Q:什麼是CDN？CDN是什麼意思？
CDN的全稱是內容分發網絡。其目的是通過在現有的Internet中增加一層新的網絡架構，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，提高用戶訪問網站的響應速度。
CDN有別於鏡像，因爲它比鏡像更智能，或者可以做這樣一個比喻：CDN=更智能的鏡像+緩存+流量導流。因而，CDN可以明顯提高Internet網絡中信息流動的效率。從技術上全面解決由於網絡帶寬小、用戶訪問量大、網點分佈不均等問題，提高用戶訪問網站的響應速度。
隨着目前寬帶網絡建設的迅猛發展，其應用越來越豐富，使得寬帶用戶迅速增加，對骨幹網構成了極大的壓力。其中，佔用網絡帶寬最大的流媒體應用和軟件下載業務佔了很大比重，且該比例還會隨着寬帶的普及而迅速增長。對於當前應用而言，減少訪問流量的擁塞及用戶的訪問響應時間，是一個亟待解決的問題。於是，CDN（內容分發網絡）網絡出現了。
●傳統的DNS解析過程在將主機域名轉換爲IP地址時，並不預先判斷該服務器是否正常工作，若該服務器已停機，便會造成服務中斷。
●互聯網缺乏一個專門的中央管理結構，以及產品和技術標準。因此，不同網絡間的兼容以及不同網絡運營商／ISP之間的傳輸瓶頸等問題使得數據的流通受到限制。
●現有的互聯網以數據包傳輸爲基礎，任何一個數據包的丟失或出錯都必須重新發送，從而導致延遲。
●現有的路由技術以路由器工作狀態的歷史數據爲依據來確定當前數據包的傳輸路徑，這往往會導致數據傳輸所經過的路徑並不是當前最佳路徑。
CDN系統通過在網絡各處放置節點服務器，構成在現有互聯網基礎之上的智能虛擬網絡層，能儘量避開互聯網上可能影響數據傳輸速度和穩定性等瓶頸問題，使內容傳輸的更快、更穩。CDN系統能夠實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況以及到用戶的距離、響應時間等綜合信息，將用戶的請求重新導向離用戶最近的服務節點上。對用戶來說，通過CDN系統，不但使得到響應的時間被大大縮短，而且連接質量也大大提高，從而有效提高了上網訪問的總體性能。對於網絡運營商而言，則大大的減小骨幹網的壓力，將對骨幹網壓力最大的流媒體內容和下載業務放置到網絡的邊緣。
CDN的關鍵技術
（1）雙重認證技術
系統中提供了基於流媒體服務內核的認證插件，以驗證用戶是否有效登錄。每當用戶請求某個節目流時，在流媒體服務內核上，就會對用戶身份進行一次確認，如果用戶是從正常途徑訪問的，則可播出該節目流，否則，流服務器將拒絕爲用戶提供該節目流。利用基於流媒體服務內核的認證插件，可有效地防止用戶利用StreamBox等工具來下載流媒體內容。
（2）負載均衡
包括本地服務器和廣域網上各個CDN節點之間的負載均衡，根據實際的流量和負荷狀況，將用戶的請求在不同服務器之間合理分配。
系統通過節目的自動發佈、分發和調度，將一些熱門的節目內容分佈到多臺視頻服務器上，用戶在登錄時，就近訪問視頻服務器，以達到平攤負載的目的。在系統的應用服務器上，將實時登記各臺視頻服務器當前的網絡流量，並根據其他一些用戶定義的策略，計算出各視頻服務器當前的負載加權指數，該指數說明了服務器當前的負載情況，應用服務器對多臺視頻服務器的另權指數進行排序。當用戶訪問寬頻網站並進行點播時，通過相應認證後，應用服務器開始爲用戶分配視頻服務器資源。此時，優先選擇負載最輕的服務器爲用戶服務。
（3）內容分發
爲使節目的分佈合理，使儘可能多的用戶點播能夠路由到用戶最近的媒體終端，CDN系統可提供如下的節目分佈策略：按點播率的大小分佈、根據節目的更新時間、推薦度進行分發和淘汰，也可支持管理員進行指定文件的分佈。
CDN的網絡結構
對於寬帶信息源網絡建設的結構，必須着重考慮應用的佈局合理性，儘量將應用推向用戶端旁路應用的數據流量，避免造成骨幹網絡的擁塞。
寬帶應用網絡支撐平臺CDN可簡單的分爲核心層和接入層。
（1）核心層
核心層作爲CDN網絡層次結構中的頂端，核心節點是整個CDN網絡運行、管理和維護的核心，所有的用戶內容請求都會由核心節點進入CDN網絡，並由CDN網絡根據用戶和網絡的實際情況，爲用戶指定一個合理的CDN接入層節點進行服務。
作爲CDN網絡的核心節點可不直接參與對用戶的服務，而是作爲CDN運作的中樞，完成如下的主要功能：
a）負責所有用戶的內容請求根據用戶的信息做出準確的用戶就近性判斷，並根據判斷的結果，將用戶的請求分發到指定的分節點。
b）負責CDN的內容分發管理把需要服務的內容通過合適的格式和方式，分發到所有的骨幹CDN節點。
（2）接入層
接入層作爲CDN網絡的邊緣層，強調對用戶的分佈式服務，主要完成的功能包括：
●流媒體平臺的緩存節點，提供分區高速內容緩存；
●廣播業務分佈點，提供兩級應用廣播服務；
●部分應用前端分佈節點；
CDN的業務功能
a）靜態內容發佈 向網絡用戶提供迅速、可靠的內容發佈服務，對訪問用戶的請求就近響應。
b）改善網站服務質量 CDN系統中先進的內容路由及網管系統實時將網站的每位用戶引導至最佳的一個服務節點，網站的內容則由該節點傳達給網絡用戶。
c）緩解數據風暴 CDN可有效減少網站服務器的負荷，防止網站熱點信息內容被頻繁點擊時出現問題。
d）穩定的服務性能 通過先進的負載均衡技術，CDN可確保其系統運行在最優化狀態。
此外，先進的網管系統可對服務器進行實時檢測，確保其隨時處於正常、健康的工作狀態。如有問題發生，則立即切換至備份服務器，以保證用戶的連續訪問，爲解決故障贏得寶貴的時間。
CDN的業務應用
（1）VOD視頻點播系統
VOD是視頻點播技術的簡稱，也稱交互式電視點播系統，可根據用戶的需要播放相應的視頻節目，從根本上改變用戶過去被動式看電視的不足。
系統提供基於流媒體方式的點播業務，流媒體的後臺支持如MPEG1／2／4、REALSERVER和微軟的MEDIASERVER，用戶在進行視頻點播時，可很方便地實現按類別的節目瀏覽、各類關鍵字進行節目查詢、查看節目排行表、輸入自己的影評、查看別人的影評、進行節目預覽等操作。
（2）遠程教學系統
在CDN應用平臺上，可利用直播功能實現同步教學內容的網上直播，同時提供自動錄播功能錄製成課件；也可製作多媒體課件併發布到課件點播服務器上，實現基於多媒體系統的遠程教育。此外，還可提供網絡互動交流功能，方便學生和教師進行文字、語音、視頻等多媒體交流。
（3）遠程醫療系統
在CDN應用平臺上，利用直播功能實現中心醫院與基層醫院就疑難病症進行會診、指導治療與護理、對基層醫務人員的醫學培訓等。遠程醫療對於一些中、小醫院有着重要的意義，即可同時得到大醫院的醫學專家的諮詢和會診。
（4）多媒體互動廣告插播
多媒體廣告插播功能對於一個商業化運營的系統極爲重要，可作爲VOD業務的支撐手段和重要補充。在CDN應用平臺中，提供完善的廣告插播功能，包括流媒體廣告插播、文字廣告插播、FLASH廣告插播等。
除此之外，它還有其他具有行業特色的應用，如大型網站新聞發佈、大型遊戲網站分佈、大型活動網上直播系統等。
VOD系統設計
（1）核心節點系統設計
核心包括以下子系統：WEB服務子系統、認證服務器、CDN調度／下載服務器、流媒體播出服務子系統、DRM認證服務子系統、數據庫服務子系統、後備存儲NAS系統、內部管理服務子系統等。
1）WEB服務器主要是爲用戶提供寬帶內容網站WEB服務。
2）CDN資源調度服務器是CDN調度的核心，通過該服務器將網絡存儲設備上的節目分發到各個視頻服務器上。
3）視頻服務器可根據不同的應用需要提供不同的併發能力，以同時服務本地的寬帶用戶。
a）內存要求 服務器上需要至少30MB的預留內存，另外視頻每Kbit/s流量至少需要12KB的內存。250併發節目流的視頻需要的最少內存爲：30MB+12KB×250×500Kbit/s=1.53GB，因此需配置2GB，以爲將來擴展留出餘量。按500Kbit/s流速率播出節目時，每小時節目需要的磁盤存儲容量爲500Kbit/s×3600秒/8/1000=225MB。在每臺視頻服務器上，若配置了4×73GB=292GB的磁盤陣列，能存儲1300小時的節目。
b）網卡配置 若節目採用MEDIA格式的流媒體傳輸，傳輸流速率爲28.8Kbit/s到10Mbit/s，當傳輸流速率在500Kbit/s左右時能提供達到SVCD質量的視頻傳輸效果，並且能方便ADSL客戶進行點播。250個500Kbit/s的節目流需佔用250×500Kbit/s=125Mbit/s的網絡帶寬，但在網絡傳輸時，效率一般只有70%左右，因此，需要在視頻服務器上配置1塊1000M以太網卡。
c）帶寬需求 若核心節點採用10臺視頻服務器，提供10×250=2500個併發節目流的服務能力。按各節目流500Kbit/s計算，核心節點實際進行視頻碼流輸出所需網絡帶寬爲500K×2500=1.25G。
4）DRM認證服務器主要負責對同時在線訪問的用戶進行身份驗證。本系統中，採用數字版權管理（DRM），主要用以對流媒體節目的內容進行保護。在以往，當系統不採用DRM保護時，用戶通過各種途徑盜用媒體資源鏈接或下載媒體內容後，便可免費使用媒體內容，或進行再次分發，造成運營商的巨大損失。而採用DRM系統後，DRM打包機器將根據系統的加密算法和密鑰對媒體內容進行加密，此後再將媒體內容通過各種載體（如CD-ROM、媒體服務器等）進行發佈；當用戶得到加密的媒體內容後，必須先到發放節目的供應商的認證中心進行身份認證和繳納相應的費用，纔可得到授權的解密密鑰，媒體播放器利用這個解密密鑰將媒體內容進行解密後，便可以播放了。
由於DRM對媒體內容的加密可包括靜態的文件或動態的節目流，因此，十分便於在各種場合應用，可對在線的視頻直播和點播節目進行管理。同時，也可提供加密節目下載，但只有授權的用戶才能解開節目進行觀看。
5）數據庫服務器用於用戶的信息資料存儲，並能同時滿足用戶對數據庫的併發訪問。
6）NAS網絡存儲設備解決服務器存儲方式下帶來的存取等瓶頸問題。它將信息存儲設備與服務器分開，網絡用戶可通過網絡實現對存儲設備的直接存取訪問，把存儲設備當作標準網絡設備，進行直接存取。
在各視頻服務器上，配置的SCSI磁盤陣列，按照80/20的比例，將這部分空間用於存儲全系統中20%左右的熱門節目，而剩下的80%的冷門節目則由網絡存儲設備存儲，只有在需要時，纔會被調度到各視頻服務器上去。因此，網絡存儲設備的要求主要是容量大，對I／0輸出等則要求不高，主要用於後備節目的存放，並通過CDN調度服務器分發到各個流服務器上。
（2）分發節點設計
在邊緣分發節點，提供500個500K的併發節目流輸出，因此，需要兩臺視頻服務器。每臺視頻服務器提供250個併發節目流，需要250×500K=125Mbit/s的網絡帶寬資源，至少需要配置2FE。