CDN技術詳解

《CDN技術詳解》是電子工業出版社2012年出版的圖書，作者是 雷葆華。本書內容包括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。

基本介紹

• 書名：CDN技術詳解
• 作者： 雷葆華
• ISBN：9787121165283
• 出版社：電子工業出版社

基本信息

上架時間：2012-5-21

出版日期：2012 年4月

開本：16開

頁碼：408

版次：1-1

所屬分類： 計算機 > 計算機網路 > 計算機網路 > 虛擬專用網

內容簡介

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 180

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 189

6.1 流媒體系統工作原理概述 192

6.2 流媒體傳送協定體系 195

6.2.1 rtp和rtcp 197

6.2.2 rtsp 201

6.2.3 rtmp 207

6.2.4 http streaming 216

6.2.5 mpeg-2 ts 226

6.3 流媒體業務對cdn提出的要求和挑戰 228

6.3.1 流媒體加速與web加速之間的業務差異 228

6.3.2 流媒體cdn系統架構描述 230

6.3.3 小結 232

6.4 流媒體cdn系統的關鍵技術實現 233

6.4.1 cache的設計實現 233

6.4.2 負載均衡系統設計實現 238

6.4.3 內容分發機制設計實現 240

6.4.4 組網模式 242

6.4.5 內容檔案預處理技術 243

6.4.6 防盜鏈機制和實現 246

第7章 動態內容加速服務的實現 250

7.1 動態內容加速技術 251

7.1.1 業務邏輯層加速技術：邊緣計算 255

7.1.2 數據訪問層加速技術：資料庫複製 257

7.1.3 用戶數據層加速技術：用戶數據複製 261

7.2 套用加速技術 263

7.2.1 套用加速技術概述 263

7.2.2 廣域網加速技術 264

7.2.3 ssl加速技術介紹 274

第8章 cdn商業化服務現狀 279

8.1 cdn產業分析 280

8.1.1 cdn產業鏈分析 280

8.1.2 cdn服務的價值分析 282

8.1.3 cdn服務運營方式分析 285

8.2 cdn的商業服務模式 286

8.2.1 cdn的計費方式 286

8.2.2 cdn的增值服務 289

8.2.3 cdn客戶決策要點 294

8.3 典型案例分析 296

8.3.1 視頻網站 296

8.3.2 入口網站 297

8.3.3 政府網站 298

8.3.4 企業網站 299

8.3.5 雲計算 300

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 309

9.1 新時代對cdn的要求 310

9.2 cdn技術發展趨勢 313

9.3 cdn與雲計算 315

9.3.1 雲計算——第三次it革命 315

9.3.2 cdn是雲計算嗎 317

9.3.3 cdn與雲計算技術的結合 323

9.4 cdn與p2p 325

9.4.1 p2p技術概述 325

9.4.2 p2p流量的變化趨勢及優劣勢分析 329

9.4.3 cdn與p2p技術的結合 334

9.5 cdn的商業服務發展趨勢 337

附錄a cdn試驗床實施指南 341

a.1 試驗床架構概述 342

a.2 基礎集群環境搭建 344

a.2.1 伺服器虛擬化環境部署 344

a.2.2 虛擬機管理基本操作 347

a.3 代理快取環境搭建 349

a.3.1 apache http伺服器的安裝與配置 350

a.3.2 squid代理快取伺服器的安裝與配置 352

a.3.3 cdn試驗床代理快取功能的演示和驗證 355

a.4 邊緣節點四層負載均衡 357

a.4.1 lvs負載均衡伺服器的安裝與配置 358

a.4.2 cdn試驗床四層負載均衡功能的演示和驗證 362

a.5 邊緣節點七層負載均衡 364

a.5.1 bind域名伺服器的安裝與配置 365

a.5.2 nginx負載均衡伺服器的安裝與配置 368

a.5.3 cdn試驗床七層負載均衡功能的演示和驗證 371

a.6 多邊緣節點負載均衡 373

a.6.1 apache伺服器和bind伺服器的配置 374

a.6.2 cdn試驗床多邊緣節點負載均衡功能的演示和驗證 379

a.7 小結 380

參考文獻 381

↓展開全部內容

序言回到頂部↑　網際網路已經成為今天的生活必需品，人們利用它獲取信息和資訊、

進行娛樂並相互溝通，在這背後有一個鮮為人知的幕後英雄—內容分發網路（CDN）。

CDN架設在IP網路之上，是網際網路世界裡的智慧型傳送網路，連線了我們和網際網路上無數色

彩繽紛的套用。

CDN的出現改變了網際網路的生態面貌，促進了網際網路的發展。在網際網路商業化不久，

由於缺乏必要的流量管理和疏通手段，骨幹頻寬被迅速消耗掉，IP網路流量秩序瀕於失

衡。為解決這一難題，麻省理工學院的一批頂級科學家提出了CDN解決方案，從此以後，

CDN就成為網際網路的基礎設施，伴隨著網際網路的潮起潮落而發展。CDN將內容推到網路的

邊緣，為用戶提供就近性的邊緣服務，從而保證服務的質量和整個網路上的訪問秩序，

解決了困擾內容提供商的內容“集中與分散”的兩難選擇，極大緩解了內容傳送瓶頸。

CDN的發展促使整個網際網路產業進一步分工合作，使網站和套用開發者們能夠更關注於上

層套用。

時間進入2009年，雲計算和移動網際網路時代到來，CDN在這一背景下重新引起了各方

的關注，藍汛和網宿公司的成功上市，標誌著資本市場對CDN的認可。我們看到，在國外

很多公司的雲計算服務中，CDN成為一項標準配置，而移動網際網路中套用的多樣性更需要

CDN的分發能力。傳統的IP網路以傳輸中立、協定簡單為信條，而網際網路，特別是在移動

網際網路時代，套用的豐富性要求網路能力能夠隨著套用不斷拓展。中國電信正致力於打

造“智慧型管道”，而CDN技術是打造智慧型管道的一項關鍵技術，是電信運營商未來服務運

營的重要競爭力。CDN與基礎IP網路聯繫緊密，通過與各級網路之間的配合調度，在給用

戶提供優質服務的同時，也能降低骨幹網的傳輸壓力和峰谷差異。同時，基於CDN的海量

信息感知能力，還能為業務開發者提供各種用戶行為分析和預測數據，創造了新的商業

模式。

中國電信從2002年開始進行CDN網路的建設，用於承載自營業務和對外服務。在這一

過程中，我們經歷了很多挫折，也積累了寶貴的經驗。回顧這些年的工作，深感這一領

域缺乏系統性的書籍和技術資料，使入門者的摸索過程顯得更為困難。為幫助普及CDN的

服務和套用概念，推動業界的技術溝通與交流，中國電信北京研究院組織從事CDN技術研

究及相關專業技術的聯合團隊編寫了本書，其中既有長期工作在CDN網路建設和服務一線

，對現網運營支撐有豐富經驗的工程師，又有網際網路戰略運營和業務的專家，還有部分

從事雲計算等信息技術領域研究的領軍人才，這本書既是他們研究成果的智慧結晶，也

是他們分享知識和經驗的平台。相信他們的研究和心得會給廣大讀者帶來思考、啟迪和

幫助。

趙慧玲

中國電信北京研究院副院長

2012年4月，北京

序言

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

.　中國電信北京研究院雲計算團隊總監

2012年4月，北京

媒體評論

CDN已經從為網站提供簡單加速的增值服務逐步演變成網際網路業

務發展的必需品，從質量、效率、安全等各個方面為網站提供全面的保障。本書不僅從

技術原理方面對CDN進行了詳細的介紹，還從商業服務角度進行了剖析，是一本讓網站運

維和管理者都能從中獲益的好書。

宗劼

藍汛通訊技術有限責任公司 副總裁

CDN行業在中國曾是一個很專業的小圈子，圈裡的人興致盎然、交流充分，圈外的人

卻知之甚少。對整個行業來說，本書第一次如此細緻地、完整地介紹了CDN的相關技術和

市場狀況，是一本很值得看的專業書籍。

劉洪濤

網宿科技股份有限公司 副總裁

網際網路經過多年的發展，開始逐步向各個領域滲透和融合，漸漸成為人們生活不可

缺少的重要組成部分。海量用戶湧入網際網路，導致海量的網路購物、遊戲、視頻等的需

求，極大地推動了CDN技術的發展。CDN的研究，也成為科學技術領域的核心課題。本書

不僅詳盡介紹了CDN的歷史、關鍵功能、相關技術，而且細緻地分析了CDN的商業模式以

及前沿技術趨勢，對CDN的未來發展提出了一些前瞻性的觀點和意見。本書非常適合CDN

領域相關的同行閱讀，也適合對CDN感興趣的讀者進行了解。

謝大雄

中興通訊股份有限公司 執行副總裁

據預測，2013年，網際網路承載的90%的流量都是實時視頻，而這些視頻流量都會被各

種形式的CDN在網路中快取，以此達到最佳化網路流量、提高用戶體驗的目的。因此，全球

運營商都在積極開展CDN的建設和運營，驅動CDN融入到固網和行動網路的基礎設施層面

，構築統一管理、智慧型調度、多協定加速、體驗運營的完整CDN戰略。衷心希望本書能加

速CDN知識的普及和套用。

李三琦

華為技術有限公司 IT產品線CTO