数据中心优化技术CDN让人们在“云”中漫步 CDN+P2P

2014-01-14    来源:D1Net    编辑:佚名
云计算技术这几年持续火热,但让普通的人们大众并未能切身感受到,似乎离人们的生活很遥远,是一种触不可及的实现技术。

  云计算技术这几年持续火热,但让普通的人们大众并未能切身感受到,似乎离人们的生活很遥远,是一种触不可及的实现技术。的确,数据中心是云计算技术最佳的落地点。而人们的生活虽然无时无刻都与数据中心有关,但真正有机会走进数据中心的人并不多。而人们通过网络去访问各种网站、云盘、VPN网络等,的确实际是通过电信号访问远在几千公里甚至跨海几万公里的各个数据中心所承载的应用业务。在互联网初期,能访问,实现互通人们就已经很满足,然而随着网络的普及,网络走进了人们的普通生活。人们在使用网络时已经开始对网站的浏览速度和效果愈加重视,但由于网民数量激增,网络访问距离过长,从而使用户的访问质量受到严重影响,尤其是广域网的网络带宽是有限制的,而且使用网络带宽的费用是昂贵的,因此广域网的带宽资源非常紧张。当人们与网站之间的链路被突发的大流量数据拥塞时,对于异地互联网用户急速增加的地区来说,访问质量不良更是一个急待解决的问题。

  面对这样的问题,CDN技术应运而生。CDN即Content Delivery Network,内容分发网络。CDN是建立并覆盖在承载网之上、由分布在不同区域的服务节点组成的分布式网络。它通过一定规则将源内容传输到最接近用户的边缘,使用户可以就近取得所需的内容,减少对骨干网的带宽要求,提高用户访问的响应速度。从CDN技术的描述不难看出,通过CDN技术可以讲远端数据中心的信息传输到本地服务器上,本地用户访问本地服务器即可完成业务。这和H3C用户大会上提出的云点解决方案很类似,本质上就是将远端数据中心的源内容拷贝到用户距离最新的服务器虚拟机上,然后用户直接访问云点即可。云点和源内容的数据中心保持了同步,这样大大减轻了广域网的带宽压力。绝大多数的访问都是重复的,如果都会访问远端数据中心,广域网的带宽就很快会被这些重复的流量所占满,CDN充分利用本地服务器满足人们访问需求,让人真正置身于云中,在云中漫步。

  自1998年第一个CDN从MIT实验室诞生到现在,CDN技术得到了迅速发展。在国际上,ITU、IETF、W3C等组织早在2000年左右就开始CDN的标准化工作。自2007年以来,随着互联网视频业务的快速发展,CDN的重要程度也日益提高,CDN标准化重新受到IETF、ETSI等主要标准组织的重视。2011年,IETF成立CDNI工作组,着手研究CDN互通问题。CDNI工作组已经在CDN互联互通需求、问题、框架、路由协议等方面进行了研究,已经发布了一些得到共识的草案(Draft),其中CDNI互联互通总体架构已经得到业界的认可。除了IETF之外欧州还主动发起Alicante计划、思科发起的Pilot验证网也都是为探讨CDN技术的互联互通进行了研究。

  CDN是在现有的Internet中增加一层新的网络架构,将网站的内容发布到最接近人们的网络“边缘”,使人们可以就近取得所需的内容,解决Internet广域网的网络拥塞状况,提高访问网站的响应速度。从技术上全面解决由于网络带宽小、人们访问量大、网点分布不均等原因,解决人们访问网站响应速度慢的根本原因。典型的CDN有五个部分组成,如图1所示:

数据中心优化技术CDN让人们在“云”中漫步

图1:CDN网络组成示意图

  CDN是在互联网上虚拟出来的一层网络结构,主要包括图1所示的五个部分。其中源服务器就是真正的网站所在的数据中心服务器。节点Cache服务器就是位于各个云点的服务器,在节点Cache服务器上保存着人们频繁访问的网站内容的副本。GSLB控制服务器是专用的具有高可靠和高冗余性的设备,其作用是将源服务器的流量传输到工作正常的节点Cache服务器上。GSLB可以自动判断用户的来源,有效地保证访问需求被分配到离其逻辑上最近、最健康的节点Cache服务器上。内容管理系统根据内容提供商提供的内容和目标客户群, 对访问需求预先做出判断是否将当前的内容的缓存或缓存多久、或不保留在Cache服务器中而直接回源服务器等等。为了保证整个系统的正常运转,每个CDN网络都有一个网络管理系统。它负责实现分布检测和集中告警,保证在第一时间内发现故障、定位故障,并在监控网络连通的同时对应用层的各项服务进行实时监控。

  CDN技术具有动态内容路由、高速缓存机制、动态内容分发与复制、负载均衡等多种功能,最大限度地减轻骨干网络流量, 提高用户访问的响应速度、质量及网络资源的利用率, 降低成本, 达到优化数据中心网络的总体性能。我们在建设数据中心时,不能一味的建造规模巨大的数据中心,还要兼顾末端节点,只有在多地建造多个分级节点,才能有效缓解数据中心的网络带宽压力。CDN技术虽然发展很快,但是也存在着一些不足。如带宽的局限性:互联网是由大大小小多个网络组成的,不同的网络对信息流量处理是不相同的,并且还受到各节点的路由器处理信息能力的限制。还有DNS问题,当一个客户对CDN服务器发出请求,CDN应从距客户最近的节点Cache服务器给出客户所需的内容信息,但客户的请求需要通过CDN的域名服务器DNS进行转发,而DNS所在的地理位置可能远离客户所需服务的节点Cache服务器,因为即便是一个大型网络也只有数量有限的几台DNS服务器提供域名服务。再有就是安全问题,在数据中心的边缘,安全防护最为薄弱,易受攻击,甚至可以通过这些节点服务器进入到数据中心核心服务器,从而给整个数据中心带来伤害。当然,任何一种技术使用时都有利弊,CDN虽然还有很多不完善的地方,但这阻碍不了CDN普及的趋势。可以预见,未来的数据中心尤其是云数据中心更加需要CDN技术。

  CDN提升了人们访问数据中心的体验感,实现所见即所得。在云计算逐渐普及的今天,让人们能够真正享受到云计算所带来的好处,实现人们在“云”中漫步。

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