雲計算、大數據、AI等媒體與資訊領域的技術變革與廣電行業的數字化、智慧化轉型發展推動內容分發網路(CDN)技術不斷優化升級。據第52次《中國網際網路絡發展狀況統計報告》顯示,截至2023年6月,我國網民規模達 10.79億,較2022年12月增長1109萬,網際網路普及率達76.4%,即時通信、網路視頻、短視頻用戶規模分別達 10.47億人、10.44億人和10.26億人,用戶使用率分別為97.1%、96.8%和95.2%;網際網路視頻已成為當下的主流資訊傳播模式,網路伺服器的響應效率、網際網路數據的傳輸速度和品質都面臨更大壓力和更高要求。提升智慧廣電業務與資訊服務,需要更加持續、穩定、安全的CND系統保證內容的快速、精準、高效傳播。基於此,學者不斷深化對於CDN技術與應用的相關研究。
從學術研究層面來看,目前對於CDN的研究議題主要集中于三個方面。一是CDN技術在不同行業領域的應用研究。主要應用於電子商務、遊戲、移動應用、媒體、政府、企業等領域,通過CDN技術提高其平臺訪問速度、性能和安全性等,最終更好地服務於行業用戶。二是 CDN關鍵技術及其優化。主要包括網路架構優化、暫存技術優化、內容分發優化、安全體系優化等,不斷提升CDN技術的服務品質。三是CDN與新興技術的融合。嘗試將CDN技術與雲計算、邊緣計算、物聯網、區塊鏈等新興技術結合,不斷提高CDN性能和安全性,同時降低成本,增強運營效率和服務品質。綜合來看,對於CDN關鍵技術及其性能優化的相關研究不斷豐富完善,但在應用方面還存在著較大提升空間。
隨著5G網路服務在各行各業全面啟動,未來大規模5G應用、高清新形態網路視頻直播等行業形態加速發展,這使得對CDN系統服務的需求總量不斷增加,而構建CDN邊緣節點可解決用戶大頻寬的需求。此外,國內網際網路新型産業的創新發展將對CDN提出更多的業務服務需求,定制化CDN服務將成為未來主要發展趨勢。
基於以上政策、社會與時代背景,行業領先的雲架構和雲計算技術專家、網路規劃專家趙旭龍致力於採用自建加融合的方式,構建以服務智慧廣電業務為主、為全國用戶提供服務的內容分發網路業務平臺,從而為廣電新媒體業務中及相關網際網路公司提供安全、可靠的內容分發業務。
首先,從物理設施層面和CDN框架設計方面,趙旭龍為整個CDN平臺提供基礎設施資源,基礎設施資源包括各類系統部署所需的不同配置的伺服器,具體包括Cache伺服器、負載均衡伺服器、日誌伺服器、管理伺服器、網路設備、安全設備和 IP地址等必須資源。為優化伺服器設備使用率和單位時間內的性能輸出,趙旭龍對不同類型伺服器進行了配置優化,在部署時可以根據實際情況,選擇通用伺服器或者有針對性地選擇優化配置伺服器。為實現對不同業務的快速適配,提升快速部署能力與安全性,對於CDN系統宜採用模組化架構。趙旭龍設計的CDN系統由物理設施模組、內容分發模組、負載均衡模組、統一管理模組、介面模組和監控管理模組等構建組成。
趙旭龍設計的CDN系統架構方案
其次,在內容分發方面,趙旭龍研發了CDN平臺實現內容分發的核心繫統層,包括支援靜態數據暫存的 Cache系統以及流媒體直播的推流&分發系統。內容分發模組的整體架構以“中心 +邊緣”的模式構建,可以實現所有類型的內容加速功能,如網站、下載、長視頻、短視頻、互動直播等。
最後,在負載均衡方面,該模組是請求的調度中心,終端的請求通過負載均衡系統的調度,最終被調度到合適的邊緣暫存伺服器上。CDN平臺負載均衡採用了分層的系統架構,由全局負載均衡、本地負載均衡、回源負載均衡和防劫持調度組成。其中,全局負載均衡基於智慧DNS解析來實現;本地負載均衡包括Cache伺服器集群的負載均衡和DNS伺服器集群的負載均衡,Cache伺服器集群的負載均衡基於應用層構建,DNS伺服器集群的負載均衡則基於分佈式DNS架構來搭建。CDN平臺負載均衡使用了實時健康檢查,對所有內容分發服務系統(硬體和軟體)和負載均衡服務系統的健康狀態和負載情況進行全面跟蹤,為負載均衡策略提供調度依據。回源負載均衡主要面對客戶擁有多個源站的情況,可支援主備、輪詢、分運營商等調度策略,實現各個不同源站之間獲取數據的負載均衡。防劫持調度通過 HTTPDNS實現,能夠防止部分運營商劫持域名的情況,HTTPDNS的應用需要終端應用的載入和調用。