构建大型CDN网络的关键技术研究
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摘要
近年来宽带业务持续高速发展,为了减少大量并发重复业务对网络的冲击,CDN流媒体传送业务随机产生。为此,包括中国电信在内的运营商均希望依托自身的网络资源优势,构建自主的CDN网络,从而在减少无限制的增加互联网传送带宽增加的同时,保证流媒体等大流量业务的传送质量。近期,中国电信计划在原建设的CDN网络平台基础上设计一个新的CDN网络架构,构建一个覆盖全国的流媒体传送平台。
本论文的研究首先从介绍流媒体技术入手,重点介绍了CDN技术及其在中国与国外的发展情况,描述了CDN网络与传统互联网络的关系。并从现有的运营商CDN网络架构入手,提出了中国电信现有CDN网络的存在的问题及解决方案:本文首先剖析了骨干CDN网络与省CDN网络的现存关系,引入了对等互通的过渡解决办法;其次,针对全国大型CDN网络的特点,选择了共享存储方式,并在全国范围内设计部署了三个业务中心节点,并根据其存储的应用类型进行划分,实现其文件级的存储共享;同时,本论文对CDN全局负载均衡也进行了阐述与研究,分析并比较了基于DNS解析的GSLB与基于应用层重定向的GSLB之间的不同,引入了辅助设备GRM(全局路由管理)从而帮助GSLB完成基于策略的路由控制。基于上述的几个关键问题研究成果,本论文最后阐述了大型CDN网络的不同业务流程的实现过程,从而确保业务流在内容注入、内容分发、用户服务等各个环节的顺利开展。
本论文为现有运营商CDN网络改造提出了良好的过渡方案与优化方案,对中国电信CDN网络架构的优化和提升具有实际意义和应用价值,本论文的研究成果同样也适用于电信行业中的其他CDN网络,对整体CDN网络系统的优化提供借鉴和参考。
CDN technology appeared in order to alleviate the big pressure to Internet brought by the mass alike internet services which have been mounting on the broad-band services in recent years. Many service providers, including China Telecom, are planning to construct the CDN network base on their own resource, not only saving the network resources but also giving a high quality of service at the same time. Nowadays, China Telecom is designing a new CDN network base on the old one, and the new streaming media network will expand to nationwide.
This dissertation will commence from the streaming media technology, specially introduce the CDN technology and its development in China and foreign country, and describe the connection between CDN and traditional network. Basing on the current CDN network structure, this paper proposes the problems of the CDN network in China telecom and gives the solutions. Firstly, the connection between CDN backbone and province network is analyzed, and a new coordinate structure is proposed, secondly, considering the feature of huge network, three national centers are designed for management, depends on the different types, the traffic is separated for the storage and sharing in the three centers. In the paper writer also discusses the local-balance technology, analyzes and compares the difference between the two kinds of GSLB technology, one is based on DNS, another is based on location in the application layer, introduces the GRM (Global Routing Management) to help the GSLB that realize the tactics route control. Basing on the above, the writer describes the main service procedures in a huge CDN network at the end of the paper, make sure all kinds of process can operate in content pouring, content delivery, customer's service and so on.
This paper provides the existing operator a constructive solution for its CDN network transformation and optimization. It has practice implication and applied value for the network performance improvement for China telecom CDN frame network. The research output of this paper also applies to other CDN networks of the telecom sector. It provides the references for the CDN network optimization.
本论文的研究首先从介绍流媒体技术入手,重点介绍了CDN技术及其在中国与国外的发展情况,描述了CDN网络与传统互联网络的关系。并从现有的运营商CDN网络架构入手,提出了中国电信现有CDN网络的存在的问题及解决方案:本文首先剖析了骨干CDN网络与省CDN网络的现存关系,引入了对等互通的过渡解决办法;其次,针对全国大型CDN网络的特点,选择了共享存储方式,并在全国范围内设计部署了三个业务中心节点,并根据其存储的应用类型进行划分,实现其文件级的存储共享;同时,本论文对CDN全局负载均衡也进行了阐述与研究,分析并比较了基于DNS解析的GSLB与基于应用层重定向的GSLB之间的不同,引入了辅助设备GRM(全局路由管理)从而帮助GSLB完成基于策略的路由控制。基于上述的几个关键问题研究成果,本论文最后阐述了大型CDN网络的不同业务流程的实现过程,从而确保业务流在内容注入、内容分发、用户服务等各个环节的顺利开展。
本论文为现有运营商CDN网络改造提出了良好的过渡方案与优化方案,对中国电信CDN网络架构的优化和提升具有实际意义和应用价值,本论文的研究成果同样也适用于电信行业中的其他CDN网络,对整体CDN网络系统的优化提供借鉴和参考。
CDN technology appeared in order to alleviate the big pressure to Internet brought by the mass alike internet services which have been mounting on the broad-band services in recent years. Many service providers, including China Telecom, are planning to construct the CDN network base on their own resource, not only saving the network resources but also giving a high quality of service at the same time. Nowadays, China Telecom is designing a new CDN network base on the old one, and the new streaming media network will expand to nationwide.
This dissertation will commence from the streaming media technology, specially introduce the CDN technology and its development in China and foreign country, and describe the connection between CDN and traditional network. Basing on the current CDN network structure, this paper proposes the problems of the CDN network in China telecom and gives the solutions. Firstly, the connection between CDN backbone and province network is analyzed, and a new coordinate structure is proposed, secondly, considering the feature of huge network, three national centers are designed for management, depends on the different types, the traffic is separated for the storage and sharing in the three centers. In the paper writer also discusses the local-balance technology, analyzes and compares the difference between the two kinds of GSLB technology, one is based on DNS, another is based on location in the application layer, introduces the GRM (Global Routing Management) to help the GSLB that realize the tactics route control. Basing on the above, the writer describes the main service procedures in a huge CDN network at the end of the paper, make sure all kinds of process can operate in content pouring, content delivery, customer's service and so on.
This paper provides the existing operator a constructive solution for its CDN network transformation and optimization. It has practice implication and applied value for the network performance improvement for China telecom CDN frame network. The research output of this paper also applies to other CDN networks of the telecom sector. It provides the references for the CDN network optimization.
引文
[1]彭兰 什么是流媒体技术 中国记者2004,(11),74页
[2]李向阳,卞德森 流媒体及其应用技术 广播与电视技术,2001,28(9),76-85页
[3]曹毅 贺卫红 CDN网络关键技术研究 现代计算机,2004,10,39-43页
[4]赵问道 基于网络拓扑的 CDN 内容路由技术研究 浙江大学学报,2004,38(4),414-419页
[5]王娟,赵问道 CDN 内容路由的负载均衡及网络分割算法的研究.江南大学学报(自然科学版),2005,2,5-9页
[6]石友康 P2P技术业务模式与安全问题探讨 电信网技术,2007.3.4-7页
[7]杨明川 CDN中的负载均衡技术 信息网络,2003,11:15-16页
[8]姜文颖 CDN网络中几种负载均衡实现技术的探讨 中国数据通讯,2004,1:61-65页.
[9]李文正,郭巧,王利 等Internet 服务器负载均衡的研究与实现 计算机工程,2003,6:98-99页.
[10]熊大红,黄传河,贾小华等 CDN 中的代理服务器放置算法 汁算机应用研究,2004,(05).
[11]马季春,杨巧霞 内容分发网络技术浅析 邮电设计技术 2004,(03).
[12]付鹏,周华春,陈旭东 CDN技术在IPTV系统中的应用 中国有线电视,2004,(07).
[13]王薇薇,李子木基于CDN的流媒体分发技术研究综述计算机工程与应用,2004,(08).
[14]王樟,柳健,杨瑞娟 CDN网络中的内容分发策略研究 中国数据通信2004,(02).
[15]吴国勇,邱学刚,万燕仔 流媒体技术与应用 北京邮电大学出版社,2001.
[16]谢亮 P2P技术与互联网安全 电信网技术,2007,(03).
[17]罗金玲,刘罗仁 对等网络P2P系统安全问题的研究 网络安全技术与应用,2007,(07).
[18]杨岳湘,方素华,唐川等 P2P 文件共享应用安全问题分析 微型机与应用,2007,(S1),128-134页
[19]杨振会 P2P 网络技术安全问题探析 现代计算机,2006,(11).
[20]佘丹娴 内容分发网络(cDN)的发展与应用 中山大学研究生学刊,2006,26(1),95-103页
[21]杨传栋 结合CDN与P2P技术的混合流媒体系统研究 计算机应用,2005,25(9).
[22]邓亮 P2P与CDN结合实现IPTV点播业务 电信快报,2007,(01),39-44页
[23]袁琦 应用在IPTV中的CDN技术 电信网技术,2006,(2).
[24]何晓华 P2P技术在IPTV中的应用 中国有线电视,2006(12).
[25]闫旭 CDN互联网新兴网络技术的研究电视工程2007,2,53-56页
[26]Thau Loo B,Huebsch R,Stoica I,el al.The case for a hybrid P2P search infrastructure Voelker G M.Shenker S.LNCS 3279:IPTPS 2004.Berlin Heidelberg:Springer-Verlag,2004:141-150.
[27]高勇,李子木 CERNET上CDN性能的研究.计算机工程,2002,(8)
[28]谢希仁 计算机网络.第四版.电子工业出版社,2004.
[29]侯自强 发展IPTV应该关注的儿个问题世界电信,2006,19(2),30-32页
[30]黎哲 郭成城 陈亮.一个基于TCP迁移机制的第七层负载均衡系统 计算机应用研究2005,4,120-122页
[31]乐光学,郭勇等 基于Region多层结构P2P计算网络定位服务策略研究 微电子学与计算机2005.3.
[32]张诚 基于层次结构的P2P网络模型研究 计算机与现代化2007,7,45-48页
[33]Douglas E.Corner,David L.Stevens.TCP/IP网络互联技术(卷3)北京:清华大学出版社,2004.9.
[34]孙鸿雁,李治军,廖明宏基于内容的P2P文件共享系统 长春理工大学学报:2005,02.
[35]李运娣,冯勇 分布非结构化P2P网络资源定位研究 计算机工程与应用2007.6,156-158页
[36]李祖鹏 黄建华 唐辉 基于P2P 计算模式的自组织网络路由模型 软件学报2005,5,279-293页
[37]侯自强P2P IPTV技术进展 中兴通信技术 2006,3,10-13页
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