CDN的关键技术有哪些？

随着宽带网络和宽带流媒体应用的兴起，CDN(通常被称为内容分发网络Content distribution network)作为一种提高网络内容，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，在国内外得到越来越广泛的应用。

内容路由技术

CDN负载均衡系统实现CDN的内容路由功能。它的作用是将用户的请求导向整个CDN网络中的最佳节点。最佳节点的选定可以根据多种策略，例如距离最近、节点负载最轻等。负载均衡系统是整个CDN的核心，负载均衡的准确性和效率直接决定了整个CDN的效率和性能。

负载均衡可以通过多种方法实现，主要的方法包括DNS、应用层重定向、传输层重定向等等。

对于全局负载均衡而言，为了执行就近性判断，通常可以采用两种方式，一种是静态的配置，例如根据静态的IP地址配置表进行IP地址到CDN节点的映 射。另一种方式是动态的检测，例如实时地让CDN节点探测到目标IP的距离(可以采用RRT，Hops作为度量单位)，然后比较探测结果进行负载均衡。当 然，静态和动态的方式也可以综合起来使用。

对于本地负载均衡而言，为了执行有效的决策，需要实时地获取Cache设备的运行状态。获取的方法一般有两种，一种是主动探测，一种是协议交互。主 动探测针对SLB设备和Cache设备没有协议交互接口的情况，通过ping等命令主动发起探测，根据返回结果分析状态。另一种是协议交互，即SLB和 Cache根据事先定义好的协议实时交换运行状态信息，以便进行负载均衡。比较而言，协议交互比探测方式要准确可靠，但是目前尚没有标准的协议，各厂家的 实现一般仅是私有协议，互通比较困难。

内容分发技术

内容分发包含从内容源到CDN边缘的Cache的过程。从实现上看，有两种主流的内容分发技术:PUSH和PULL。

PUSH是一种主动分发的技术。通常，PUSH由内容管理系统发起，将内容从源或者中心媒体资源库分发到各边缘的Cache节点。分发的协议可以采 用HTTP/FTP等。通过PUSH分发的内容一般是比较热点的内容，这些内容通过PUSH方式预分发(Preload)到边缘Cache，可以实现有针 对的内容提供。对于PUSH分发需要考虑的主要问题是分发策略，即在什么时候分发什么内容。一般来说，内容分发可以由CP(内容提供商)或者CDN内容管 理员人工确定，也可以通过智能的方式决定，即所谓的智能分发。它根据用户访问的统计信息，以及预定义的内容分发的规则，确定内容分发的过程。

PULL是一种被动的分发技术，PULL分发通常由用户请求驱动。当用户请求的内容在本地的边缘Cache上不存在(未命中)时，Cache启动PULL方法从内容源或者其他CDN节点实时获取内容。在PULL方式下，内容的分发是按需的。

在实际的CDN系统中，一般两种分发方式都支持，但是根据内容的类型和业务模式的不同，在选择主要的内容分发方式时会有所不同。通常，PUSH的方式适合内容访问比较集中的情况，如热点的影视流媒体内容;PULL方式比较适合内容访问分散的情况。

在内容分发的过程中，对于Cache设备而言，关键的是需要建立内容源URL、内容发布的URL、用户访问的URL，以及内容在Cache中存储的位置之间的映射关系。

内容存储技术

对于CDN系统而言，需要考虑两个方面的内容存储问题。一个是内容源的存储，一个是内容在Cache节点中的存储。

对于内容源的存储，由于内容的规模比较大(通常可以达到几个甚至几十个TB)，而且内容的吞吐量较大，因此，通常采用海量存储架构。如NAS和SON.

对于在Cache节点中的存储，是Cache设计的一个关键问题。需要考虑的因素包括功能和性能两个方面:在功能上包括对各种内容格式的支持、对部分缓存的支持，在性能上包括支持的容量、多文件吞吐率、可靠性、稳定性。

其中，多种内容格式的支持要求存储系统根据不同文件格式的读写特点进行优化，以提高文件内容读写的效率，特别是对流媒体文件的读写。

部分缓存能力指流媒体内容可以以不完整的方式存储和读取。部分缓存的需求来自用户访问行为的随机性，因为许多用户并不会完整地收看整个流媒体节目， 事实上，许多用户访问单个流媒体节目的时间不超过10分钟。因此，部分缓存能力能够大大提高存储空间的利用率，并有效地提高用户请求的响应时间。但是部分 缓存可能导致内容出现碎片问题，需要进行良好的设计和控制。

Cache存储的另一个重要因素是存储的可靠性，目前，多数存储系统都采用了RAID技术进行可靠存储。但是不同设备使用的RAID方式各有不同。