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对互联网动态内容说Yes:CDN动态内容加速技术初

时间:2014-06-09 13:24来源:网络整理 作者:采集侠 点击:
互联网大量的网页内容需要根据用户的请求动态生成,此时传统的CDN缓存加速技术也显得越来越力不从心。在此情况

   传统的CDN通过将内容主动分发或被动缓存到分布式部署的服务节点,用户通过节点就近下载数据,避免长途数据包的长距离传输,从而达到提升用户的访问速度的目的。但随着互联网中微博、论坛等实时交互性业务的广泛应用,大量的网页内容需要根据用户的请求动态生成,这时候边缘节点的缓存数据无法被重复使用,传统的缓存加速技术也显得越来越力不从心。在此情况下,动态内容加速技术应运而生。

   从技术角度而言,动态内容加速是CDN领域近年来最大的一项突破。2008年,Akamai率先将该技术实用化,并开始提供应用及动态页面加速产品;此后海外主流的CDN服务商,包括LimeLight、Level3、Amazon等均对CDN网络进行升级,并开始提供动态内容加速相关的商用产品。2010年之后,国内主流CDN服务提供商也纷纷研发并上线了面向动态内容的加速产品:蓝汛CDN称之为动态应用加速技术,网宿CDN的全站加速产品(WSA, Whole Site Accelerator),以及帝联CDN的全内容加速(ACA, All Content Acceleration)。

   动态内容加速技术的思想是充分利用CDN大量节点的优势,将请求及响应消息以最快的路径传送至对端,最大程度降低传输过程中的时延。其核心是动态路由优化技术,CDN管控中心系统首先引导用户访问距离其最近的边缘节点,通过该边缘节点进入CDN网络,随后数据包的路由完全由CDN接管,通常会按照CDN节点之间的链路质量和延时,寻找一条最快的传输路径,将报文传输至源站。CDN节点之间通过专有链路或者VPN连接,以保障节点之间的传输质量。

下图给出了用户请求被引导的流程:


1) 用户解析请求传送至CDN全局管控中心,管控中心向用户终端返回最优的边缘服务节点地址;

2) 用户向该服务节点发出访问请求;

3) CDN网络内部的传输将按照管控中心指定的路由策略,按照最优路径访问;

4) 数据包被传递到高速接入源站点的服务节点,通过该节点将数据包转发至源站点;


   CDN通常会通过实时采集节点的服务状态和网络链路质量等信息,来作为判据进行最优路径判断,常用的策略还包括部署位置、跳数、往返时间(RTT)、丢包率等等。其整体目标是在用户进入的边缘节点A和内容中心/源站B之间寻找到更低RTT和更小丢包率的最佳路径。

由于CDN内部节点之间的传输链路质量好、带宽大,QoS通常能够得到有效保障,为进一步提升传输效率, CDN还会针对这种网络环境对动态访问进行针对性的加速。典型的技术包括:

   1. 连接复用:通过节点与节点、节点与源站之间的TCP连接复用,保证每次动态请求到达时,服务节点和源网站之间的通路中连接都已经建立,减少因TCP建链所引发的时延;

   2. TCP协议优化:通过对TCP协议栈进行定制和参数优化,对传统TCP的拥塞控制机制、慢启动机制等进行调优,例如设置较大的初始窗口、更有针对性的超时重传机制和慢启动模型等等。下图给出了一个典型的TCP优化后的滑动窗口变化模型。

      

    还有一些CDN服务商在节点之间采用私有的传输协议代替TCP协议,来进一步提升数据的在CDN内部的传输速度。

 


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