有线网CDN边缘部署

黄大伦 彭小英

（1.中国移动通信集团广西有限公司钦州分公司 广西壮族自治区钦州市 535000）（2.广西英华国际职业学院 广西壮族自治区钦州市 535000）

1 CDN简介

如图1所示，CDN（Content Delivery Network），即内容分发网络。是一项非常有效的缩短时延技术，基本原理是将远端内容复制到用户相对集中访问的地区或网络中的广大缓存服务器中，利用全局负载技术，用户的访问将会指向距离最近的缓存服务器上，由缓存服务器响应用户请求，目的是使用户尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，就近取得所需内容，使内容传输的更快、更稳定，从技术上解决了由于网络带宽小、用户访问量大、站点分布不均等问题，提高用户访问网站的响应速度。

2 CDN主要应用场景

视频直播加速：提供便捷接入、高清流畅、低延迟的音视频直播服务。

互联网流媒体：基于HTTP 的在线视频、音乐等媒体加速。

WEB 站点/应用加速：能够将Web 站点静态和动态内容分离，有效加速内容加载速度。

文件下载加速：支持各类文件、升级包、软件等下载分发，提升回源速度。

移动应用加速：移动APP 内图片、页面、短视频、网络游戏、微信等动态应用加速，提升用户访问体验。

3 CDN概况

如图2所示，CDN 分发网络包括三层：内容管理层、调度分发层和边缘服务层。

3.1 内容管理层

内容管理平台（CRS）包括本地内容索引、本地内容拷贝、本地内容访问信息收集三个方面，主要由统计分析模块、数据采集模块、资源视图管理模块、用户交互及数据展示等模块构成，是对互联网内容进行集中展现、分析、决策的支撑平台，可以有效地实现内容的存储共享，涵盖了内容发布、注入、分发、调整、传递等一系列过程。因此，通过内容管理平台可将本地内容从原来的一级Cache 设备提高到CDN 节点，大大提高了CDN 延展性和扩展性，增强了综合能力。

3.2 调度分发层

本层最基本的工作单元是Cache 设备，Cache 负责用户请求的统一调度、内容网络的运营管理，负责与源站点的内容进行同步。同时，调度分发层对最终用户的访问请求进行直接响应，并把缓存于本地的内容快速地提供给用户。调度分发层主要包括以下四个子系统：

图1：CDN 示例图

图2：CDN 整体架构图

3.2.1 调度控制子系统（简称TCS）

由于整个CDN 资源是有限的，在有限的资源下，各个服务器的服务质量也存在着差异，为了保证整个系统的正常运行，合理分配资源对于整个平台来说至关重要，因此，用户请求调度、调度策略管理、节点状态管理和内容管理是调度控制子系统必不可少的子功能，TCS 可以监测全网节点的健康状态、负载情况及内容分布情况，根据调度策略将终端调度到最佳的边缘节点。

3.2.2 运营管理子系统（简称OMS）

图3：CDN 分发流程示意图

图4：CDN 边缘部署组网示例图

负责对业务层面与外界系统交互所需要的工作数据进行收集、整理、分析，因此，运营管理子系统具有客户管理、产品管理、计费管理、统计分析等功能，全面掌控相关的运营数据，通过分析改进管理方法和体系，实现运营管理的良性循环，并支持面向总部管理员、各省管理员及CP/SP 客户的分权分域管理。

3.2.3 内容中心子系统（简称CCS）

在边缘服务节点内容未命中的场景下，根据回源策略配置，内容中心可作为回源汇聚的核心点，为边缘节点提供统一回源服务。根据运营策略设置，内容中心也兼具边缘节点能力，在特定场景下可直接面向用户终端提供内容服务。

3.2.4 溯源中心子系统（简称GCS）

溯源中心部署在CMNET 骨干网络出口处，根据回源策略配置，能够对出网访问流量进行解析，监控访问量，从而减少的内容网络的整体出网回源流量。溯源中心直接接入内容管理层，受内容管理平台的统一管理。

3.3 边缘服务层

边缘服务层由边缘节点子系统（简称SNS）组成，主要是由负载均衡设备和Cache 组成，边缘节点作为直接面向用户终端提供内容服务的实体，能够为用户提供一个进入网络的通道和其他服务器通讯功能。边缘节点就近部署，负责存储热点内容，同时还提供本地调度、访问控制、Web 服务、媒体服务、文件下载服务等功能。边缘节点服务使用客户可以将计算、转发等业务下沉至边缘，降低响应时延和宽带成本。

4 CDN分发流程

CDN 分发流程示意图如图3所示。

（1）终端用户向本地DNS 服务器(这里是省移动LDNS)发起域名www.abc.com 的解析请求；

（2）本地DNS 向客户授权DNS 服务器发起www.abc.com 的解析请求；

（3）客户授权DNS 服务器以CNAME 方式返回中国移动CDN 权威DNS 域名www.abc.10086.cn；

（4）本地DNS 向中国移动CDN 权威DNS 请求www.abc.10086.cn 的解析IP；

（5）中国移动CDN 权威DNS 计算出当前为用户提供服务的最佳CDN 本地节点，反馈最佳CDN 节点IP 为本地DNS；

（6）本地DNS 将最佳CDN 节点的IP 地址反馈给终端客户；

（7）终端客户访问最佳CDN 节点（图中本地CDN 节点3）；

（8）本地CDN 节点做出相应。

5 CDN边缘部署示例

CDN 边缘部署组网示例图如图4所示。

CDN 系统能够支持多样化的流量调度技术，按照指定的策略将源站点内容分发至靠近用户的加速节点，使用户可以就近获得所需的内容，解决Internet 网络拥挤的状况，提高用户访问的响应速度和成功率，从而有效提升用户业务的使用体验，平衡承载网络资源的利用、能保障运营商自营业务的发展。

6 结语

随着移动公司家庭宽带业务、有线数据业务的快速发展，“魔百和”业务的持续推广以及IPTV 业务的推出，未来CDN 流量还将继续保持快速增长的趋势。通过将CDN 下沉至地市CMNET 城域网，实现边缘部署，能够大大减少本地上行传输流量、提高用户使用感知度。为此，后续还需加大扩容力度并进一步下沉CDN 边缘服务节点才能满足流量快速增长的需求。同时在云计算时代的虚拟化技术、云存储，也可以采用CDN 系统作为加速手段，获得更高的访问效率和更优的用户体验。