內容分發網路原理與實踐

《內容分發網路原理與實踐》是2020年1月人民郵電出版社出版的圖書，作者是唐宏、陳戈、陳步華、余媛。

基本介紹

• 中文名：內容分發網路原理與實踐
• 作者：唐宏、陳戈、陳步華、余媛
• 出版社：人民郵電出版社
• 出版時間：2020年1月
• 頁數：211 頁
• 定價：79 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787115488039

內容簡介

內容分發網路原理與實踐

本書分三部分系統地分析了CDN基本原理與關鍵技術、如何選擇合適的CDN提升業務質量、利用開源軟體設計自有CDN等相關技術原理。首先介紹CDN關鍵技術原理，然後介紹CDN不同的運營與建設模式，最後介紹了利用開源軟體搭建CDN的方案。通過本書讀者可以較為深入的了解CDN關鍵技術、CDN市場與業務、CDN的初步設計與開發。

圖書目錄

作者序　2

2

第　一部分 CDN基本原理與關鍵技術　11

1　影響網際網路套用質量的關鍵　11

1.1　網際網路套用發展　11

1.2　網際網路套用質量　12

1.2.1　質量是網際網路套用的生命　12

（1）　用戶對網際網路套用質量的期望　12

（2）　網際網路套用質量指標--QoE　13

1.2.2　網路性能是影響質量的關鍵　14

（1）　網路性能對網際網路套用質量的影響　14

（2）　網路傳送性能指標--QoS　17

1.3　提高網際網路套用質量的方法　18

1.3.1　集中式部署帶來的問題　18

1.3.2　利用網站鏡像加速　18

1.3.3　利用CDN進行加速　19

（1）　網際網路2:8法則　19

（2）　CDN的加速作用　21

2　CDN基本原理　24

2.1　CDN的基本概念　24

2.1.1　CDN的定義　24

2.1.2　CDN可承載的內容　24

2.2　CDN的工作過程　25

2.2.1　CDN的基本工作過程　25

2.2.2　CDN內容接入　27

（1）　內容存儲接入　28

（2）　內容預注入　28

（3）　實時回源　28

2.2.3　CDN用戶請求調度　29

（1）　全局調度　29

（2）　本地調度　29

2.2.4　CDN內容分發　30

（1）　Push方式　30

（2）　Pull方式　31

（3）　混合分發方式　31

2.2.5　CDN內容服務　32

（1）　靜態內容服務　32

（2）　動態內容服務　33

3　典型的CDN架構與組網　34

3.1　CDN功能平面　34

3.2　CDN內部網元　35

（1）　內容中心節點　35

（2）　區域節點　36

（3）　邊緣服務節點　36

（4）　全局內容路由　36

（5）　運維管理　37

（6）　運營管理及適配　37

（7）　接口　37

3.3　CDN部署架構　39

3.4　CDN間組網　40

4　CDN關鍵技術　43

4.1　統一內容ID　44

4.1.1　統一資源定位符　44

4.1.2　CDN內容統一ID　45

4.2　本地負載均衡（SLB）　45

4.2.1　負載均衡技術　45

4.2.2　負載均衡的技術分類　46

（1）　基於DNS的負載均衡　46

（2）　基於客戶端的負載均衡　46

（3）　基於OSI模型的負載均衡　47

4.2.3　負載均衡的算法　48

4.3　用戶請求路由調度（RR）/全局負載均衡（GSLB）　50

4.3.1　基於DNS的用戶調度　50

（1）　智慧型DNS技術　50

（2）　基於DNS重定向調度　53

（3）　策略的優劣分析　54

4.3.2　基於 HTTP 的重定向　54

（1）　HTTP重定向基本原理　54

（2）　基於HTTP重定向調度　55

（3）　策略的優劣分析　55

4.4　內容快取技術　56

4.4.1　快取技術　56

4.4.2　快取替換算法　57

4.5　流媒體技術　63

4.5.1　實時流媒體技術：RTSP　63

4.5.2　漸進式下載流媒體技術：HTTP Streaming　65

4.5.3　自適應流媒體技術　68

（1）　HTTP Live Streaming（HLS）　70

（2）　Smooth Streaming　70

（3）　HTTP Dynamic Streaming（HDS）　71

（4）　DASH　73

4.6　服務鑒權技術　76

4.6.1　常見的服務鑒權技術　76

4.6.2　CDN服務鑒權機制　77

5　CDN新技術介紹　80

5.1　前端最佳化技術　80

5.2　動態加速技術　82

（1）　差異化快取技術　82

（2）　傳輸加速技術　84

（3）　內容生成加速技術　85

5.3　SDN調度技術　86

5.4　P2P流媒體技術　88

5.5　套用協定加速技術　88

（1）　廣域網套用加速　89

（2）　SSL套用加速　89

（3）　HTTPS加速　89

5.6　智慧型協同技術　89

5.7　NVMe技術　90

第二部分　選擇合適的CDN提升業務質量　92

6　CDN產業與市場發展　92

6.1　CDN產業發展　92

6.1.1　CDN產業的發展歷程　92

6.1.2　CDN服務提供商類型　93

6.1.3　CDN市場的發展特點　95

6.2　CDN發展趨勢　95

6.2.1　CDN業務發展趨勢　95

（1）　視頻成為最主要業務　96

（2）　增值業務快速增長　96

（3）　差異化訂製需求增長　97

6.2.2　CDN市場發展趨勢　98

（1）　行業競爭加大，資費逐年降低　98

（2）　客戶逐步自建，自建和租用結合　98

（3）　運營商紛紛切入CDN市場　99

6.2.3　CDN網路發展趨勢　100

（1）　CDN融合承載　100

（2）　CDN與雲結合　101

（3）　CDN網路協同　104

6.3　CDN服務商面臨的挑戰　104

6.3.1　不可忽視的安全因素　105

6.3.2　大數據流量的利用　105

6.3.3　推進統一的技術標準　105

6.3.4　定製化的技術創新要求　105

7　選擇合適的CDN　107

7.1　租用CDN vs 自建CDN　107

7.1.1　業務需求　107

7.1.2　CDN與成本分析　107

（1）　頻寬成本　107

（2）　建設和維護成本　107

7.1.3　CDN租用與自建結合　108

7.2　租用CDN的選擇　109

7.2.1　CDN服務類型與功能　110

7.2.2　CDN容量與分布　110

7.2.3　CDN運營維護　110

7.2.4　CDN價格　111

7.2.5　多CDN租用　112

7.3　自建CDN的選擇要素　112

7.3.1　開源CDN軟體 vs商業CDN軟體　113

7.3.2　業務需求變化　113

7.3.3　開發和維護能力　114

8　租用CDN實施的考慮與評估　115

8.1　CDN需求確認　115

8.2　CDN測試驗證　118

8.2.1　CDN服務切換　118

8.2.2　CDN服務質量測試　119

（1）　回響時間　120

（2）　節點性能　121

（3）　服務錯誤率　122

（4）　套用層性能　122

8.3　CDN服務監控　123

（1）　設備監控　123

（2）　服務監控　125

8.4　多CDN租用調度　125

8.4.1　多CDN租用調度系統(TMS)　126

8.4.2　服務調度流程　128

9　自建CDN實施的考慮與評估　130

9.1　自建CDN案例分析　130

9.2　自建CDN中的開源軟體介紹　132

9.2.1　快取系統　133

9.2.2　內容管理系統　133

9.2.3　內容路由系統　134

9.2.4　監控系統　135

9.3　自建CDN部署　136

9.4　自建CDN技術指標　137

9.4.1　命中率　137

9.4.2　吞吐量　138

9.4.3　並發值　139

9.4.4　回響時間　140

9.4.5　MDI　141

9.4.6　MOS　142

9.4.7　穩定性和可靠性　143

第三部分　利用開源軟體設計自有CDN　144

10　開源CDN架構設計　144

10.1　業務需求分析　144

10.2　本書開源CDN總體架構　145

10.3　CDN網路規劃　147

11　流服務快取節點模組的設計　148

11.1　流服務快取節點的特性　148

11.2　流服務快取節點開源軟體簡介　148

11.2.1　Squid簡介　148

11.2.2　Quagga簡介　149

11.2.3　LVS簡介　150

11.2.4　Keepalived簡介　150

11.2.5　Nginx簡介　150

11.2.6　Lua簡介　150

11.3　模組設計　151

11.3.1　代理快取（Squid）　151

11.3.2　四層負載均衡（OSPF+LVS+Keepalived）　152

11.3.3　七層負載均衡（Nginx+Lua）　153

11.4　環境配置　153

11.4.1　Squid安裝與配置　153

11.4.2　Ospf安裝與配置　157

11.4.3　LVS安裝　159

11.4.4　Keepalived安裝與配置　160

11.4.5　Nginx安裝與配置　163

11.4.6　lua-nginx-module模組安裝　164

12　內容庫模組的設計　167

12.1　內容庫的特性　167

12.2　內容庫開源軟體簡介　167

12.2.1　FTP簡介　167

12.2.2　Ceph簡介　167

12.3　模組設計　169

12.3.1　內容注入（FTP）　169

12.3.2　分散式內容存儲（Ceph）　169

12.3.3　內容分發（Nginx）　170

12.4　環境配置　170

12.4.1　FTP伺服器搭建　170

12.4.2　Ceph安裝與配置　171

12.4.3　Nginx安裝與配置　175

13　全局用戶請求調度模組的設計　176

13.1　基於DNS的流量管理服務設計　176

13.1.1　基於DNS流量管理的開源軟體簡介　176

（1）　Bind　176

（2）　Mysql資料庫　176

13.1.2　模組設計　177

13.1.3　環境配置　177

13.2　基於HTTP的套用層調度服務設計　180

13.2.1　基於HTTP調度的開源軟體簡介　180

13.2.2　模組設計　180

13.2.3　環境配置　181

14　網路管理模組的設計　183

14.1　網路管理工作流程　183

14.2　網路管理開源軟體簡介　184

14.2.1　Zabbix簡介　184

14.2.2　InfluxDB簡介　186

14.2.3　Grafana簡介　188

14.3　模組設計　188

14.3.1　數據採集（Zabbix）　188

14.3.2　數據存儲（InfluxDB）　189

14.3.3　數據展示（Grafana）　189

14.4　環境配置　189

14.4.1　Zabbix安裝與配置　189

14.4.2　InfluxDB安裝與配置　192

14.4.3　Grafana安裝與配置　195

15　基於開源的自建CDN測試驗證　197

15.2　系統測試　197

15.2.1　測試目的　197

15.2.2　測試方法　198

15.2.3　測試拓撲組網　200

15.2.4　測試內容　201

15.2.5　測試過程　202

15.2　現網測試　208

15.2.1　測試目的　208

15.2.2　測試方法　208

15.2.3　測試過程　209

參考文獻　214