内容分发网络技术及其应用分析

曹杰

摘要：内容分发网络通过在网络边缘与核心交换区域部署代理服务器，实现对于网络访问延迟的有效降低。对于代理服务器的部署问题，我们可以通过优化服务器设置的方式来实现，提出了基于节点的分发网络技术模型，保障服务器运行状态的正常，同时协调好网络性能的相关内容。

关键词：内容分发网络;代理服务器;技术应用

中图分类号：TP393.0 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）10-0089-02

0 引言

传统的互联网应用当中，网络流量显然没有现代的大规模，在网络服务上也偏向于简单的服务模式。当时的互联网服务主要采用的也是C/S模式。但目前流量需求不断提升的前提下，大量用户从服务器端申请服务，造成服务质量下降问题，我们通过网络流量的分析，也应该控制一些重复冗余的内容，保障网络的传输效率。

1 内容分发网络技术的相关研究

内容分发网络基于互联网上层的架构所进行的动态调整，其技术优势在于可以改善互联网的网络服务性能。例如一个内容分发网络对于服务器的协调部署能力比较突出，即便是在不同的地理区域上同样使用。整体来看，这些存储服务实现了服务器的全管辖，如果用户此时访问服务器，则动态信息、用户需求、策略调整等工作都可以有序展开，网络的高负载现象必然得到优化和控制。

一个典型的内容分发网络工作流程中，定位服务器受到请求后按照现阶段的内容路由策略来把所请求的内容传输至用户，数据分发层将内容提供商的资源进一步地推向距离用户更近的区域当中，源服务器的负载压力得到控制，全局负载服务负责对网络日志进行分析，包括网络性能的优化，其技术研究的核心也围绕几个不同方面展开。

1.1 网络部署模式

网络部署模式的主要特征体现在两个方面。一是通过多个网络服务商与多个节点的设置来降低网络传输出现的延迟现象，而另一方面则是基于大规模的数据部署内容来控制用户的访问延迟（其主要技术优势在于带宽优势和处理能力两个方面）。不过对于管理者来说，因此而产生的结果就是服务质量提出更高的要求，包括对于服务器数据的维护和管控。

1.2 内容路由

内容分发网络的策略调整与内容分发网络性能之间存在着密切联系，他们共同组成了互联网架构的有关策略，在通过一定的路由算法重新定向至内容代理服务器之后，通过给定的资源來实现内容的快速分发。此时这一部分的工作可以进行划分，一部分是资源路由算法，通过监测网络的各项性能与服务器压力，来选择最佳的内容代理服务器进行响应;另一部分则是请求转发机制，按照不同的策略对服务器请求进行转发，节点选择服务器按照监测结果反馈信息来调整算法和资源定位的策略。

1.3 内容管理

内容管理作为一项基础性保障工作，不仅包含对于既有内容的缓存控制和内容管控，还包括对于数据特性的处理分析。无论数据属于可缓存还是不可缓存的状态，内容和数据之间的协调沟通都可以通过分发网络来实现，即缓存管理负责的是数据与代理服务器数据传输过程的优化，是充分考虑到数据特性而采取的一种控制手段。

2 代理服务器设置方法

2.1 代理服务器放置

在内容分发网络的研究内容中，代理服务器的设置方法成为了主要的研究点，对着一方面的内容管理可以确定代理服务器的具体位置，在网络中的部署成本可以实现优化，进一步确保用户内容请求的服务质量。除此之外还包括网络层面的资源分配问题。这项工作具体来看就是通过选择代理服务器的部署位置，来最大程度地辐射到网络中的所有用户，降低整个网络的传输延迟，让用户对内容的请求在最短时间内得到响应，以此为基础提供相关的服务。所以，一定数量的高性能服务器会共同组成服务器集群，服务器的部署策略都会针对面向数据中心的大型服务器集群设置。所以，为了降低计算过程的难度，可以借助启发式算法来分析问题，建立混合整数线性模型。

2.2 网络资源分配的线性规划模型

我们基于多路径传输的原理构建了代理服务器的放置同时能够将其匹配与源服务器接近的计算和处理能力，无论是代理服务器还是源服务器都能够对用户访问实现有效控制。这一部分的工作同样是通过线性规划模型的技术优势来得以实现。

从模型特征来看，网络中的源服务器节点位置已经由内容服务提供商来决定并配置，在分析服务器本身的计算要求和路由结果后，就应考虑到源节点与目的节点间不可避免的传输延迟现象。不过为了确保延迟能控制在合理水平，每条路由的限制工作就显得至关重要。

2.3 网络资源分配

线性规划模型可以改善复杂网络状态下的计算工作质量，以此为基础所开展的模型构建过程中可以模拟一些传输场景中的现实情况，来减少实际工作中的各类问题。对于我们已经提出的内容分发网络中的代理服务器设置方法，在每一个代理服务器位置的确定过程中都可以对其中的一台代理服务器进行放置，在符合条件的所有服务器节点中选择最短的节点来确定最终放置位置，后续的服务器都可以以相对较短的传输链路来保障为用户节点提供的内容质量，在用户区域内实现了代理服务器的合理设置，保证内容分发网络的工作效率。

2.4 性能评估

代理服务器有着不同的设置方案，其网络性能的对比和研究也应该围绕一些其它层面的需求来作出调整，如服务器的信息处理水平、平均网络延迟等。内容分发网络中的研究将内容也引入了多路径传输等方面的内容，我们可以得到网络中的服务器负载情况并尽量将其维持至均衡状态。网络中的用户内容访问数量增加，网络的平均时延必然有所提升，最短路由上的链路资源会在短时间内被消耗，业务会通过另一条路径传输，增加平均传输时延。因而，启发式算法的复杂程度也可以融入其中，对于随机产生的内容请求，分别统计不同节点处的用户请求此处，记录每次的流量需求，最终得到每个用户节点内的用户需求有哪些。优化服务器选择之后，展开路由和链路资源的分配。在完成网络中的所有业务请求后，也可以通过计算网络的平均传输时延，借助仿真方法来比较结果的准确性。

2.5 服务器缓存模式

对于本地服务器缓存策略的提出，可以从两个角度进行分析，一是基于最靠近用户的服务器选择;二是如何将不同内容进行网络不同区域的分布。大多数的用户都希望在更短的时间内获取服务内容和响应，其所感兴趣的内容也应该在很短的数据范围内获得。这样一来网络可以整体维持一个相对较小的传输时延，并且让网络中分布的内容都具有功能性。对此我们可以提出整数线性规划模型，并提出高效的启发式算法，一方面减少运算复杂程度，另一方面来获取与线性规划模型来接近的结果。

3 结语

互联网流量的提升是未来社会必然的发展趋势。现阶段的内容分发网络技术已经相对成熟，也改变了早期的互联网架构。未来的技术研究中，还会更加有效地利用端与端的带宽资源来增强网络服务方面的质量与信息传输能力，降低平均时延，建立与其相关的安全传输标准、运营模式要求，保障安全性。

参考文献

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