分布式還是混合式? 談CDN架構對服務質量的影響

傳統分布式模型

通 常，內容分發網絡(CDN)采用分布式模型。在這種模型里， 用戶的文件存放在一個源服務器上，并且由大量邊緣服務器負責分發這些文件。這些邊緣服務器的磁盤空間比較小，所以大多數的文件被放在內存中。因此，當一個 文件傳輸至終端用戶之前，如果該文件在邊緣的CDN緩存服務器上不存在，那么這些服務器會先去原始服務器請求該文件或流。

這種分布式模型起 源于20世紀末，也就是在那時全球第一個CDN開始出現。當時在2000年的時候，CDN的主要挑戰是從互聯網服務提供商(ISP)的內部站點 (POPs)去傳輸網頁內容。每一個接入POP的終端用戶都會快速獲得響應內容，而不是CDN首先通過網絡--當時依然很慢--來訪問源服務器；因為在這 種分布式CDN架構里，邊緣服務器部署是部署在ISP內部用來緩存從源服務器拉下來的內容的。通過這種方式，CDN可以很容易把受歡迎的內容發送給大量的 互聯網用戶。

多媒體趨勢暴露了傳統分布式模型的缺點

然 而，隨著互聯網帶寬和連接的爆炸性增長，傳統的分布式架構越來越不明顯。例如，歐洲有一個非常密集的互聯網干線用來連接公共的網絡交換點和私人的p2p網 絡，而且絕大多說終端用戶都可以轉讓自己的入網許可。在這樣的環境下，為每個POP網絡部署邊緣服務器就不是很有意義，盡管CDN的可擴展性和負載均衡的 能力變得非常重要。

同時，在線多媒體消費的變化揭示了CDN傳統分布式結構的局限性。由于多媒體文件的并發請求數在以幾何形式增長，這導致 了流媒體服務、多媒體廣告、用戶制作的視頻以及在線文檔等文件量也在不斷增多。此外，每個視頻必須保證在不同的設備和平臺上可用使用不同的格式和分辨率來 觀看。同時，由于重放設備和終端用戶帶寬的增強，視頻文件的平均大小也在不斷增大。所有這些因素使得從邊緣服務器緩存分發多媒體內容變得更加困難。為了滿 足需求，磁盤空間有限的邊緣服務器將不斷地刷新其部分緩存，為當前必須要從源服務器加載的新文件騰出空間。這對傳統的CDN分布式架構來說，導致了大量的 開銷 ：越來越多的邊緣服務器需要提供相同數量的數據、大量的內部數據需要通過越來越大的連接管道從源服務器發送到邊緣服務器。更要緊的是，對最終用戶來說，這 可能會導致波動延遲和較低的服務質量(QoS) 。

RAMBLA 混合式CDN：一個完美的匹配多媒體傳輸架構

為了解決這些問題，當Rambla CDN在2005年被重新設計時，我們決定設計自己的混合式CDN架構。在這種混合式設計結構中，邊緣服務器和源服務器之間沒有區別，并且所有的服務器進行了優化以便從他們各自的緩存和磁盤上分發內容。這使得CDN更容易適應如分發多媒體數據的需求，同時使用相對少量的高端服務器。

在我們的混合式CDN架構中，每個CDN服務器都可以扮演一個源服務器的角色：提供存儲和分發數據到其他的CDN服務器。每個CDN服務器也可以扮演一個邊緣服務器的角色：通過專用的存儲區域網絡(SAN),直接從其緩存分發頻繁被訪問的內容，從磁盤分發很少被訪問的內容。受益于當前的互聯網基礎架構，我們的CDN服務器不再需要部署到每個ISP網絡內，只要實現所有的CDN服務器都有一個快速的、高帶寬連接到主網絡和ISPs(通過對等協議)，這樣就能滿足全歐洲覆蓋并能保證較快的下載速度以及為所有最終用戶提供一個可靠的連接。

自推出 RAMBLA CDN 以來，我們一直在使用最新的技術來優化這種混合式CDN結構。尤其是，通過使用動態的發布集成的云實例，使得我們的CDN結構擁有了可即時擴展的能力，從而使得從性能上和地理上擴展CDN都成為可能。

更進一步：使用最高質量的服務分發多媒體數據

我們最新的研發方向,與IWT(一家科學技術創新機構)合資，旨在提供一個最佳的和穩定的服務質量(QoS)。超 過一定水平，Qos很難去衡量，因為它和每個流或者下載都不同。例如，如果邊緣服務器的緩存中有視頻文件，那么將對終端用戶觀看視頻的體驗產生重大影響。 因此,很多CDN的只是著重于實現足夠的QoS,即一個可滿足絕大多數終端用戶的滿意度即可。雖然這種方法可能足以滿足傳統的在線視頻平臺，但這不能滿足 新一代的增值服務如流式的想用戶應用程序傳輸音頻和視頻或者機頂盒，也就是所說的OTT服務。

我們混合式的Rambla CDN被設計成通過平等高速以及可靠的傳輸所有內容來提供高質量的Qos。這就是我們新的SkyWay軟件。這種分布式后端組件簡 化所有硬盤訪問-指向一個專用SAN(存儲區域網絡)-來確保隨機讀操作可以以更快的速度完成，此外，它還持續性的監控CDN服務器和CDN服務器上的資 源，保證不論是緩存中還是硬盤中都有足夠的資源來供CDN優化傳輸使用。為了達到這一目標，SkyWay可以動態推遲執行時間不是很重的進程、限制其他進 程資源的有效性、分配任務到其他服務器、釋放并重新創建已有資源。通過這種方式，SkyWay保證服務質量在所有情況下任然最優。

1. 本文由mathew翻譯

2. 本文譯自rambla.eu文章distributed or hybrid:how cdns architecture affects your quality service

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