利用CDN技術優(yōu)化網(wǎng)絡負載均衡[CDN畢業(yè)(設計)論文]

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負載均衡就建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡結構之上，如CDN網(wǎng)絡。它提供了一種廉價有效的方法擴展服務器帶寬和增加吞吐量，加強網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理能力，提高網(wǎng)絡的靈活性和可用性。網(wǎng)絡中的負載均衡就是將網(wǎng)絡的流量盡可能均勻分配到幾個能完成相同任務的服務器或網(wǎng)絡節(jié)點上，由此來避免部分網(wǎng)絡節(jié)點過載。這樣既可以提高網(wǎng)絡流量，又提高了網(wǎng)絡的整體性能。
在CDN中，負載均衡又分為局部負載均衡和全局負載均衡。本文要探討的就是CDN網(wǎng)絡中的局部負載均衡系統(tǒng)。通過對現(xiàn)有的各種負載均衡技術的橫、縱向對比，通過分析比較各種策略的優(yōu)劣，以及結合本系統(tǒng)的用途及其所在的環(huán)境，提出了一種合適的局部負載均衡策略——HTTP重定向。

遍及全球的互聯(lián)網(wǎng)正在使人類的信息傳遞發(fā)生革命性的變化。然而，網(wǎng)絡信息傳遞性能的日益惡化卻日漸成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大瓶頸。
網(wǎng)站訪問響應速度取決與許多因素，如網(wǎng)絡的帶寬瓶頸、傳輸中路由阻塞和延遲、網(wǎng)站服務器的處理能力多數(shù)情況下，網(wǎng)站的響應速度和訪問者與網(wǎng)站服務器直接的距離有密切的關系。盡管中國電信計劃將骨干網(wǎng)絡提速8倍，并且增加帶寬，但是訪問者和網(wǎng)站直接的距離交遠，他們之間的通信一樣需要經(jīng)過重重的路由轉發(fā)和處理，網(wǎng)絡延遲不可避免。
有報導聲稱，因網(wǎng)頁下載慢、連接中斷等問題，全球電子商務每年遭受高達44億美元的損失（數(shù)據(jù)來源：ZONA RESEARCH1999）。
在一片改善互聯(lián)網(wǎng)性能的呼聲中，CDN（內容發(fā)布網(wǎng)絡）概念應運而生，并在短短幾年內迅速發(fā)展。有別于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)性能改善方案（如增加接入帶寬，升級軟硬件和建立多個鏡象站點），CDN提出“讓內容離用戶更近”的全新思路。


關鍵字 CDN網(wǎng)絡；負載均衡；HTTP重定向


Abstract
With the development of network and multimedia technology， the network operators have paid more and more attention to the media service on network， especially the video on demand (VOD). In order to provide a better media service to the users， many new technology and systems are made recently. Therefore， CDN (Content Delivery Network) was born. By adding a new network framework on the existing Internet， the resource will be published to the “edge” of the network， where is the nearest to the users， so that the users can visit the resource in a faster way.
Load balance established on the existing network architecture， just the CDN. It provides an inexpensive and effective way to increase the network bandwidth and the throughput of the server， enhance the network’s capacity of data processing， and make the network more flexible......


目錄
摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
1 緒論 1
1.1 CDN的出現(xiàn) 1
1.2 什么是CDN 1
1.3 CDN的系統(tǒng)構架 2
1.3.1 內容路由系統(tǒng) 2
1.3.2 內容分發(fā)系統(tǒng) 2
1.3.3 內容交換系統(tǒng) 3
1.3.4 內容緩存系統(tǒng) 3
1.3.5 CDN內容推送和管理系統(tǒng) 3
1.4 CDN的發(fā)展 3
1.5 負載均衡于CDN的關系及意義 4
1.6 本文的組織 4
2 CDN系統(tǒng)概述與分析 5
2.1 CDN系統(tǒng)的概述 5
2.2 CDN系統(tǒng)的整體框架 5
2.3 CDN系統(tǒng)的服務流程 6
2.3 CDN網(wǎng)絡節(jié)點 8
2.3.1 管理節(jié)點（M） 8
2.3.2 服務節(jié)點（S） 8
2.3.3 混合節(jié)點（M＋S） 8
2.4 CDN網(wǎng)絡的構架 8
2.4.1 建樹的流程 9
2.4.2 單節(jié)點加入樹 9
2.4.3 樹與樹（樹與枝）的對接 10
2.5 CDN系統(tǒng)中局部負載均衡的作用 11
3 負載均衡技術 12
3.1 負載均衡的概述 12
3.2 各種負載均衡技術的比較 12
3.2.1 基于硬件的負載均衡 12
3.2.2 基于軟件的負載均衡 12
3.3 各種負載均衡的策略 13
3.3.1 輪循均衡 13
3.3.2 最少連接數(shù)均衡 13
3.3.3 處理能力均衡 14
3.3.4 DNS響應均衡 14
3.4 CDN系統(tǒng)中的負載均衡 14
3.4.1 CDN中的全局負載均衡 14
3.4.2 全局負載均衡中的基于DNS路由 15
3.4.3 CDN中的局部負載均衡 17
3.4.4 局部負載均衡中基于TCP遷移機制的實現(xiàn) 18
3.4.5 局部負載均衡中基于HTTP重定向的實現(xiàn) 19
3.4.6 基于TCP遷移與HTTP重定向兩種策略的比較分析 20
3.4.7 本文中選用的局部負載均衡技術原因分析 21
4 基于WEB的交互式視頻點播系統(tǒng)的工作原理 23
4.1 三種存取視頻方式 23
4.1.1 文件共享方式 23
4.1.2 下載方式 23
4.1.3 流媒體傳輸方式 23
4.2 寬帶流媒體傳輸協(xié)議基礎 24
4.2.1 實時流協(xié)議RTSP( The Real - time Streaming Pro2tocol) 24
4.2.2 MMS協(xié)議(Microsoft Media Server protocol ) 24
4.2.3 IP多點廣播( IP Multicast) 25
4.2.4 MIME協(xié)議 26
4.3 CDN項目中的WEB視頻點播 26
5 CDN系統(tǒng)局部負載均衡系統(tǒng)的設計 28
5.1 基于HTTP的重定向 28
5.1.1 HTTP工作原理 28
5.1.2 HTTP協(xié)議下客戶/服務器模式中信息交換的實現(xiàn) 28
5.1.3 基于Http重定向的實現(xiàn) 32
5.2 基于SOCKET的HTTP SERVER模塊 33
5.2.1 Socket實現(xiàn)Http Server的原理 33
5.2.2 Http Server的設計與實現(xiàn) 35
5.3 系統(tǒng)監(jiān)控模塊 36
5.4 重定向調度策略 38
5.5 媒體定位模塊 39
6 CDN系統(tǒng)局部負載均衡的結果分析 41
6.1 HTTP SERVER測試結果 41
6.2 重定向調度策略測試 42
6.2.1 用于重定向調度策略測試的數(shù)據(jù)如下所示： 42
6.2.2 測試的數(shù)據(jù)對比 42
結論與展望 45
致謝 46
參考文獻 47


部分參考文獻

[4] 楊明川. CDN中的負載均衡技術. 信息網(wǎng)絡
[5] 姜文穎. CDN網(wǎng)絡中幾種負載均衡實現(xiàn)技術的探討. 中國數(shù)據(jù)通訊
[6] 李文正， 郭巧， 王利， 郭為民. Internet服務器負載均衡的研究與實現(xiàn). 計算機工程
[7] 黎哲， 郭成城， 陳亮. 一個基于TCP遷移機制的第七層負載均衡系統(tǒng). 計算機應用研究