云计算、大数据、AI 等媒体与信息领域的技术变革与广电行业的数字化、智能化转型发展推动内容分发网络(CDN)技术不断优化升级。据第52次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2023年6月,我国网民规模达 10.79亿,较2022年12月增长1109 万,互联网普及率达76.4%,即时通信、网络视频、短视频用户规模分别达 10.47亿人、10.44 亿人和10.26亿人,用户使用率分别为97.1%、96.8%和95.2%;互联网视频已成为当下的主流信息传播模式,网络服务器的响应效率、互联网数据的传输速度和质量都面临更大压力和更高要求。提升智慧广电业务与信息服务,需要更加持续、稳定、安全的CND系统保证内容的快速、精准、高效传播。基于此,学者不断深化对于CDN技术与应用的相关研究。
从学术研究层面来看,目前对于CDN的研究议题主要集中于三个方面。一是CDN技术在不同行业领域的应用研究。主要应用于电子商务、游戏、移动应用、媒体、政府、企业等领域,通过CDN技术提高其平台访问速度、性能和安全性等,最终更好地服务于行业用户。二是 CDN关键技术及其优化。主要包括网络架构优化、缓存技术优化、内容分发优化、安全体系优化等,不断提升CDN技术的服务质量。三是CDN与新兴技术的融合。尝试将CDN技术与云计算、边缘计算、物联网、区块链等新兴技术结合,不断提高CDN性能和安全性,同时降低成本,增强运营效率和服务质量。综合来看,对于CDN关键技术及其性能优化的相关研究不断丰富完善,但在应用方面还存在着较大提升空间。
随着5G网络服务在各行各业全面启动,未来大规模5G应用、高清新形态网络视频直播等行业形态加速发展,这使得对CDN系统服务的需求总量不断增加,而构建CDN边缘节点可解决用户大带宽的需求。此外,国内互联网新型产业的创新发展将对CDN 提出更多的业务服务需求,定制化CDN服务将成为未来主要发展趋势。
基于以上政策、社会与时代背景,行业领先的云架构和云计算技术专家、网络规划专家赵旭龙致力于采用自建加融合的方式,构建以服务智慧广电业务为主、为全国用户提供服务的内容分发网络业务平台,从而为广电新媒体业务中及相关互联网公司提供安全、可靠的内容分发业务。
首先,从物理设施层面和CDN框架设计方面,赵旭龙为整个CDN平台提供基础设施资源,基础设施资源包括各类系统部署所需的不同配置的服务器,具体包括Cache 服务器、负载均衡服务器、日志服务器、管理服务器、网络设备、安全设备和 IP 地址等必须资源。为优化服务器设备使用率和单位时间内的性能输出,赵旭龙对不同类型服务器进行了配置优化,在部署时可以根据实际情况,选择通用服务器或者有针对性地选择优化配置服务器。为实现对不同业务的快速适配,提升快速部署能力与安全性,对于CDN 系统宜采用模块化架构。赵旭龙设计的CDN系统由物理设施模块、内容分发模块、负载均衡模块、统一管理模块、接口模块和监控管理模块等构建组成。
赵旭龙设计的CDN系统架构方案
其次,在内容分发方面,赵旭龙研发了CDN平台实现内容分发的核心系统层,包括支持静态数据缓存的 Cache系统以及流媒体直播的推流&分发系统。内容分发模块的整体架构以“中心 + 边缘”的模式构建,可以实现所有类型的内容加速功能,如网站、下载、长视频、短视频、互动直播等。
最后,在负载均衡方面,该模块是请求的调度中心,终端的请求通过负载均衡系统的调度,最终被调度到合适的边缘缓存服务器上。CDN平台负载均衡采用了分层的系统架构,由全局负载均衡、本地负载均衡、回源负载均衡和防劫持调度组成。其中,全局负载均衡基于智能DNS 解析来实现;本地负载均衡包括Cache 服务器集群的负载均衡和DNS服务器集群的负载均衡,Cache服务器集群的负载均衡基于应用层构建,DNS服务器集群的负载均衡则基于分布式DNS架构来搭建。CDN平台负载均衡使用了实时健康检查,对所有内容分发服务系统(硬件和软件)和负载均衡服务系统的健康状态和负载情况进行全面跟踪,为负载均衡策略提供调度依据。回源负载均衡主要面向客户拥有多个源站的情况,可支持主备、轮询、分运营商等调度策略,实现各个不同源站之间获取数据的负载均衡。防劫持调度通过 HTTPDNS实现,能够防止部分运营商劫持域名的情况,HTTPDNS 的应用需要终端应用的加载和调用。
通过自建加融合的方式,构建了包含六大模块的智慧广电CDN系统,经过测试,该系统运行正常、带宽稳定,可满足智慧化、数字化广电建设对于CDN系统的需求,有利于广电行业为用户提供更优质的内容服务,为推动智慧广电行业建设提供网络技术支持。
关于赵旭龙
赵旭龙,男,出生于1973年12月21日,是行业领先的云架构和云计算技术专家,拥有超过18年技术研发经验。1996年毕业于华中理工大学计算机系(现华中科技大学Huazhong University of Science and Technology),获工学学士学位,2003年毕业于中国科学技术大学(University of Science and Technology of China)计算机系,获工学硕士学位。1996/12-1998/1任深圳黎明网络系统有限公司系统工程师&软件开发工程师参与深圳信息化建设项目的软件实施(3千万RMB项目);1998/1-1998/12,担任中联集团高级工程师负责工商银行总行的城域网实施($5M的项目),负责人民银行总行的网络实施($1.2M的项目),参与建设银行总行的城域网实施($3.5M的项目);2000/2-2005/12,担任思科系统网络(中国)有限公司(Cisco System(China) Network Technology Co., Ltd.)技术支持部门技术支持服务工程师;2006/1-2013/12,担任思科系统(Cisco System)网络(中国)有限公司高级服务部门网络顾问工程师&运营商团队负责人,完成中国电信集团和中国联通集团相关服务的支持和管理工作;2014/1-2017/10,任思科系统(Cisco System)网络(中国)有限公司,高级服务部门解决方案架构师&技术团队负责人,主导中国移动国际网络三期设计及实施,涉及架构设计审核,层次管理及流量疏导原则,北美、欧洲、亚太区域调度策略等。主导大型工程的技术实施, 如联通集团P10、P11 和 P12期扩容项目,处理思科产品中出现的复杂软硬件问题;2017/11-2019/4,任腾讯科技(Tencent Technology)有限公司网络平台部架构中心骨干网首席架构师,优化整网MPLS TE的数量,分析及评估TE保护与FRR的使用方式,提出网络从RSVPTE向IP only结合战术型Segment Routing TE控制方向发展;2019/5-2020/5任首都在线科技股份有限公司,基础架构部 首席架构师&基础架构部总监,主导首云网络规范、原则及标准的制定和首云下一代网络建设标准及规范;2020/8-2022.3,任海南新软软件技术有限公司,技术保障部技术专家&技术保障部总监,主导公司业务在多云环境上部署,涉及AWS、阿里云、腾讯云、华为云商务对接,资源部署及设计,通过多云部署的方式建立底层云资源池的弹性能力。2022/3-目前,任龙伟天下网络技术有限公司,技术保障部基础网络负责人,主导公司业务在AWS环境上网络规范的制定、部署和架构优化,并针对于网络相关范围,涉及VPC、IP 地址划分、TGW、VGW、Privatelink等方面的实施部署,引入多家CDN厂商,Akamai、Cloudfront 及 Cloudflare 的部署及优化。(作者:史小明)