IP网络内容分发技术.doc

IP网络内容分发技术

聂秀英
摘要与传统的PSTN不同，IP网络主要为用户提供基于服务器/客户端的非对称的数据业务。由于IP网络服务的无地域性和无国界性，在用户数量达到一定程度时，用户对信息的消费会给包含有受用户欢迎的信息内容的服务器造成巨大的压力，同时造成接近于这些服务器的骨干网络的拥塞。最近几年内作为解决这些问题的内容分发技术成为业界的研究热点之一，本文主要介绍目前IP网络上较多采用的CDN(contentdistributionnetwork，内容分发网络)技术、组播技术和端到端技术等几种IP网络内容分发技术。关键词内容分发网络信息服务端到端HYPERLINK"http://www.it201.com/"通信1、概述进入2l世纪，IP网络上的信息越来越多，人们对信息的需求也越来越多。尽管IP网络的传输带宽越来越宽，用于存储内容信息的服务器性能和容量越来越高，但人们依然抱怨信息网络的传输速度低，获得的信息不够准确、不够快。造成这种现象的原因是作为信息存储媒体的服务器性能(存储容量、存取速度)的提高速度赶不上众多用户提取信息的需求。目前，视频信息占IP网络上传输信息总量的很大一部分。为了解决这个困扰业界的内容分发问题，研究人员尝试采用各种方式。本文将从信息业务存在的问题入手，介绍几种IP网络上的内容分发技术。2、IP网络上的信息服务存在的问题与PSTN主要提供交互式端对端对称的电话业务不同，IP网络主要提供服务器到客户端的非对称数据业务。IP网络上的信息服务方式基本上是由用户向存储有各种信息的服务器申请其希望得到的信息，由服务器根据用户的请求向用户发送其欲得到的信息内容。IP网络上最受用户欢迎的Web业务是一种基于服务器/客户端的业务，其业务模型如图1所示。
图1以服务器/客户端方式提供信息服务的业务模型
从图l中可以看出，在每一个webHYPERLINK"http://www.it201.com/"网站存储有不同信息内容的情况下，由于IP网络本身访问的无地域性和距离性，分布在世界不同地点的用户均可以到相同的服务器中访问内容，这样一方面会造成服务器本身的处理速度的瓶颈，另一方面会造成骨干网络业务量的拥塞。VOD业务是一种主要向用户提供视频信息的Web业务，由于其信息服务器中所存储的信息以视频信息为主，因此处理速度及拥塞问题尤为突出。为解决这两个问题需要有很好的内容分发技术。简单的思路便是将作为信息源的服务器分布式配置，使用户尽可能地“分散”访问，以减轻个别服务器和局部骨干网络的压力。但是，将信息源分布放置后，会出现如何管理内容信息在这些服务器中的存放，用户如何找到其欲访问的信息源的问题。3、内容分发技术基于客户端/服务器方式的非对称的数据业务的大量应用，会造成网络不同方向和不同局部的业务流量的不平衡，特别是服务于所有用户的服务器的压力尤为突出。为此人们便开始研究各种解决IP网络内容分发问题的技术。下面主要介绍用于内容分发的CDN技术、组播技术和端到端下载技术。3.1CDN技术CDN是构建在IP网络之上的内容发布网络，其主要目的是通过该网络的构建减小IP骨干网络的传输压力，将连接到IP网络上的内容信息更迅速地分发到全球范围内连接到IP网络上的用户终端。CDN技术最先应用于全球范围内最受欢迎的WebHYPERLINK"http://www.it201.com/"网站。如图2所示，CDN网络主要由初始服务器、分布在网络“边缘”的缓存服务器、重定向DNS服务器和内容交换服务器组成。其中，初始服务器负责完成生成服务器信息内容；缓存服务器负责存储初始服务器的部分或全部信息内容；为用户进行地址解析的DNS服务器判断出用户所访问的HYPERLINK"http://www.it201.com/"网站采用了CDN技术进行内容分发时，将用户申请内容解析用的URL信息转发给重定向DNS服务器，重定向DNS服务器根据接收到的URL信息、转发URL的DNS服务器的地址信息以及HYPERLINK"http://www.it201.com/"网站在构建CDN时缓存HYPERLINK"http://www.it201.com/"网站的配置情况，将距离转发URL的DNS服务器最近的缓存HYPERLINK"http://www.it201.com/"网站的IP地址发送给DNS服务器，DNS服务器再将接收到的IP地址信息转发给用户，最终用户利用所接收到的IP地址完成与其“较近”的缓存HYPERLINK"http://www.it201.com/"网站的连接，通过接受“就近”的缓存HYPERLINK"http://www.it201.com/"网站所提供的服务达到减轻骨干IP网络的传输压力、提高服务质量的目的。