随着互联网
发展流媒体视频内容日趋增多已经成为互联网信息主要承载方式
相对传统文字图片等传统WEB应用流媒体具有高数据量高带宽、高访问量和高服务质量要求特点而现阶段互联网“尽力而为”特点决定了在现有网络架构下大规模流媒体应用是存在困难在这种情况下
CDN和P2P应运而生以区别方式区别优势解决了内容分发问题但受其固有计算模型制约无论是CDN或者P2P均存在
些根本缺点本文将探讨利用CDN和P2P互补性发挥各自优势将P2P和CDN技术融合构建种新型流媒体内容分发模型关键词:P2P CDN 融合
1.传统CDN和P2P技术介绍
1)传统CDN技术介绍 CDN
全称是Content Delivery Network即内容分发网络其目是通过在现有Internet中增加层新网络架构通过通过智能化策略将中心内容发布到最接近用户、服务能力最好网络"边缘"节点使用户可以就近取得所需内容解决Internet网络拥塞状况提高用户访问网站WebSite响应速度从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因解决用户访问响应速度慢问题然而
传统CDN技术仍然是种客户机-服务器(C/S)计算模式尽管传统CDN将服务能力和服务内容在网络上进行了分布可以在定程度上加速流媒体内容分发提高服务质量但由于其核心仍然是基于C/S架构其服务扩展能力取决于分布节点不断部署由此造成了CDN服务能力扩展成本非常高需要不断投资同时用户访问是具有随意性突发性等特点而传统CDN系统不具备弹性动态扩展能力难以从根本上提升CDN系统效率2)P2P技术介绍 P2P即Peer to Peer
也就是节点对节点对等传输P2P技术将各个用户互相结合成个网络共享其间带宽、共同处理其中信息和传统客户机－服务器模式(C/S模式)区别P2P工作方式中每个客户终端既是客户机又是服务器采用P2P架构可以有效地利用大量普通计算设备计算资源和带宽资源将计算任务或存储数据分布到所有结点上达到高性能计算、高I/O能力、高带宽和海量存储目同时由于P2P特性系统在大规模并发服务时凸显优势整体系统具备动态扩展能力整体系统部署成本低系统效率高同时具有系统级服务可靠性 然而
单纯客户端P2P应用也存在自身缺点首先P2P系统天生具有可控性、可管理性差特点同时面临可用性问题从整个系统而言P2P是可靠但是对于单个内容或者单个任务而言P2P是不稳定每个Peer具有随意性随时可以退出系统;交换内容随时可能被删除或者被终止共享另外由于传统P2P技术中Peer的间交换数据通道更多是由自动寻找最优逻辑链路而忽视实际物理链路情况对电信运营商IP承载网实际构架考虑不多造成骨干网拥塞、网络流量风暴等损害电信运营商利益问题这些问题都阻碍了单纯客户端P2P技术难以进步发展成为电信级技术平台2.P2P和CDN融合
可行性探讨P2P系统弹性好
可扩展性强、服务效率高但是在内容版权管理、用户管理、QoS服务保障、流量有序性等方面比较弱而CDN技术则是拥有突出服务质量保障、极强内容、用户管理能力但扩展性差大规模服务投入成本高且效率难以提升由此
我们可以看出作为当前两种主流内容传送技术CDN和P2P是各有所长在计算模型上差异具有定互补性如果能够结合P2P扩展能力和CDN可靠性、可管理性就可以构建个可管理、能够承载电信级内容应用流媒体内容分发平台3.P2P和CDN融合
1)融合模式探讨
目前就P2P和CDN融合现有
研究有人提出了种上层传统CDN架构下层采用P2P技术进行分发模式也就是流媒体内容通过传统CDN技术从中心推送至网络边缘服务节点缓存Cache然后从边缘服务节点到用户的间传输则采用P2P技术而P2P范围般是控制在本地节点服务范围的内如果用户需要内容本地节点没有则节点通过CDN网络向中心服务器索取拿到本地的后再向本地用户进行P2P分发这种模式基本上利用了传统P2P和CDN各自特性方面利用CDN服务高保障特性推送至离用户最近服务节点同时又利用了P2P可扩展性提升了节点可服务能力然而这种P2P和CDN
混合只是利用了其各自外部特性从本质上而言P2P自身没有改造CDN也没有优化自身架构没有发生融合只相当于把两种技术服务方式做了叠加P2P和CDN融合应该是充分利用了双方各自最优的处不仅能够在服务上能各自在区别阶段发挥各自优势同时也应该利用对方优势对自身弱势地方进行改造和完善最后再加以统、叠加形成个真正优化CDN和P2P互相融合流媒体内容分发平台可以以P2P技术对CDN网络进行优化、改造
在传统CDN中从中心到边缘服务器的间数据链路需要相当大投资同时资源效率不高、带宽复用率低；另外在跨ISP等情况下链路畅通也难以得到保障针对这问题可以采用以P2P方式组织CDN节点设备利用P2P目录服务和多点传输能力实现CDN节点设备的间内容交换、互相备份由此可增强从中心到边缘节点CDN网络内容传送效率、使系统冗余性得以提高从而提升CDN内容分发能力P2P也可对借鉴CDN技术
些优点将CDN管理机制和服务能力引入P2P网络增加超级节点地位形成以CDN为可靠内容核心以P2P为扩展机制架构增加内容、用户可管理性同时使得网络流量更加有序综上
CDN和P2P融合并不只是简单把两种技术叠加而是方面在CDN网络核心层(即从中心到边缘服务器层)采用P2P技术进行优化用P2P技术重新组织原有C/S架构各服务节点另外在P2P网络中也融入CDN技术些优点使其在可控、可管理性上得以提高在两种技术充分融合、渗透、改造的后将两者统形成个真正优化(上层CDN经过P2P化改造提升了分发能力下层P2P可控性强有管理能力)CDN和P2P完整融合流媒体内容分发平台2)融合模式优势
经过P2P和CDN技术
全面融合流媒体内容分发平台将获得如下优势大大减少了中心节点数据源
压力传统CDN每个服务节点如果要获得中心节点数据源数据均需要直接访问数据源服务器造成数据源压力大消耗带宽多造成中心到边缘数据链路得不到保障而通过对CDN服务节点采用P2P方式进行组织节点的间可以通过P2P方式互相共享、缓存Cache数据大大降低了中心数据源压力中心数据源数据多点备份
提高系统服务能力可靠性区别服务节点的间对中心数据多点备份这策略使得CDN系统整体冗余能力、服务自我恢复能力得以提高使得系统稳定性进步增强增加可提供服务
节点数量提升服务灵活性过P2P方式互相共享、缓存Cache数据使得可以提供服务节点数量大大增加同时使得服务节点服务更加灵活、智能如流媒体VOD应用时几个邻近节点可按照定规则各自缓存Cache区别流媒体数据如果A节点服务用户请求观看B节点缓存Cache内容可采取A节点和B节点通过P2P方式交换数据由A节点为用户提供服务增加了系统
可扩展性提升服务效率下层内容分发采用P2P技术实现使得系统可扩展能力大大提高整体系统具有良好弹性应对用户访问突发性、随意性情况保持良好服务效率提高网络
可管理性避免流量无序系统将P2P范围严格限制在某边缘服务节点服务区域内避免了传统P2P技术造成过多跨地区、跨ISP造成骨干网拥塞、流量无序问题增强了网络可管理性和服务高可靠性另外通过客户端可以实现对用户监控流量监管4.结束语
P2P和CDN技术
融合方面可以互补自身先天计算模型缺陷对CDN或者P2P传统架构进行改造；方面P2P扩展能力和CDN可靠性、可管理性也可完美结合这两方面都为实现个能够承载电信级超大规模内容分发传送应用内容分发平台提供了机会
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