互聯(lián)網(wǎng)流量優(yōu)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用分析

文/李卓群

前言

21世紀(jì)的前十年，互聯(lián)網(wǎng)與科技革命的浪潮越來越高，使新技術(shù)革命不斷出現(xiàn)、新互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用復(fù)雜多變的新應(yīng)用，如使人眼花繚亂的IPTV網(wǎng)絡(luò)游戲及以IP為基礎(chǔ)的點(diǎn)對點(diǎn)P2P新應(yīng)用等。相對傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如電子郵件、Web和FTP等，這些新應(yīng)用具有大流量的特性，顯示了復(fù)雜的行為特點(diǎn)，尤其是以為協(xié)同計(jì)算技術(shù)、即時(shí)通訊、P2P文件共享和新興應(yīng)用等為基礎(chǔ)，比如流媒體傳輸間接改變了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的模式。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，P2P應(yīng)用程序的內(nèi)容在互聯(lián)網(wǎng)上占總調(diào)查流量的70%到80%。根據(jù)美國的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2006年P(guān)2P流量在美國總帶寬中已經(jīng)占到12%。2007年，IP服務(wù)控制系統(tǒng)解決方案的提供商Ellacoyanetworks發(fā)現(xiàn)，在對北美100萬寬帶用戶的分析中，HTTP在測量范圍內(nèi)，約占網(wǎng)絡(luò)流量的46%，占所有互聯(lián)網(wǎng)流量的37%。研究機(jī)構(gòu)ipoque在2007年通過一項(xiàng)關(guān)于8～9月間互聯(lián)網(wǎng)流量分配的研究發(fā)現(xiàn)，P2P應(yīng)用程序占用了95%的帶寬。2008年，依據(jù)中國運(yùn)營商統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在白天P2P流量占全國總帶寬的35%～60%，在晚上大約占50%～90%。更重要的是，P2P應(yīng)用程序幾乎對稱的交通模式在互聯(lián)網(wǎng)上也造成了擁擠。然而這有利于促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理員和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的交通工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)管理，并對其產(chǎn)生了很大的影響。

1.運(yùn)營商建設(shè)流量優(yōu)化系統(tǒng)的情況

為了使用戶訪問速度提高，使用戶訪問延遲時(shí)間縮短，改善用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商之間結(jié)算的成本得到降低，加快建設(shè)CDN（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分布式）流優(yōu)化系統(tǒng)和緩存速度，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通道和流量。通過將陜西廣電與中國電信建設(shè)交通優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行比較和研究可以獲得下面的結(jié)論：（1）陜西廣播電臺(tái)建設(shè)CDN網(wǎng)絡(luò)正進(jìn)入發(fā)展的階段，但是中國電信建設(shè)CDN網(wǎng)絡(luò)已進(jìn)入成熟階段，有一個(gè)相當(dāng)大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模，提供了很多的資源，促進(jìn)了3G（第三代移動(dòng)通信）和寬帶的發(fā)展，同時(shí)也為IPTV提供保證，促進(jìn)其他服務(wù)及業(yè)務(wù)的發(fā)展；（2）由于其自身業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，如流媒體和IPTV，中國電信也推動(dòng)了CDN網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展與擴(kuò)展?，F(xiàn)在中國擁有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源比較少，由于沒有業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)，建設(shè)CDN網(wǎng)絡(luò)比較緩慢，獲利能力就比較低；（3）陜西廣電受到連接的限制，需要建立一個(gè)高速緩存系統(tǒng)，尤其是網(wǎng)絡(luò)緩存。我國擁有豐富的電信網(wǎng)絡(luò)資源，沒有必要使用外部的大量的資源。采用部署P2PCache的方法并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中P2P流量，有利于減輕建設(shè)主要骨干網(wǎng)絡(luò)的壓力。

2.優(yōu)化和改善流量系統(tǒng)技術(shù)特征的比較分析

2.1 高速緩存系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

服務(wù)緩存器包括P2PCache與WebCache，對多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)緩存器進(jìn)行部署與導(dǎo)出，從P2P業(yè)務(wù)信息互聯(lián)、訪問網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容來源，可以達(dá)到一個(gè)Web訪問多個(gè)Web服務(wù)的目的，也使網(wǎng)絡(luò)用戶下載與訪問速度得到提高，在網(wǎng)絡(luò)之間減少結(jié)算的成本，給予用戶良好的感知服務(wù)。作為一種本地實(shí)現(xiàn)訪問技術(shù)，WebCache被要求于經(jīng)常訪問和獲取Web信息，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)緩存器的邊緣，它會(huì)將Web內(nèi)容進(jìn)行存儲(chǔ)，使用戶訪問的速度得到提高，還可以進(jìn)一步減少用戶的訪問途徑。P2P網(wǎng)絡(luò)列表內(nèi)容通過P2PCache邊緣緩存服務(wù)器進(jìn)行緩存，客戶通過P2PCache邊緣緩存服務(wù)器可以得到接近用戶的P2P內(nèi)容源反饋，客戶可以根據(jù)就近原則在多個(gè)地方點(diǎn)來下載更多的內(nèi)容，提高用戶下載速度與節(jié)約網(wǎng)絡(luò)寬帶流量。在部署緩存系統(tǒng)時(shí)，選擇重定向機(jī)制是非常關(guān)鍵的。緩存系統(tǒng)的進(jìn)入口點(diǎn)是重定向機(jī)制，要進(jìn)入緩存系統(tǒng)，全部的使用用戶請求一定經(jīng)過重定向機(jī)制，通過服務(wù)緩存器，該機(jī)制向用戶提供本地內(nèi)容和服務(wù)。

2.2 CDN系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

基于Internet的CDN是由區(qū)域分布不同的CDN節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，利用配送內(nèi)容中心與全局負(fù)載均衡（GSLB）協(xié)調(diào)調(diào)度，達(dá)到緩存合同內(nèi)容源的目的，使用戶能夠很快找到近幾天訪問的網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)容分配技術(shù)與內(nèi)容路由技術(shù)構(gòu)成了CDN非常重要的技術(shù)。將CDN的內(nèi)容路徑通過負(fù)載均衡技術(shù)分布到CDN的最佳節(jié)點(diǎn)上。在對最佳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇時(shí)可以采用多種方法，比如光照節(jié)點(diǎn)負(fù)載、節(jié)點(diǎn)服務(wù)可用性或最近的任務(wù)。內(nèi)容路由能夠采用重定向路由與DNS路由，通過CDN服務(wù)緩存器接收到用戶訪問資源的請求。

3.流動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案和應(yīng)用場景

3.1 緩存系統(tǒng)的應(yīng)用場景和技術(shù)實(shí)現(xiàn)

用戶通過緩存系統(tǒng)可以進(jìn)行被動(dòng)緩存，并加速附加內(nèi)容，比較適合大型的HTTP材料（下載流媒體的多種格式）、小型的HTTP材料（圖像、網(wǎng)頁與其他文件），百 度 緩 存 和 P2P內(nèi) 容（thunderbolt、vogue、QQLive、video）。在應(yīng)用程序不同的場景下，根據(jù)部署需求與網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的情況，可以使用以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)緩存系統(tǒng)重定向機(jī)制：（1）Web請求域名訪問。制定調(diào)度方法可以采用智能DNS，將DNS發(fā)送至緩存系統(tǒng)可以采用轉(zhuǎn)發(fā)DNS方法，還可以利用使用重定向DNS來獲得DNS消息，并在緩存系統(tǒng)上進(jìn)行重定向DNS；（2）視頻鏈接與URL請求大型的HTTP材料。通過DP將HTTP請求I重定向到緩存系統(tǒng)，通過智能DNS；（3）基于Peerlist應(yīng)用程序P2P的請求。使用重定向DPI方法，對服務(wù)緩存器用戶緩存P2P資源位置進(jìn)行監(jiān)視和觀測，重定向查詢請求至緩存系統(tǒng)，用戶通過使用該技術(shù)獲得域用戶信息、緩存資源與緩存節(jié)點(diǎn)。

3.2 系統(tǒng)CDN實(shí)現(xiàn)技術(shù)的方法和應(yīng)用場景

系統(tǒng)CDN比較適合于緩存和下載網(wǎng)頁、HTTP流媒體。根據(jù)不同內(nèi)容路由技術(shù)的應(yīng)用場景，調(diào)度系統(tǒng)CDN資源技術(shù)有以下實(shí)現(xiàn)方法：（1）CDN為一種加速度內(nèi)容的系統(tǒng)，CP域名可以被CDN授權(quán)來進(jìn)行分析（或利用LocalDNS來獲得和分析特定的域名），而分析和完成域名可以通過CDN的GSLB；（2）假如是DNS路由，通過服務(wù)緩存器的IP地址來分析域名。假如是重定向路由，通過GSLB的IP地址來分析域名，在端點(diǎn)對GSLB內(nèi)容進(jìn)行請和訪問，選擇緩存可以通過GSLB，返回和響應(yīng)服務(wù)緩存器的IP地址可以利用302重定向；（3）如果點(diǎn)擊想要的內(nèi)容，在端點(diǎn)對服務(wù)緩存器的內(nèi)容進(jìn)行請求，如果不這樣做，從源獲取內(nèi)容會(huì)通過服務(wù)緩存器把請求的內(nèi)容返回至端點(diǎn)。

4.對優(yōu)化流量系統(tǒng)提出的部署建議和開發(fā)思路

推動(dòng)整體網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流量系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)該首先介紹內(nèi)容源，改進(jìn)CDN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容緩存技術(shù)，推動(dòng)IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）的建設(shè)，盡可能緩存更多的內(nèi)容，使網(wǎng)絡(luò)留住用戶的流量，還要一步步安裝好CDN智能系統(tǒng)，擴(kuò)大分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的容量，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，提高用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量，使互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)寬帶得到節(jié)省。在IDC建設(shè)的不同階段，建議運(yùn)營商應(yīng)部署流量優(yōu)化系統(tǒng)，遵循以下原則：在建設(shè)不同IDC階段的早期發(fā)展中，有很少的來源內(nèi)容，集中在省中心構(gòu)建CDN節(jié)點(diǎn)，將ICP簽署方式引入內(nèi)容源，可以用來補(bǔ)充IDC內(nèi)容源，與此同時(shí)，集中在省中心建立，用于補(bǔ)充IDC和CDN資源，并逐步將租賃CDN和緩存訪問轉(zhuǎn)為自建CDN和緩存。

結(jié)語

在整個(gè)經(jīng)營環(huán)境中，拓展寬帶業(yè)務(wù)，特別是推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)用戶數(shù)量的快速增加，互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商應(yīng)該以應(yīng)用場景的不同以及系統(tǒng)技術(shù)的不同特點(diǎn)，選擇適合當(dāng)?shù)貤l件的交通網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IDC緩存。

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