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宗  劼:CDN网络平台的建设和应用

我今天从四个方面介绍CDN技术,以及CDN技术在网站方面的应用。

首先看一下CDN的概念。CDN是建立在现有互联网基础上的一个专门为网站提供服务的内容分发平台。CDN在1996年进行研究,由麻省理工学院一个小组提出了一个概念,当时解决的问题是改善互联网的服务质量,他们提出的这个概念,拉近了内容与用户之间的距离,他们在1999年成立了一个专业CDN服务公司,而且为Yahoo提供了专业服务。在中国是从2000年开始由我们公司建立了一个专门CDN服务网络,我们取了一个响亮的名字叫ChinaCache,并在2000年开始为专业门户网站提供CDN服务。

经过两年发展,CDN在国外得到广泛的认可,目前在国外不仅是门户网站,包括大量需要安全的政府门户网站以及大量电子商务网站已经开始广泛采用CDN,在刚刚过去的2004年雅典奥运会上,已经在欧洲采用CDN服务,对整个奥运进行了网上直播。

所有这些应用和这些网站之所以采用CDN服务,就是因为CDN服务能够为网站提供快速、简洁的网上内容发布服务,同时可以保证使用这些网站的用户得到更好的体验,从而彻底解决互联网的访问质量不高的弊病。

最新统计表明,2004年在全球已经使用CDN服务的带宽达到了100个G,CDN服务已经成为互联网上一个不可忽视的增值服务。

下面向大家介绍CDN工作原理以及在CDN网络基础上我们能够为网站提供什么样的应用。

具体介绍CDN工作原理之前,我们先看一下传统互联网的访问方式以及它有什么弊病。大家都知道互联网是上个世纪90年代的一个全球性的网络,随着网络规模的不断扩大,网络的可管理性以及在应用层的可管理性将会越来越突出。大家都知道,在以前对www有一个说法,也就是说世界都在等待,这个问题是怎样导致的呢?是由内容的集中放置,最终的用户分布在广泛的互联网上,在用户访问过程中会经历网上不同的路由交换网络设备。另外一个,在不同的网络运营商之间的带宽瓶颈也会严重影响用户访问质量。根据我们的监测,可以看到中国电信和中国网通目前的网络带宽瓶颈,在白天非常严重。我们看到从北京到广州之间的链路延迟时间,我们发现带宽的瓶颈在短时间不会很快解决,如果要解决的话只能依靠更先进的技术。

另外,对于一个网站来说,它所具备的带宽和服务型的资源都是有限度的,在突发流量访问下,带宽资源和服务器的资源都可能成为用户访问的瓶颈,而影响访问质量。对于网络,传输的设备越多,每个设备都有故障的可能性,出现问题的潜在因素也会增加。传统互联网上内容的集中放置必然导致整个网络的无序流动,使资源整体性降低,从而无法保障有效的服务质量。

CDN的基本思路,在网络的边缘,靠近用户的地方设置大量的内容缓充服务群,可以减少在网络传输过程中存在的潜在因素,这是CDN网络最基本的设计思想。

可能大家一定会提到从你的介绍来看,是不是跟镜像一样的?从基本思路来说是一样的,拉近内容与用户的距离,CDN技术是一个比镜像来说更先进的技术,实际上它有三个地方与镜像有本质的区别,使用CDN,对用户来说是完全透明的,大家也访问过一些网站,这些网站也设置了一些镜像,大家访问网站的时候,要根据自己的位置选择镜像站点,对用户来说不方便,对网站来说也要对页面进行修改。

另外一个CDN跟镜像本质区别就是,CDN网络把用户指向节点的时候,判断节点是否可用,不像镜像站点,访问质量下降才会发现,对网站来说,关注这点比较困难。此外,对镜像来说有一个比较大的问题是内容的同步及镜像站点的维护,因为镜像站点必须完全同步,这个维护的工作量,我相信所有做技术的人来说都是不太愿意采用的方式。另外一旦采用CDN网络的话,事实上可以建立一个公共的网络平台,给不同网站服务,这跟镜像有本质的区别,它只能为网站提供单独的服务,在效率上也是不高的,所以CDN技术是远远领先于镜像的技术,而且必将取代镜像的一个先进技术。CDN网络在基本结构上主要有四个部分组成,除了分布在网络边缘CDN节点之外,必须是一个专业的网络结构,来保证用户访问就近的、可以提供服务的一个最佳节点。除此之外,作为一个专业的网站要有网络管理中心,可以实现全网的数据配置以及对用户数据的配置。

为了保证整个网络的可靠性,也必须要有一个全天候的7X24小时监控,CDN服务就是为了给网站提供一个更加可靠的服务。像CDN技术,大家原来接触的话,CDN是不是只能做静态页面或者图片的服务。随着CDN技术的发展和进步,已经从简单的网页缓存扩大到其他的业务,这些业务都是基于分布网络和分布架构才能够实施。

另外,CDN跟P2P有一个非常好的结合。我们使用P2P和CDN结合以后,可以把一些节点作为P2P重要语言,所有用户可以从不同语言进行下载。这样的好处是有效保证服务质量,可以建立一个可管理、可运营的P2P网络。这项服务对于大的软件升级包、流媒体的网站以及需要下载游戏客户端的网站都会有极大的吸引力。我们在设计P2P、CDN应用的时候,我们使用了一个专门的协议,是基于UDP的协议进行传输,实际上我们都知道P2P有防止堵塞的机制,这些机制在一定程度上保证了它的可靠性,另外一方面又制约了TCP的传输效率,有一个研究数据表明,在网络当中延迟为20%,最高TCP吞吐量低于300Kbps,从而导致效率的下降,使用UDP以后,可以有效提高传输速度5-100倍。

我们认为CDN有非常广阔的发展前景。随着3G和互联网的不断扩展和三网的融合,事实上所有的目标都是为网络上的用户提供更多的内容,更多的增值服务。CDN从它的基本思路来说,把它所有的内容和应用分布在网络边缘来提高用户的访问质量,将会有无限的发展前景。

下面看一下CDN在网站建设中的具体作用。它对于提高网站的访问质量,也就是提高用户感受程度来说是毋庸置疑的。通过前面的介绍,首先能够为网站提供更高可靠的安全服务,使用CDN服务以后,所有的网站都会在CND节点上做一个总节点,这样的话使网站的源服务器有效地保护在CDN网站后面,从而防止黑客在后面攻击。对于CDN节点来说,采用的是专业的设备,而且有专业的安全人员管理,这样可以避免被篡改,同时对一个专业服务网站来说有一个带宽储备,如此大的带宽储备可以在消耗带宽攻击下仍然提供安全可靠的服务。

另外一个可以保障网站的连续服务,从它的设计思路来看,任何一个节点的故障不会影响它的访问,它会自动放在可用的节点上,从而保证了网络的可用性,消除了单点的故障。

另外一个对网站也非常有吸引力,就是应付突发的数据风暴,以及在现在宽带多媒体应用中,CDN市场具有无可替代的作用。在今年年初的时候,在2004年春节联欢晚会上我们和央视合作,当时的服务带宽达到了4.7个G,同时在线人数11万人,在这种访问规模上,不用说一个网站,甚至说我们如果集中放在一个IDC的话,可能这个IDC不能支持无限多的宽带应用。事实上,我们在介绍CDN的时候,经常有人问,网络的带宽不断在扩张,CDN还有生存的意义吗?我想在这里通过这个例子大家可以看到,最终随着用户带宽的不断增加,网络的应用也是在不断的丰富。事实上最终来说,对CDN的需求也是在不断的上升,可以看到在这个例子里面,如果没有一个CDN的网络,事实上是无法支撑如此大规模互联网上的宽带应用。

最后我介绍一下ChinaCache。它在2000年开始建设CDN,截止今年8月份,在中国已经有45个CDN节点,覆盖了中国主要的网络运营商。带宽的储备超过32个G。这是拓扑图,覆盖中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国教育网,都有我们的节点,可以保证在不同的地方和不同的时间,用户可以获得同样的访问资料。这是目前ChinaCache部分用户清单,可以看到人民网、新华网、千龙网等网络媒体在广泛使用CDN服务,还包括一些电子商务网站,像淘宝、EBAY等网站。

除了基础服务以外,还有增值服务,可以解决网站不同业务的需求。经过四年的发展,可以为用户提供基于WEB的客户数据查询系统,可以通过我们的网站页面方便查到自己网站使用的带宽、用户使用的情况。

最后总结一下ChinaCache服务的优势,我们认为使用ChinaCache服务来说,对网站非常方便,对最终用户非常透明,对网站不需要做改动,可以快速启动CDN服务。我们积累了运营经验,网络规模也是最大的,同时开发了自主知识产权的运营系统,同时建立了7X24小时的服务,希望ChinaCache能够为网站提供更好、更优秀的服务。

中国网2004年11月9日

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