一 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用質(zhì)量概述

1.1 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用質(zhì)量

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用質(zhì)量指標——QoE，其主要指標：

服務(wù)成功率：指用戶所請求的服務(wù)成功完成的幾率。

服務(wù)建立時間：指從服務(wù)請求到服務(wù)呈現(xiàn)所花費的時間，并且會因為用戶請求服務(wù)內(nèi)容的不同而表現(xiàn)出微妙到秒級的區(qū)別。

時延：指用戶從發(fā)出請求到獲得結(jié)果的時間。

視聽播放卡頓：指播放音頻或視頻時，由于沒有接收到足夠的數(shù)據(jù)或較低的幀傳輸速率而引起的播放暫停的現(xiàn)象。

圖像清晰度：指圖片會視頻畫面上的細節(jié)信息和邊界信息的清晰程度以及精確還原實物色彩的能力。

1.2 網(wǎng)絡(luò)性能——時延

完整時延：終端處理指令時延——>網(wǎng)絡(luò)時延——>服務(wù)器響應(yīng)時延——>網(wǎng)絡(luò)時延——>終端處理響應(yīng)時延。

網(wǎng)絡(luò)時延：指數(shù)據(jù)分組穿越一個或多個網(wǎng)段所經(jīng)歷的時間。其中路由處理、ADU（用戶數(shù)據(jù)單元）的傳輸、服務(wù)器對用戶請求的處理以及距離產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)時延的主要因素。

發(fā)送時延：指在發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從發(fā)送端進入傳輸介質(zhì)所消耗的時間。發(fā)送時延=數(shù)據(jù)幀長度/發(fā)送速率。

傳播時延：指電磁波在傳播過程中消耗的時間。傳播時延=傳播距離/傳播速率。

處理時延：指服務(wù)器或路由器接收到數(shù)據(jù)分組時，會檢測數(shù)據(jù)分組的頭部，決定將該數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)侥囊粋€鏈路上所需的時間。

排隊延時：指PDU在傳輸鏈路上每一個排隊等待所引起的時間延時的集合。

1.3 網(wǎng)絡(luò)性能——QoS

網(wǎng)絡(luò)的時延、抖動、帶寬以及分組丟失統(tǒng)稱為服務(wù)性能（QoS）指標，可理解為底層分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅苤笜恕?/p>

二 常見互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用部署

2.1 集中式部署

集中式部署存在單點問題，同時不利益系統(tǒng)的擴容，也會帶來網(wǎng)絡(luò)時延過大的問題。

2.2 利用網(wǎng)站鏡像加速

網(wǎng)站鏡像是通過復(fù)制整個網(wǎng)站或部分網(wǎng)頁內(nèi)容并將其重新存儲到其他服務(wù)器，讓用戶在新服務(wù)器依然能夠訪問想獲得的內(nèi)容，并且為主站分擔了網(wǎng)絡(luò)流量。

網(wǎng)絡(luò)鏡像在需要重復(fù)上傳的內(nèi)容過多時會顯得非常麻煩，通常商業(yè)網(wǎng)站一般并不采用鏡像的方法。

2.3 CDN進行加速

CND=智能的鏡像+緩存+流量調(diào)度，CND主要優(yōu)勢如下：

緩解源站服務(wù)器訪問壓力；

優(yōu)化熱點內(nèi)容的分布，合理緩存，減輕骨干網(wǎng)傳輸?shù)牧髁繅毫Γ?/p>

提升用戶的訪問質(zhì)量和體驗，全面提高網(wǎng)站訪問速度；

增強網(wǎng)站服務(wù)的可靠性，解決網(wǎng)站突發(fā)峰值流量問題；

解決不同運營商之間互聯(lián)互通問題造成的影響；

提高安全性，有效防止異常流量對源站的攻擊。

三 CDN基本概念

3.1 CDN的定義

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（Content Delivery Network）是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而實現(xiàn)將源站內(nèi)容發(fā)布和傳送到最靠近用戶的邊緣地區(qū)，使用戶可以就近訪問想要的內(nèi)容，提高用戶訪問的響應(yīng)速度。

內(nèi)容：CDN的內(nèi)容通常是以下兩種：靜態(tài)內(nèi)容以及動態(tài)內(nèi)容。

分發(fā)：CDN的分發(fā)是指利用一定的傳送策略，將用戶請求的內(nèi)容發(fā)布到距離該用戶最近的節(jié)點。

網(wǎng)絡(luò)：CDN由多個（通常成千上萬）分布式服務(wù)器組成，通過服務(wù)器的通信，把內(nèi)容分發(fā)和傳送給終端用戶。CDN各節(jié)點之間是通過電信運營商的寬帶網(wǎng)絡(luò)進行通信，即CDN網(wǎng)絡(luò)是在電信運營商的網(wǎng)絡(luò)之上的一層網(wǎng)絡(luò)。

3.2 CDN基本原理

依靠放置在各地的緩存服務(wù)器，通過全局調(diào)度以及內(nèi)容分發(fā)等功能，將用戶需要的部分內(nèi)容部署到最貼近用戶的地方，將原本低效、不可靠的IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成高效、可靠的智能網(wǎng)絡(luò)，滿足用戶對內(nèi)容訪問質(zhì)量的更高要求，改善互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。

四 CDN工作過程

4.1 基本工作過程

內(nèi)容注入：內(nèi)容注入是CDN能為用戶提供服務(wù)的第一步，是內(nèi)容從源站注入CDN的過程，使得用戶能從CDN系統(tǒng)中獲取源站的內(nèi)容；

用戶請求調(diào)度：用戶請求調(diào)度是用戶向網(wǎng)站發(fā)起請求，最終用戶被引導(dǎo)到最佳的有內(nèi)容的CDN節(jié)點的過程。

內(nèi)容分發(fā)：將用戶所需訪問的內(nèi)容分發(fā)到用戶，或從上級節(jié)點拉去內(nèi)容后，將內(nèi)容分發(fā)到下級節(jié)點。

內(nèi)容服務(wù)：將找到的最靠近用戶的CDN節(jié)點中的內(nèi)容交付給終端用戶。

4.2 CDN內(nèi)容接入

內(nèi)容存儲接入：指源站在發(fā)布內(nèi)容前，提前將內(nèi)容注入到CDN中。采取此方式接入的內(nèi)容將永久存儲在CDN中，直到通過內(nèi)容接入操作指令對該內(nèi)容顯式刪除。

內(nèi)容預(yù)注入：指源站在發(fā)布內(nèi)容前，提前將內(nèi)容注入到CDN中。但采用此方式接入的內(nèi)容并不會永久存儲在CDN中，而僅僅是進行內(nèi)容緩存，CDN會根據(jù)內(nèi)容訪問的熱度情況對緩存的內(nèi)容進行智能刪除。

實時回源：指源站在內(nèi)容發(fā)布之前不向CDN注入內(nèi)容，但當用戶內(nèi)容訪問請求時，CDN實時地從源站拉取內(nèi)容。

4.3 CDN用戶請求調(diào)度

全局調(diào)度：根據(jù)用戶所在地理位置不同，在各個節(jié)點之間進行分析決策，將用戶請求轉(zhuǎn)移到整個網(wǎng)絡(luò)中最靠近用戶的節(jié)點。

本地調(diào)度：通常被限制在一頂?shù)貐^(qū)范圍內(nèi)，并且更加關(guān)注CDN服務(wù)器設(shè)備具體的健康情況與負載情況，根據(jù)實時響應(yīng)時間，將任務(wù)分配給最適合的服務(wù)器設(shè)備進行處理，實現(xiàn)更精細粒度的調(diào)度決策。

4.4 CDN內(nèi)容分發(fā)

Push方式：一種主動分發(fā)的方式，由CDN內(nèi)容管理系統(tǒng)發(fā)起，將內(nèi)容從源站或者中心內(nèi)容庫主動分發(fā)到各邊緣的CDN節(jié)點，分發(fā)協(xié)議通常有HTTP、FTP等。

提示：通過Push分發(fā)的內(nèi)容一般是比較熱點的內(nèi)容，通過Push方式預(yù)先主動分發(fā)到邊緣CDN節(jié)點，可實現(xiàn)有針對性的內(nèi)容提供，屬于一種智能的主動分發(fā)策略。

Pull方式：一種被動分發(fā)的方式，由用戶請求驅(qū)動，當用戶請求的內(nèi)容在本地的邊緣CDN節(jié)點上不存在（未命中）時，該CDN節(jié)點啟動Pull方式從內(nèi)容源或其他CDN節(jié)點實時拉取內(nèi)容，在Pull方式下，內(nèi)容是按需分發(fā)的。

提示：通過Pull分發(fā)的內(nèi)容一般訪問比較集中，例如熱點的流媒體內(nèi)容，Pull方式比較適合內(nèi)容訪問分散的情況。

混合分發(fā)方式：Push和Pull兩種方法結(jié)合的一種機制。一般利用Push方法進行內(nèi)容預(yù)推，Pull方式拉取。

4.5 CDN內(nèi)容服務(wù)

CDN內(nèi)容服務(wù)根據(jù)用戶訪問的內(nèi)分為靜態(tài)內(nèi)容服務(wù)、動態(tài)內(nèi)容服務(wù)。

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