要服务于IDC和增值服务；网络运营上主建的CDN网络，主要提供内容推送服务；CDN网络服务商，专门建设的CDN用于做服务，用户通过与CDN机构进行合作，CDN负责信息传递工作，保证信息正常传输，维护传送网络，而网站只需要内容维护，不再需要考虑流量问题。