負載均衡技術在CDN中發揮着重要做用

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CDN是一個經策略性部署的總體系統，可以幫助用戶解決分佈式存儲、負載均衡、網絡請求的重定向和內容管理等問題。
　　 其目的是經過在現有的Internet中增長一層新的網絡架構，將網站的內容發佈到最接近用戶的網絡「邊緣」，使用戶能夠就近取得所需的內容，解決 Internet網絡擁塞情況，提升用戶訪問網站的響應速度。從技術上全面解決因爲網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分佈不均而產生的用戶訪問網站響應速度 慢的根本緣由。
　　 CDN提供的是一種新型的網絡構建方式，它是爲能在傳統的IP網發佈寬帶豐富媒體而特別優化的網絡覆蓋層；而從廣義的角度，CDN表明了一種基於質量與秩序的網絡服務模式。其核心就是內容管理和全局的網絡流量管理(Traffic Management)。
　　 經過用戶就近性和服務器負載的判斷，CDN確保內容以一種極爲高效的方式爲用戶的請求提供服務。總的來講，內容服務基於緩存服務器，也稱做代理緩存(Surrogate)，它位於網絡的邊緣，距用戶僅有「一跳」(Single Hop)之遙。
　　 同時，代理緩存是內容提供商源服務器（一般位於CDN服務提供商的數據中心）的一個透明鏡像。這樣的架構使得CDN服務提供商可以表明他們客戶，即內容供 應商，向最終用戶提供儘量好的體驗，而這些用戶是不能容忍請求響應時間有任何延遲的。採用CDN技術，能處理整個網站頁面的70%～95%的內容訪問 量，減輕服務器的壓力，提高了網站的性能和可擴展性。
　 隨着互聯網的發展，用戶在使用網絡時對網站的瀏覽速度和效果越發重視，但因爲網民數量激增，網絡訪問路徑過長，從而使用戶的訪問質量受到嚴重影響。特別是 當用戶與網站之間的鏈路被突發的大流量數據擁塞時，對於異地互聯網用戶急速增長的地區來講，訪問質量不良更是一個急待解決的問題。如何才能讓各地的用戶都 可以進行高質量的訪問，並儘可能減小由此而產生的費用和網站管理壓力呢？內容發佈網絡（Content Delivery Network，CDN）誕生了。
1、CDN是什麼？
---- CDN的全稱是Content Delivery Network，即內容分發網絡。其目的是經過在現有的Internet中增長一層新的網絡架構，將網站的內容發佈到最接近用戶的網絡「邊緣」，使用戶可 以就近取得所需的內容，提升用戶訪問網站的響應速度。CDN有別於鏡像，由於它比鏡像更智能，或者能夠作這樣一個比喻：CDN=更智能的鏡像+緩存+流量 導流。於是，CDN能夠明顯提升Internet網絡中信息流動的效率。從技術上全面解決因爲網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分佈不均等問題，提升用戶訪 問網站的響應速度。
---- 爲更好地理解CDN，讓咱們看一下CDN的工做流程。當用戶訪問已經加入CDN服務的網站時，首先經過DNS重定向技術肯定最接近用戶的最佳CDN節點， 同時將用戶的請求指向該節點。當用戶的請求到達指定節點時，CDN的服務器（節點上的高速緩存）負責將用戶請求的內容提供給用戶。具體流程爲: 用戶在本身的瀏覽器中輸入要訪問的網站的域名，瀏覽器向本地DNS請求對該域名的解析，本地DNS將請求發到網站的主DNS，主DNS根據一系列的策略確 定當時最適當的CDN節點，並將解析的結果（IP地址）發給用戶，用戶向給定的CDN節點請求相應網站的內容。
2、CDN的相關技術
---- CDN的實現須要依賴多種網絡技術的支持，其中負載均衡技術、動態內容分發與複製技術、緩存技術是比較主要的幾個，下面讓咱們簡單看一下這幾種技術。
---- 負載均衡技術
---- 負載均衡技術不只僅應用於CDN中，在網絡的不少領域都獲得了普遍的應用，如服務器的負載均衡、網絡流量的負載均衡。顧名思義，網絡中的負載均衡就是將網 絡的流量儘量均勻分配到幾個能完成相同任務的服務器或網絡節點上，由此來避免部分網絡節點過載。這樣既能夠提升網絡流量，又提升了網絡的總體性能。在 CDN中，負載均衡又分爲服務器負載均衡和服務器總體負載均衡(也有的稱爲服務器全局負載均衡)。服務器負載均衡是指可以在性能不一樣的服務器之間進行任務 分配，既能保證性能差的服務器不成爲系統的瓶頸，又能保證性能高的服務器的資源獲得充分利用。而服務器總體負載均衡容許Web網絡託管商、門戶站點和企業 根據地理位置分配內容和服務。經過使用多站點內容和服務來提升容錯性和可用性，防止因本地網或區域網絡中斷、斷電或天然災害而致使的故障。在CDN的方案 中服務器總體負載均衡將發揮重要做用，其性能高低將直接影響整個CDN的性能。
---- 動態內容分發與複製技術
---- 你們都知道，網站訪問響應速度取決於許多因素，如網絡的帶寬是否有瓶頸、傳輸途中的路由是否有阻塞和延遲、網站服務器的處理能力及訪問距離等。多數狀況 下，網站響應速度和訪問者與網站服務器之間的距離有密切的關係。若是訪問者和網站之間的距離過遠的話，它們之間的通訊同樣須要通過重重的路由轉發和處理， 網絡延誤不可避免。一個有效的方法就是利用內容分發與複製技術，將佔網站主體的大部分靜態網頁、圖像和流媒體數據分發複製到各地的加速節點上。因此動態內 容分發與複製技術也是CDN所需的一個主要技術。
---- 緩存技術
---- 緩存技術已經不是一種新鮮技術。Web緩存服務經過幾種方式來改善用戶的響應時間，如代理緩存服務、透明代理緩存服務、使用重定向服務的透明代理緩存服務 等。經過Web緩存服務，用戶訪問網頁時能夠將廣域網的流量降至最低。對於公司內聯網用戶來講，這意味着將內容在本地緩存，而無須經過專用的廣域網來檢索 網頁。對於Internet用戶來講，這意味着將內容存儲在他們的ISP的緩存器中，而無須經過Internet來檢索網頁。這樣無疑會提升用戶的訪問速 度。CDN的核心做用正是提升網絡的訪問速度，因此，緩存技術將是CDN所採用的又一個主要技術。
3、誰須要CDN？
---- 既然CDN的核心做用是提升網絡的訪問速度，那麼其用戶也就是訪問量很大的網站，例如ICP 、ISP、大型企業、電子商務網站和政府網站等。利用CDN技術，這些網站無需投資昂貴的各種服務器，設立分站點。經過採用CDN，CDN將負責信息傳遞 工做，保證信息正常傳輸，而技術人員只須要維護網站內容，不須要考慮流量問題。這樣，網站可保證用戶獲得更多的新業務，能夠快速訪問網絡上的內容，得到更 好的服務質量。舉個例子來說，對於訪問量比較大，而被訪問內容更新週期比較長的網站，如政府網站，用戶每每進行大量的查詢工做。這類網站比較適合採用 CDN。還有，你們是否注意到，在所謂的寬帶社區中，瓶頸是社區的對外出口。這樣，若是採用CDN無疑對社區用戶使用視頻點播、網絡教育等寬帶應用提供了 保證。
4、CDN的不足
---- 任何一個新事物，在給現有模式帶來改進的同時，也必然存在必定的侷限，CDN也是這樣。據互聯通網絡有限公司的技術經理郭廣中講，實時性不太好是CDN的 致命缺陷。隨着對CDN需求的逐漸升溫，這一缺陷將獲得改進，使來自於遠程服務器的網絡內容網頁與複本服務器或緩存器中的網頁保持同步。解決方法是在網絡 內容發生變化時將新的網絡內容從服務器端直接傳送到緩存器，或者當對網絡內容的訪問增長時將數據源服務器的網絡內容儘量實時地複製到緩存服務器。
5、CDN產品
---- 目前，推出比較成熟的CDN產品的廠家有Cisco、F5和互聯通公司等，前二者的CDN是以硬件系統爲主，然後者的CDN是以軟件爲主的通用平臺，很好地結合了線路和服務優點。下面簡單分析一下互聯通的CDN——Smart CDN。
---- 互聯通採用總體負載均衡（GSLB）、緩存技術（Cache）及鏡像技術（Mirror）相結合的方法，爲客戶提供異地網絡加速服務。具體方案是在網站主 站點之外的用戶集中城市、地區使用互聯通的網絡加速服務，互聯通智能GSLB系統經過互聯通專網，引導網站用戶訪問「最佳」Cache/Mirror服務 器，從而繞過互聯網擁堵鏈路，減輕主站點服務器負載，實現異地網絡加速，並解決了單純Cache/Mirror不能解決的難題。
---- Smart CDN經過DNS解析或HTTP重定向兩種方式工做，經過Cache服務器或異地的鏡像站點完成內容的傳送與同步更新。DNS方式用戶位置判斷準確率大於 85%，HTTP方式準確率爲99%以上。經實際測算，各Cache服務器羣的用戶訪問流入數據量與Cache服務器到原始網站取內容的數據量之比在 2:1到3:1之間，即分擔50%～70%的到原始網站重複訪問數據量（主要是圖片、流媒體文件等內容）。對於鏡像，除數據同步的流量，其他均在本地完 成，不訪問原始服務器。
---- Smart CDN系統基於用戶實際訪問的IP地址判斷用戶位置，直接將用戶訪問指向響應速度最快的站點。整個系統管理簡單，用戶可經過GUI肯定有哪些內容須要作分 布式分發，系統會自動完成內容的複製、更新及數據庫同步的全過程。而且，系統具備自診斷、負載均衡的能力，任何環節發生故障，不會影響整個系統的可訪問 性。
---- 能夠說，負載均衡技術在CDN中發揮着重要的做用，其能力高低對CDN的性能產生直接影響。Smart CDN所採用的負載均衡具備必定的優點，主要體如今以下幾個方面。
---- 1． 高智能化
---- 運用虛擬IP（VIP）地址表明目標服務器和應用，Smart CDN將會話分配到最高可用性的服務器，全程監控每一個會話。服務恢復後自動從新登記，並在轉發客戶機和服務器信息包時提供全地址轉換。Smart CDN採用了包括循環法、最少鏈接法、散列法或最少失誤法等多種不一樣的負載均衡方法，並對個別服務器配置最大鏈接數量閾值和加權值，這樣能夠有效避免服務 器超載。
---- 2． 高可靠性
---- Smart CDN架構在互聯通專用的高速骨幹網之上，該主幹網絡提供延遲極小的網絡連通性，從而保障GSLB的功能正常發揮和高性能，優於基於公網的GSLB。並 且，當主站點機房的Internet出口出現故障時，Smart CDN還能將用戶自動、透明地從其餘分站點Internet入口導向主站點服務器，從而提升了網絡的可靠性。
---- 3． 高可用性
---- 採用熱備份方法，在極短期內對服務器鏈路、交換端口和交換機進行檢測和故障轉移，使應用免受故障影響。一旦任何一個服務器或服務器羣發生故障或阻塞，用戶將被自動引導到下一個最佳備份服務器或站點，從而更進一步提升了服務和內容的可用性。
---- 4． 高冗餘性
---- Smart CDN運行在互聯通「三環嵌套」網絡主幹架構之上，具備高冗餘特色，從而保證了高可靠性和高可用性，這一點和其餘基於公網的GSLB解決方案有很大差異。
---- 另外，Smart CDN在服務上的優點體如今: 經過互聯通專有鏈路系統，可提升用戶訪問的響應速度；保證了兩岸三地區域內多點多地服務器內容同步；消除了峯值訪問（Peak Load）對出口鏈路及服務器性能的壓力；提升了租用鏈路的帶寬利用率; 下降了原始Web/FTP網站的負載等。