CDN内容分发网络

CDN内容分发网络（英文:Content Delivery Network，缩写为CDN）是一种提供更快互联网访问的服务，通过在网络的边缘或核心交换区域部署内容代理服务器来实现。这些服务器使用全局负载调度机制来分发内容，从而构建了广泛的网络系统。

1996年，麻省理工学院提出了CDN的概念。——Akamai，全球第一家CDN网络运营商，1999年开始提供商业服务。自2002年以来，ArrayNetworks和Cisco等许多制造商增加了对CDN产品的投资，国际数据公司（IDC）企业也基于自己的数据中心建立了自己的CDN网络。 www.qwbaike.cn

CDN由内容管理系统、内容路由系统和缓存节点网络三部分组成，涉及内容路由技术、内容分发技术、内容存储技术和内容管理技术，包括专业的CDN服务提供商、电信运营商、互联网公司等三大服务提供商，可以缓解互联网网络拥塞，提高互联网服务的响应速度，改善用户的业务体验。 www.qwbaike.cn

在20世纪90年代，大多数人通过拨号上网。当时带宽很低，网民数量相对较少，因此内容源服务器和骨干传输网络没有太大压力。然而，随着互联网技术的进步和网民数量的增加，内容源服务器和骨干传输网络的压力越来越大。1995年，麻省理工学院教授、互联网发明者之一蒂姆·伯纳斯·李博士预见到互联网拥堵将成为发展的最大障碍。为了解决这个问题，他提出了一个学术问题:发明一种全新的方法，可以从根本上解决互联网内容在不拥塞的情况下无法传输的问题。最终，这个学术问题催生了一项创新的互联网服务，它就是CDN。

Berners-Lee博士的团队建立了世界上第一家CDN网络运营商Akamai。1999年，该公司开始提供商业服务并于同年成功上市，达到了当时最大的IPO。1998年，中国第一家专业CDN服务公司ChinaCache成立。从1999年到2001年，全球互联网发展迅速，对HTTP页面内容加速的需求非常大，CDN成为业界关注的焦点。Akamai和Limelight分别代表了CDN行业的两种发展模式，即“节点租赁”和“节点自建”，引领了全球CDN行业的技术趋势。 www.qwbaike.cn
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2001年，因为股市的恐慌，第一次互联网泡沫破裂，大量。网络公司倒闭，网站关闭。CDN客户数量一夜之间暴跌，CDN行业几乎立即进入停滞期。2002年，美国大型电信运营商美国电话电报公司推出了CDN流媒体内容分发架构。自2004年以来，随着互联网的恢复和发展，流媒体服务的发展和Web 2.0的兴起使CDN再次流行起来。云计算的兴起也对CDN产生了巨大影响。一方面，许多云计算平台在向外界提供服务时不可避免地依赖CDN分发能力。另一方面，CDN本身的技术特性使其类似于一种云服务。因此，许多云计算平台提供商也进入了CDN领域，这推动了CDN技术和服务在新阶段的发展。2006年，国际电信联盟（ITU）将CDN纳入IPTV标准化文档系统。

2010年，云计算浪潮推动CDN技术和业务发展进入新阶段。根据欧洲知名电子咨询公司Informa Telecoms & Media发布的《内容分发网络市场趋势报告》，2012年全球内容分发网络市场规模达到20亿美元。2014年，全球CDN市场规模为37.1亿美元。2016年达到60.5亿美元，2010年至2015年全球CDN市场的复合年增长率为27.7%。2016年，全球CDN流量已达32275 Pb/月。Alexa Top 1k和Top 10k网站中，美国CDN服务商占70%，中国CDN服务商份额在0.5%至3.5%之间。到2023年2月，中国超过95%的CDN节点支持IPv6。

CDN通常由三部分组成，即内容路由系统、内容管理系统和缓存节点网络。这三部分分别构成了CDN的管理平面、控制平面和数据平面。 www.qwbaike.cn

内容路由系统：内容路由系统是负责将用户请求导向适当设备的关键组件。内容路由系统通常通过使用负载平衡系统来实现这一功能。其目标是确保用户的请求被合理地分配到不同的设备上，以实现高效的内容交付。通过使用负载均衡系统，内容路由可以根据设备的负载、网络状况等因素动态决定将请求路由到哪个设备，从而实现负载均衡和性能优化。内容路由系统的主要任务是调度用户的请求，并确保它们快速准确地传输到适当的设备以提供良好的用户体验。内容路由系统使CDN具有调度功能，指迁移流量并为用户选择合适的网络节点以供后续访问。CDN通过接收终端侧发起的接入请求，监控全网节点的健康状态、负载和内容分布，并根据调度策略将终端调度到最佳边缘节点。

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内容管理系统：内容管理系统主要负责内容管理，包括内容注入和发布、内容分发、内容审核和内容服务。内容管理系统确保内容顺利注入和发布到CDN系统中，确保内容在每个节点上的高效分发，并对内容进行审核以确保其符合规范和要求。此外，内容管理系统还提供与内容相关的服务，如内容搜索、索引、备份等功能，使用户可以轻松访问和管理所需的内容。简而言之，内容管理系统在整个CDN系统中发挥着重要作用，为用户提供便捷的内容管理和服务支持。CDN的内容管理功能是指对互联网内容进行集中分析、呈现和决策。完成数据采集、用户交互和数据展现、基础数据管理、资源视图管理、统计分析、缓存操作管理、运营统计分析、节点设备管理、平台管理等服务。 www.qwbaike.cn

缓存节点网络：缓存节点网络用于支持CDN服务。它是专门为最终用户提供内容而设计的设备。这些节点分布在世界各地，并智能地放置在网络拓扑中，以便最有效地向用户提供内容。缓存和CDN组可以直接向用户终端提供内容服务，并负责在网络边缘临时存储内容。同时，它们还提供诸如本地调度、访问控制、Web服务、媒体服务、文件下载等服务。，并直接向用户提供接入服务。

CDN是在用户和服务器之间增加一个缓存层，将用户的请求引导到缓存中以获取源服务器的数据，主要通过接管DNS来实现。首先，用户向浏览器提供要访问的域名；其次，浏览器调用域名解析库解析域名。由于CDN调整了域名解析流程，解析函数库一般会获取域名对应的CNAME记录。为了获得实际的IP地址，浏览器需要再次解析获得的CNAME域名以获得实际的IP地址。第三步，解析获得CDN缓存服务器的IP地址，浏览器获得实际IP地址后向缓存服务器发送访问请求；第四步，缓存服务器根据浏览器提供的待访问域名，通过缓存内部专用DNS获取该域名的实际IP地址，然后缓存服务器向该实际IP地址提交访问请求；第五，缓存服务器从实际IP地址获取内容后，一方面将其保存在本地以备将来使用，另一方面将获取的数据返回给客户端以完成数据服务过程；第六，客户端显示缓存服务器返回的数据，完成整个浏览数据请求过程。 www.qwbaike.cn

负载平衡系统：CDN通过负载均衡系统向用户提供服务。负载平衡系统将帮助用户根据一些标准选择合适的缓存服务器。首先，CDN将根据用户的IP地址确定最近的服务器，以确保低网络延迟。其次，CDN将根据用户请求的URL中的内容名称来确定想要获取内容的用户及其服务器。最后，CDN将查询每个服务器的当前负载，并决定哪些服务器仍具有服务能力，以确保高效的内容分发。负载均衡系统是整个CDN的核心，可以通过多种方式实现，包括DNS、应用层重定向、传输层重定向等。

CDN内容分发网络

推拉：推和拉是两种分发模式。这两种模式主要通过索引、缓存、分流、组播等技术将内容发布或交付到最近的远程服务点。在推送分发模式中，内容管理系统发起传输，从中央媒体服务器分发内容的边缘节点通常分发热点内容。拉模式是被动分发，通常由用户请求发起，分发的内容基于个人需求。 www.qwbaike.cn

袭击：由于CDN系统分为中心媒体服务器和远程服务点，因此需要考虑两个方面的存储。中央媒体服务器中的数据规模和吞吐量非常大，一般使用NAS等海量存储架构。PoP节点的存储不仅需要考虑多种格式的兼容性，还需要支持多个文件的吞吐量并保证可靠性和稳定性，因此独立磁盘冗余阵列（RAID）技术被广泛应用。使用RAID技术，可以将多个硬盘合并为一个硬盘，以提高数据传输效率和数据安全性。

监控技术：通过内部和外部监控系统，可以获得网络组件的状态信息，以及内容分发的端到端性能（如丢包、延迟、平均带宽、启动时间、帧率等。）可以进行测量，以确保网络处于最佳运行状态。它可以减轻服务器的压力，提高网站的性能和可扩展性。

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内容协议：当域名服务范围在中国大陆或全球以外时，CDN支持HTTP和HTTPS协议，但不支持FTP、TCP、UDP、WSS等协议。当域名服务范围为中国大陆时，CDN支持HTTP、HTTPS、WebSocket和WSS协议，但不支持FTP、TCP、UDP等协议。

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对等网络：P2P是点对点的，这意味着从一个节点到另一个节点的点对点传输。P2P技术将用户结合成一个网络，共享带宽并一起处理信息。P2P可以直接在用户和客户端之间交换内容，实现大规模的内容传输。通过使用集中式或分布式目录服务，P2P可以在不依赖服务器的情况下传递内容，并且其性能将随着用户规模的增加而提高。通过将P2P的可扩展性与CDN的可靠性和可管理性相结合，可以建立一个流媒体内容分发平台，该平台可以管理电信级的内容应用程序并提供高质量的服务。

根据市场运营商的定位，CDN服务提供商可分为三类:专业CDN服务提供商、电信运营商和互联网企业。
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专业CDN服务提供商：专业CDN服务提供商以Akamai和Limelight Networks为代表，其中Akamai是美国和全球最大的CDN服务提供商。根据《内容分发网络（CDN）白皮书》（2014年），Akamai的EdgePlatform已经在超过75个国家和地区部署了10万台服务器，Akamai已经建立了五个业务类别。2013年10月，Akamai发布了新的“开放战略”，加强第三方应用程序与Akamai CDN网络的整合。 www.qwbaike.cn

电信运营商：电信运营商以美国电话电报公司、英国电信和德国电信为代表。2010年底，英国电信（BT）开始提供“批发内容连接”（WCC）服务，以满足快速增长的互联网视频加速需求。为了提供WCC服务，英国电信在英国部署了20个缓存，可以将流量的调度优化到传统CDN服务器的20倍。美国电话电报公司公司推出了ECDN（企业内容分发网络），这是一项为企业客户提供的特殊服务。这项服务对视频行业的推送速度比Akamai（快30%）和Limelight（快50%）快得多。

互联网公司：互联网公司以亚马逊和谷歌为代表。2008年11月，亚马逊宣布推出名为“CloudFront”的CDN服务。这项服务是CDN、IDC和云计算的集成，是对亚马逊“S3”（在线存储服务）和“EC2”（弹性计算云）服务的补充。“CloudFront”采用灵活的收费机制，按流量收费，没有入门费或月租费，没有空间使用限制，也无需签署客户合同。

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