CDN網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載均衡的研究.pdf

1、隨著Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,寬帶業(yè)務(wù)已經(jīng)成為最關(guān)鍵的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前寬帶應(yīng)用的主要業(yè)務(wù)類型之一就是基于流媒體技術(shù)的視頻服務(wù),這就需要提供端到端的質(zhì)量保證,對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)的需求很高。CDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一種支持大規(guī)模高質(zhì)量的流媒體服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù),由于可以實(shí)現(xiàn)分布性服務(wù),相對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)α髅襟w業(yè)務(wù)提供更好的網(wǎng)絡(luò)支持。而負(fù)載均衡系統(tǒng)是其用戶訪問(wèn)調(diào)度的控制核心,它的效率直接決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的效率和為用戶提供內(nèi)容服務(wù)的質(zhì)量。因此

2、,本論文將CDN中的負(fù)載均衡作為本論文研究的重點(diǎn)。負(fù)載均衡系統(tǒng)的主要功能是將用戶的請(qǐng)求分配到整個(gè)CDN網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)最合適的節(jié)點(diǎn),并由此節(jié)點(diǎn)向用戶提供服務(wù)。根據(jù)其應(yīng)用的地理結(jié)構(gòu),通常我們將負(fù)載均衡分為兩個(gè)層次：全局負(fù)載均衡(GSLB,Global Server Load Balancing)和本地負(fù)載均衡(SLB,Server Load Balancing)。全局負(fù)載均衡是在不同地理位置和不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的服務(wù)器群間對(duì)負(fù)載作均衡。本地負(fù)載均衡是

3、在本地的服務(wù)器群間對(duì)負(fù)載作均衡。ContEx？是一個(gè)完全基于軟件實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容導(dǎo)向、服務(wù)、分發(fā)和管理的分布式內(nèi)容服務(wù)解決方案。我在此項(xiàng)目中參與了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì),并重點(diǎn)負(fù)責(zé)負(fù)載均衡的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。根據(jù)對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的調(diào)研及理解,我最終決定通過(guò)內(nèi)容路由導(dǎo)向器(CRD,Content Routing Director)和內(nèi)容服務(wù)網(wǎng)關(guān)(CSG,Content Service Gateway)這兩個(gè)系統(tǒng)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)全局/本地兩級(jí)負(fù)載均衡機(jī)制,以實(shí)現(xiàn)一個(gè)

4、完整的負(fù)載均衡解決方案。其中,CRD作為全局內(nèi)容路由導(dǎo)向,負(fù)責(zé)全局負(fù)載均衡。它負(fù)責(zé)根據(jù)用戶的請(qǐng)求在CDN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個(gè)站點(diǎn)中選擇最佳的訪問(wèn)站點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)就近性導(dǎo)向的原則,我采取了以靜態(tài)路由為主,以動(dòng)態(tài)路由為輔的導(dǎo)向策略。而CSG作為本地內(nèi)容路由導(dǎo)向,負(fù)責(zé)本地負(fù)載均衡。它負(fù)責(zé)根據(jù)用戶的請(qǐng)求在CRD已經(jīng)選定的目標(biāo)站點(diǎn)內(nèi)選擇最佳的服務(wù)設(shè)備,并由其最終實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶請(qǐng)求的服務(wù)。我在CSG的設(shè)計(jì)中,主要采取了本地內(nèi)容映像表的方式為主,負(fù)載均衡算法為輔的

5、導(dǎo)向策略。其中,負(fù)載均衡算法為這部分的研究設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。通過(guò)借鑒其它關(guān)聯(lián)技術(shù)的調(diào)度算法,結(jié)合CDN網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),我提出了新的動(dòng)態(tài)反饋負(fù)載均衡算法(Dynamic-feedback load balancing)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),我們對(duì)CRD/CSG進(jìn)行了性能測(cè)試和功能測(cè)試。其中功能測(cè)試主要測(cè)試系統(tǒng)是否能夠支持規(guī)定的應(yīng)用、協(xié)議類型。性能測(cè)試主要測(cè)試系統(tǒng)并發(fā)請(qǐng)求處理的能力及調(diào)度的時(shí)延。最后測(cè)試結(jié)果顯示,CRD和CSG的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了項(xiàng)目的預(yù)期要