《轉型時代叢書 CDN技術詳解》是2014年11月電子工業出版社出版的圖書，作者是雷葆華 孫穎 王峰 陳曉益 蔡永順 王志軍。
基本介紹
- 書名：CDN技術詳解
- 作者：雷葆華 孫穎 王峰 陳曉益 蔡永順 王志軍
- ISBN： 978-7-121-24536-7
- 頁數：404頁
- 定價：69.00元
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2014年11月
- 開本：16開
內容簡介,圖書信息,內容提要,目錄,前言,
內容簡介
《CDN技術詳解》內容包括CDN技術的發展歷程、關鍵技術、商業化服務現狀，以及對未來的發展展望，對構成CDN系統的關鍵功能模組GSLB、SLB、Cache進行了重點講解，除技術原理之外，還對實現這些功能模組所涉及的一些協定和開發工具進行了講解，希望能幫助讀者了解CDN這項技術，並對CDN系統的設計和開發有一些初步的體會。
《CDN技術詳解》適合從事網際網路開發和運營工作的專業人士、電信運營服務從業人員，以及相關專業的高校學生。
圖書信息
轉型時代叢書
CDN技術詳解
雷葆華 孫穎 王峰 陳曉益 蔡永順 王志軍 著
ISBN 978-7-121-24536-7
2014年11月出版
定價：69.00元
404頁
16開
內容提要
《CDN技術詳解》內容包括CDN技術的發展歷程、關鍵技術、商業化服務現狀，以及對未來的發展展望，對構成CDN系統的關鍵功能模組GSLB、SLB、Cache進行了重點講解，除技術原理之外，還對實現這些功能模組所涉及的一些協定和開發工具進行了講解，希望能幫助讀者了解CDN這項技術，並對CDN系統的設計和開發有一些初步的體會。
《CDN技術詳解》適合從事網際網路開發和運營工作的專業人士、電信運營服務從業人員，以及相關專業的高校學生。
目錄
第1 章 引言 ......................................................................... 1
1.1 CDN 的基本概念和產生背景 ................................................... 2
1.2 CDN 的基本工作過程 ............................................................... 5
1.3 CDN 的發展歷史 ...................................................................... 8
1.4 CDN 對網際網路產業的價值和作用 ......................................... 13
第2 章 CDN 技術概述 ....................................................... 16
2.1 CDN 的系統架構 .................................................................... 17
2.1.1 功能架構 ..................................................................... 17
2.1.2 部署架構 ..................................................................... 21
2.2 CDN 系統分類 ........................................................................ 23
2.2.1 基於不同內容承載類型的分類 .................................. 24
2.2.2 基於內容生成機制的分類和分層加速服務 ............... 27
2.3 小結 ......................................................................................... 29
第3 章 內容快取工作原理及實現 .................................. 32
3.1 內容快取技術的發展背景 ...................................................... 33
3.1.1 網站的問題和需求 ..................................................... 33
3.1.2 CDN 出現前的網站服務技術 ..................................... 35
3.2 Cache 設備的工作方式和設計要求 ........................................ 38
3.2.1 正向代理 .................................................................... 39
3.2.2 反向代理 .................................................................... 41
3.2.3 透明代理 .................................................................... 42
3.2.4 Web Cache 產品實現關鍵要素分析 ........................... 44
3.3 Web Cache 的實現基礎 —基於HTTP 協定的Web 快取技術 ......................... 45
3.3.1 Web 與HTTP.............................................................. 45
3.3.2 HTTP 協定工作原理 .................................................. 48
3.3.3 HTTP 中的Cookie 和Session .................................... 68
3.3.4 HTTPS 安全協定 ........................................................ 74
3.3.5 HTTP 協定中的快取技術 .......................................... 76
3.4 Web Cache 技術實現關鍵點分析 ........................................... 82
3.4.1 Web Cache 關鍵性能指標說明 .................................. 82
3.4.2 內容存儲機制 ............................................................. 85
3.4.3 內容更新機制 ............................................................. 86
3.4.4 Web Cache 協定最佳化 .................................................. 90
3.4.5 Web Cache 安全實現機制 .......................................... 92
3.5 開源Web 快取代理軟體——Squid ........................................ 94
第4 章 集群服務與負載均衡技術 .................................. 97
4.1 伺服器集群技術 ..................................................................... 98
4.1.1 集群的基本概念 ......................................................... 98
4.1.2 集群的分類 ................................................................ 99
4.1.3 集群的系統結構 ....................................................... 101
4.1.4 CDN 負載均衡集群 .................................................. 102
4.2 Cache 集群協同互動方法 ..................................................... 103
4.2.1 ICP ............................................................................ 104
4.2.2 HTCP ........................................................................ 105
4.2.3 Cache Digest ............................................................. 106
4.2.4 Cache Pre-filling ....................................................... 106
4.2.5 CARP ........................................................................ 107
4.3 負載均衡技術的實現 ............................................................ 108
4.3.1 負載均衡關鍵技術 ................................................... 110
4.3.2 負載均衡部署方式 ................................................... 115
4.3.3 伺服器負載均衡 ....................................................... 118
4.3.4 鏈路負載均衡 ........................................................... 125
4.4 開源負載均衡軟體 ................................................................ 130
4.4.1 LVS ........................................................................... 130
4.4.2 Nginx ........................................................................ 132
第5 章 全局負載均衡工作原理及實現 ......................... 134
5.1 全局負載均衡在CDN 系統中的作用 ..................................... 135
5.2 基於DNS 解析的GSLB 實現機制 ....................................... 136
5.2.1 DNS 的產生背景 ...................................................... 136
5.2.2 DNS 基本工作原理 .................................................. 137
5.2.3 基於DNS 解析的GSLB 工作方式 .......................... 147
5.2.4 負載均衡的策略判斷條件信息 ................................ 150
5.2.5 開源DNS 服務軟體——BIND ................................. 153
5.3 基於DNS 的GSLB 套用部署方法 ....................................... 155
5.3.1 GSLB 套用部署時的一些基本概念 ......................... 155
5.3.2 負載均衡策略 ........................................................... 160
5.3.3 GSLB 部署中的關鍵問題 ......................................... 171
5.4 基於套用層協定重定向的GSLB .......................................... 177
5.4.1 HTTP 重定向基本原理 ............................................. 177
5.4.2 基於HTTP 重定向的GSLB 工作流程 .................... 179
5.5 基於IP 路由的GSLB ........................................................... 181
5.6 小結 ....................................................................................... 184
第6 章 流媒體CDN 系統的組成和關鍵技術 ................ 188
6.1 流媒體系統工作原理概述 .................................................... 191
6.2 流媒體傳送協定體系 ............................................................ 194
6.2.1 RTP 和RTCP ............................................................ 196
6.2.2 RTSP ......................................................................... 200
6.2.3 RTMP ........................................................................ 206
6.2.4 HTTP Streaming........................................................ 215
6.2.5 MPEG-2 TS ............................................................... 225
6.3 流媒體業務對CDN 提出的要求和挑戰 .............................. 227
6.3.1 流媒體加速與Web 加速之間的業務差異 ............... 227
6.3.2 流媒體CDN 系統架構描述 ..................................... 229
6.3.3 小結 .......................................................................... 231
6.4 流媒體CDN 系統的關鍵技術實現 ...................................... 232
6.4.1 Cache 的設計實現 .................................................... 232
6.4.2 負載均衡系統設計實現 ........................................... 237
6.4.3 內容分發機制設計實現 ........................................... 239
6.4.4 組網模式 .................................................................. 241
6.4.5 內容檔案預處理技術 ............................................... 242
6.4.6 防盜鏈機制和實現 ................................................... 245
第7 章 動態內容加速服務的實現 ................................ 249
7.1 動態內容加速技術 ............................................................... 250
7.1.1 業務邏輯層加速技術：邊緣計算 ............................ 254
7.1.2 數據訪問層加速技術：資料庫複製 ........................ 256
7.1.3 用戶數據層加速技術：用戶數據複製 .................... 260
7.2 套用加速技術 ....................................................................... 262
7.2.1 套用加速技術概述 ................................................... 262
7.2.2 廣域網加速技術 ....................................................... 263
7.2.3 SSL 加速技術介紹 ................................................... 273
第8 章 CDN 商業化服務現狀 ........................................ 278
8.1 CDN 產業分析 ...................................................................... 279
8.1.1 CDN 產業鏈分析 ...................................................... 279
8.1.2 CDN 服務的價值分析 .............................................. 281
8.1.3 CDN 服務運營方式分析 .......................................... 284
8.2 CDN 的商業服務模式 ........................................................... 285
8.2.1 CDN 的計費方式 ...................................................... 285
8.2.2 CDN 的增值服務 ...................................................... 287
8.2.3 CDN 客戶決策要點 .................................................. 293
8.3 典型案例分析 ....................................................................... 295
8.3.1 視頻網站 ................................................................... 295
8.3.2 入口網站 ................................................................... 296
8.3.3 政府網站 ................................................................... 297
8.3.4 企業網站 ................................................................... 298
8.3.5 雲計算 ...................................................................... 299
8.3.6 小結 .......................................................................... 302
8.4 典型服務商介紹 .................................................................... 303
8.4.1 國外CDN 運營商的先驅——Akamai ...................... 303
8.4.2 國內運營商簡介 ....................................................... 306
第9 章 CDN 發展展望 .................................................... 310
9.1 新時代對CDN 的要求 .......................................................... 311
9.2 CDN 技術發展趨勢............................................................... 314
9.3 CDN 與雲計算 ...................................................................... 316
9.3.1 雲計算——第三次IT 革命 ....................................... 316
9.3.2 CDN 是雲計算嗎 ...................................................... 318
9.3.3 CDN 與雲計算技術的結合 ...................................... 324
9.4 CDN 與P2P ........................................................................... 327
9.4.1 P2P 技術概述............................................................ 327
9.4.2 P2P 流量的變化趨勢及優劣勢分析 ......................... 331
9.4.3 CDN 與P2P 技術的結合 .......................................... 336
9.5 CDN 的商業服務發展趨勢 ................................................... 339
附錄A CDN 試驗床實施指南 ........................................ 342
A.1 試驗床架構概述................................................................... 343
A.2 基礎集群環境搭建 ............................................................... 345
A.2.1 伺服器虛擬化環境部署 .......................................... 345
A.2.2 虛擬機管理基本操作 .............................................. 348
A.3 代理快取環境搭建 ............................................................... 350
A.3.1 Apache HTTP 伺服器的安裝與配置 ....................... 351
A.3.2 Squid 代理快取伺服器的安裝與配置 ..................... 353
A.3.3 CDN 試驗床代理快取功能的演示和驗證 .............. 356
A.4 邊緣節點四層負載均衡 ....................................................... 358
A.4.1 LVS 負載均衡伺服器的安裝與配置 ....................... 359
A.4.2 CDN 試驗床四層負載均衡功能的演示和驗證 ....... 363
A.5 邊緣節點七層負載均衡 ....................................................... 365
A.5.1 BIND 域名伺服器的安裝與配置 ............................ 366
A.5.2 Nginx 負載均衡伺服器的安裝與配置 .................... 369
A.5.3 CDN 試驗床七層負載均衡功能的演示和驗證 ....... 372
A.6 多邊緣節點負載均衡 ........................................................... 374
A.6.1 Apache 伺服器和BIND 伺服器的配置 .................. 375
A.6.2 CDN 試驗床多邊緣節點負載均衡功能的演示和
驗證 ......................................................................... 380
A.7 小結 ...................................................................................... 381
參考文獻 ............................................................................ 382__
前言
序言
雷葆華
中國電信北京研究院雲計算團隊總監
CDN 技術詳解
CDN 是網際網路服務背後重要的支撐者，它伴隨著網際網路商業化的出現而出現，一直可以看做網際網路的賣水人。國內CDN 產業的出現和國外基本在同一時間，但與國外不同，國內CDN 發展的第一次浪潮從2002 年左右開始，當時正值ADSL 寬頻業務大發展（從64kb/s 的撥號、128kb/s 的ISDN 升級到512kb/s的ADSL），各省和地市級的運營商為填充提速後的寬頻，增強寬頻的吸引力，紛紛開始提供流媒體服務，CDN 作為流媒體系統的一個重要核心組成部分開始被運營商接受和部署，並逐步在國內市場普及。通過CDN 的支撐，運營商們為用戶提供了有服務質量保證的流媒體服務，有力地推動了寬頻的發展，成為國內CDN 發展第一個高潮的最主要的推動者。可以說，CDN 為中國第一次頻寬升級起到了重要的推動和支撐作用。
從2008 年開始，3G 牌照的發放和新一輪寬頻提速的推進，為移動網際網路和雲計算時代的到來奠定了基礎條件。在這一新的發展階段，CDN 作為網際網路服務的重要技術保證方式和一種基礎資源服務，再一次受到了整個業界的關注，ChinaCache 和網宿公司的成功上市，也標誌著資本市場對CDN 的認可。但是，客觀地說，從CDN 服務的普及率、服務的附加值和產品的核心競爭力幾方面看，我國的CDN 產業與歐美和日韓等國相比仍有不小的差距，整個行業還屬於粗放型的發展階段。其中一個比較重要的原因是國內這方面的人才和技術積累比較少，相關的書籍、資料很少，特別是能夠系統性地介紹CDN 技術的書籍在國內仍是一個空白。為此，我組織我們的研發團隊利用業餘時間編寫了這本書，希望能夠幫助讀者系統地了解CDN 的基本原理和基礎知識，掌握其中的一些關鍵技術，並對整個CDN 產業的發展有一個比較全面的認識，通過書籍為推動這個產業的發展盡一份綿薄之力。
為更好地讓讀者理解，我們採用循序漸進的方式介紹相關知識。
第1 章是引言，通過對CDN 的基本概念、發展歷史、作用和價值的介紹，讓讀者了解為什麼需要CDN，它能做什麼，對CDN 形成一個初步的認識。
第2 章是CDN 技術概述，對CDN 的系統架構進行整體闡述，同時通過對CDN 不同服務類型的分類描述，讓讀者對CDN 的技術框架有一個比較全面的了解。
第3 章至第5 章，從對靜態網頁加速技術的實現入手，分別對Web 快取、集群和負載均衡、全局負載均衡和內容路由技術這三大關鍵技術的技術原理、使用方法和實現實例進行介紹，使讀者能夠了解CDN 技術的發展脈絡，同時對CDN 系統的部署從單台Cache 快取技術到集群的實現再到整個CDN 系統的分布擴展有一個全面的認識。
第6 章重點介紹流媒體CDN 系統的實現，通過對比流媒體加速和網頁加速的區別，闡述流媒體CDN 的關鍵技術，在該章的最後以IPTV CDN 服務系統為例，幫助讀者理解相關內容。
第7 章分別對動態網頁加速技術和套用交付技術進行介紹。它們分別是Web 2.0 網站加速和企業內部套用加速的關鍵技術。
第8 章從商業套用價值角度對CDN 的產業現狀和商業價值進行分析。
第9 章對CDN 和雲計算、P2P 等其他相關技術的關係進行闡述，同時作為總結，對CDN 的下一步發展進行了分析和展望，提出進一步的發展方向。
本書部分內容和案例來自於我們的實踐經驗和成果，同時本書的編寫得到了中國電信集團北京研究院的支持，參考了大量業界的研究成果和相關技術材料，在此一併感謝。最後，由於成稿倉促，知識水平和認識的局限，書中難免有紕漏之處，請各位專家和讀者不吝賜教。
雷葆華
2012 年4 月，北京
