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部署对等CDN需要解决的关键问题

发布时间:2018-04-15 11:55
cdn加速

对等CDN的部署存在独特的研究课题。虽然针对CDN领域的相关问题存在一些解决方案,但CDN网络互联/对等的概念带来了额外的挑战。因此为了给出下一步的研究方向重点介绍与实现CDN对等有关的关键问题。
 
1.对等CDN的负载分配
 
对等CDN的负载分配策略包括请求分配与重定向、负载传播以及内容复制。而如何协调这些核心内容是负载分配策略成功与否的另一个重要考虑因素。
 
对等中的Web服务器在地理上分布于各处为了将请求重定向和分配到这些服务器,负载分配策略除了需要考虑任务的大小(如内容请求的处理要求)之外还需要考虑终端用户的位置、服务器负载以及终端用户和服务器之间的连接利用率。不仅如此它还要能够应对动态变化的情况如瞬时拥塞以及其他不可预测的事件。除此之外请求的分配和重定向还要能够运行于CDN的多个层面上,如DNs、本地服务器集群的网关以及集群内的服务器之间。商业CDN主要依靠在DNS层面使用一个基本的请求分配策略(如加权轮转或最小负载优先)来实现对终端用户的分配,以便通过更新DNS的记录来指向最适合的副本服务器。在对等CDN中可以通过DNS来分配终端用户(通过参与CDN的对等代理来定期更新它们的DNS记录),以及在恰当的时候通过CDN网关(也就是作为一个单一实体的调解器、PA和策略库)进行重定向。
 
为了处理负载传播问题可以使用峰值负载对流量进行建模,因为在这种情况下服务器的负载能力会面临最严峻的考验。负载信息的测量和传播可以在单个CDN和其他的CDN之间进行。一个负载指标可以用于测量计算机系统中单一资源的使用量。或者它可以对多类资源进行综合测量如CPU负载、内存使用率、磁盘分页和活动的进程等。这些负载信息需要在所有参与的CDN中及时高效地传播以最大限度地发挥它的作用。这些指标可以用来识别一些重要的情况,如正确建立CDN对等组合的条件(如当服务器或整个CDN网络过载)或判断何时CDN的资源利用率不足而可以将之提供给其他CDN提供商使用。对此可以设想一种分层化的方法,CDN中Web服务器的当前网络带宽和资源使用情况会以定期或基于阈值的方式向CDN网关报告,然后各相关CDN网关各自汇总其负载信息,而这些负载信息用于描述其组内服务器成员的负载状况。
 
在CDN内部内容复制在源服务器及其他服务器中进行。领先CDN提供商使用非协作的基于推送的方式,其中请求直接(通过DNS)定向到最近的副本服务器。如果请求的文件没有存储在那里则副本服务器从源服务器获取内容。学术界已经提出了协作的基于推送的技术使用一个贪婪全局启发式算法将内容推送到参与的CDN镜像服务器中。在这种方法中请求被直接定向到最近的镜像服务器,或者如果附近没有合适的镜像服务器,请求就被定向到源服务器。在对等CDN中这种复制手段延伸到参与其中的其他CDN服务器,促进了服务器之间可用资源的共享。
 
总之对等CDN之间分配负载需要解决以下问题:
 
1)如何产生一个动态请求分配和重定向策略用于计算系统运行过程中请求路由的理想参数?
 
2)如何才能确保减少服务器负载、减少带宽消耗(由特定的CDN服务器消耗)以及提高内容分发的性能。
 
3)参与的CDN如何通过协作来复制内容以便为所有的参与各方提供满意的解决方案?
 
4)采取什么措施来确保缓存对象不过期?如何处理不能缓存的对象?
 
2.CDN的协调
 
上述负载分配的核心技术问题的任何解决方案都必须在对等组合的所有参与者之间进行协调,这样才能提供高性能和用户满意的QoS。因此必须开发一种用于协作的中间件来确保解决方案能正确执行以解决这些核心问题。为此需要解决的主要问题是:需要采取哪种协调机制才能确保有效性并且使得对等CDN能够发展和可扩展?
 
3.服务和策略的管理
 
在对等CDN中应该根据用户的偏好进行内容管理。因此一个管理分布式内容的综合模型必须要考虑到用户的偏好。为了解决这个问题可以对内容进行个性化处理来满足特定用户(或者用户群)的喜好。例如在一些个性化的网站中使用数据挖掘技术从内容请求和相关数据中自动获得用户的兴趣所在均。在CDN中可以通过对流量、定价以及记账等事务的正确管理,利用数据挖掘技术使性能得到显著的提高。在这方面需要解决以下问题:
 
1)如何在用户可以访问的设施服务中添加增值服务?
 
2)参与各方需要协商什么类型的SLA?要生成什么策略来支持SLA协商?
 
3)如何能够及时地启动自主策略协商来支持一个具有时间敏感性的对等组合?
 
4.CDN中内容和服务定价
 
为了实现对等CDN参与者之间持续分享资源,必须确保所有参与各方都有足够的激励存在,这就需要配置正确的价格、付费和管理系统。这一方面要解决的主要问题是:
 
1)在价值表达(内容和服务需求的表达和估值)、价值转换(将需求转移到内容和服务分发中)以及价值实施(不同内容和服务的选择和分布的实施机制)这几个方面需要使用什么机制?
 
2) 在竞争环境中CDN提供商如何在保持供求平衡的同时达到收益最大化?
 
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