宽带基础网络建设（包括骨干网和接入网）和宽带应用建设是宽带业务发展不可缺少的两个方面，而直接面对用户的宽带应用业务在其中占据主导地位，成为宽带网络赢利的关键，对应用的支持也同时成为衡量网络质量的标尺。
从具体实现的角度来看，宽带应用变化多样，网络运营商直接从网络层支持实现各种宽带应用是不现实的，在网络和应用间需要一个中间层。因此采用最新的先进技术手段，构建内容发布网CDN，建设宽带多业务承载平台，并由此来支持实现多种宽带应用，进行宽带业务的规模化运营，推进宽带业务的分布服务和资源共享，进而探索形成宽带网络赢利的新模式。以宽带多业务承载平台为核心，最终用户、网络运营商、内容提供商、应用运营商形成良性、共赢和互相支撑的宽带产业价值链。
在这样的背景下，怎样为用户提供最好的服务，在当前的竞争中取得最大的优势，成为运营商当前最为关注的问题。
CDN内容传输网络概述
毋庸置疑，互联网作为一种新的信息流动承载平台，正在深刻地改变着人们的交流和思维方式。随着网络技术的迅猛发展，宽带骨干网、宽带接入网建设成为热点，业内人士都认为宽带网将开辟又一个巨大而又蓬勃的市场。但是，迄今国内家庭宽带普及率还不到1%，业务收入微薄，这与巨大的建设投入形成强烈的反差，促使业界开始正视并思考这样一个基础性的、也是根本性的问题：即如何改变传统窄带互联网在商业模式和技术层面所存在的不足，建立一个良性的、共赢的产业价值链，推动宽带业务发展，并实现盈利的模式。换言之，如何推进宽带互联网工业走向可持续发展之路。
在这样的背景下，国内宽带运营商开始了宽带应用建设、丰富媒体内容引入、技术支撑手段和业务运营模式等全方位的探索和试验，逐步积累和丰富宽带内容网络（ContentNetwork）的建设和运营经验。内容发布网（CDN）架构地提出和成熟，解决了推进宽带增值服务的瓶颈问题：规模运营和质量保证，为在宽带网上开展业务、部署应用开辟了全新的方式，具有广阔的市场前景和长期的盈利空间。
有质量保证的大规模内容发布能力是宽带网络发展的趋势
宽带基础网络建设（包括骨干网和接入网）和宽带应用建设是宽带业务发展不可缺少的两个方面，而直接面对用户的宽带应用业务在其中占据主导地位，成为宽带网络赢利的关键，对应用的支持也同时成为衡量网络质量的标尺。
显而易见，发展动态的、可互动的丰富媒体内容和增值应用是宽带互联网产业走向盈利的必然选择。同时，为了保证用户在消费这些宽带业务时能够得到良好的质量体验（QoE,QualityofExperience），至少需要在网络层面提供如下支持：
l 接近100%的服务和能力有效性，以向缺乏耐心的用户提供连续、快速的发送；
l 提供高度可伸缩性的服务，以满足客户大规模访问的需求；
l 提供有保障、可预计的服务质量（QoS, Quality of Service）水平；
l 有效的成本控制和升级方式，以具有满足大规模消费者的能力，
l 完善的内容、应用管理工具，以便于提交、更新内容及跟踪在站点上用户的活动状况。
因此不难理解，宽带互联网产业的成熟和盈利需求促使IP网络产业的焦点转向如何在传统的数据互联网络的基础上构建一种经特别调整的覆盖层，以保证能够有能力大规模地发布有质量保证的丰富媒体内容和部署宽带业务。
在传统的内容发布模式中，内容的发布由ICP的应用服务器完成，而网络只表现为一个透明的数据传输通道，这种透明性表现在网络的质量保证仅仅停留在数据包的层面，而不能根据内容对象的不同区分服务质量。此外，由于IP网的“尽力而为”的特性使得其质量保证是依靠在用户和应用服务器之间端到端地提供充分的、远大于实际所需的带宽通量来实现的。在这样的内容发布模式下，不仅大量宝贵的骨干带宽被占用，同时ICP的应用服务器的负载也变得非常重，而且不可预计。当发生一些热点事件和出现浪涌流量时，会产生局部热点效应，从而使应用服务器过载退出服务。
这种基于中心的应用服务器的内容发布模式的另外一个缺陷在于个性化服务的缺失和对宽带服务价值链的扭曲，内容提供商承担了不该干也干不好的内容发布服务。
构建CDN是突破技术瓶颈，整合产业价值链的必然选择
网络已经成为人们了解这些突发的、具有焦点价值的事件的最重要的渠道。同时，网络信息的不对称性和突发的浪涌流量这些特性表现得淋漓尽致，Radware研究如何建构一个能适应网络内容发布的基础架构。
Radware认为：传统的宽带内容发布和应用部署方案在服务规模的伸缩性、可用性、经济性、开放性以及服务的质量保证方面都存在致命问题，导致许多用户不得不放弃对网络内容的访问，从而使得依靠提供收费内容服务和增值应用来实现宽带网产业走向盈利的努力化为泡影。
内容发布网（CDN）从根本上区别于传统的内容发布模式，它的提出突破了传统的技术瓶颈，强调了网络在内容发布中的重要性和承载作用。通过引入主动的内容管理层和全局负载均衡，并结合内容缓存等技术，CDN构建了一个在现有的IP网络基础上为宽带业务支撑而优化的中间层，使用户能以最快的速度，从最接近用户的地方－网络边缘－获得所需的内容信息，彻底解决网络拥塞，提高响应速度和服务质量。
此外，从具体实现的角度来看，宽带应用变化多样，网络运营商直接从网络层支持实现各种宽带应用是不现实的，在网络和应用间需要一个中间层。因此采用最新的先进技术手段，构建CDN，建设宽带多业务承载平台，并由此来支持实现多种宽带应用，进行宽带业务的规模化运营，进而探索形成宽带网络赢利的新模式。以宽带多业务承载平台为核心，最终用户、网络运营商、内容提供商、应用运营商形成了良性、共赢和互相支撑的宽带产业价值链，如下图。
管理及运营支撑系统是CDN走向可管理、可运营的关键一环
内容发布网（CDN）是一个经策略性部署的整体系统，从技术层面看，CDN是成熟的，它包括本地负载均衡服务、全局重定向服务、质量管理、网络应用安全、分布式存储与服务和内容管理等几个功能组件；但从运营层面看，面向应用部署和能力配置的网络构建、后台管理、业务运营与服务支撑系统的成熟与否是CDN走向“可运营、可管理”的关键标志。
CDN是一个应用支撑平台，各种不同应用类型、应用方式、内容都将在CDN平台上运行。第二，作为CDN的运营而言，其主要的服务对象是ICP，或者说是代表ICP 为最终用户提供差异性的、高质量的服务。因此，其运营的工作量远大于建设，而且是要满足ICP 的诸多需求。如何屏蔽对具体的设备和网络的大量的配置工作，自动的调节网络的能力部署是CDN 在技术上的重点和难点。
因此，满足“可运营、可管理的CDN”的管理平台软件系统需要融合内容管理、流量管理、服务能力自适应调节、负载均衡、分布式服务、XML等技术与一体，为部署、运营和管理内容发布网（CDN）提供了必备的技术基础条件和全面解决方案。
CDN组成及其基本工作原理
CDN是内容发布网络（ContentDeliveryNetwork）的英文缩写。它是一个支撑系统，通常是为满足高性能地发布内容而特殊构建的传统Internet 的覆盖网络，CDN存在的理由和目的是使得Internet 成为一种针对关键任务（mission-critical）和丰富媒体内容服务的可信任网络。
内容发布网（CDN）是一种新型的网络构建方式，它提供了一个网络系统支撑平台，可以为多种应用提供优质的网络服务。它在传统的IP网络之上建立了为多种应用发布而特别优化的网络覆盖层，CDN代表了一种基于质量与秩序的网络服务模式。
1. CDN 的组成
一个典型的CDN由以下五要素组成：
l CDN本地负载均衡：位于CDN 分布点中，负责对内容服务器（应用服务器）的负载平衡及业务服务的访问控制，通过监测后台服务器的流量，对服务器进行优化，从而达到优化站点的流量，加速用户的访问的目的。通常采用专业负载均衡设备，此设备通常也可以同时完成全局的负载均衡的工作。
l CDN全局负载均衡：负责通过静态或动态的方式为用户的请求在CDN范围内的各个站点中选择非常好的的访问站点。这是实现CDN性能优化的关键。通常采用专业负载均衡设备。
l CDN带宽管理：作为一个多应用系统的支持平台，在CDN上运行的应用系统多种多样，因此CDN系统应该具备带宽管理的能力，对运行于CDN之上的不同应用提供不同的带宽服务级别。
l CDN网络系统安全：作为一个成熟的CDN系统，必须考虑到系统安全的各个方面，确保CDN系统可以防止网络中的攻击对CDN的应用系统造成的影响，尤其是应该重点防止占用网络带宽很大的Nimda、Code Red、以及DOS/DDOS攻击，从而保证后台应用系统的正常运行。
l CDN管理系统：集中式的内容分发管理和网络管理，并对用户和内容提供商的CDN使用情况进行统计和计费。
l CDN应用系统：位于CDN 分布点中的一组分布式的服务器，通常选择专业服务器或缓存服务器来实现。常见的CDN应用系统有：VOD点播、视频会议、远程教学、远程医疗等等。这些应用通过CDN系统使得用户的请求能绕过Internet 的拥塞区域，而找到CDN网中的性能卓越的站点，从而得到最优的服务。
2. CDN 的工作原理
内容发布网是一个经策略性部署的整体系统。通过用户就近性和服务器负载的判断，CDN确保内容以一种极为高效的方式为用户的请求提供服务。总的来说，内容服务（应用系统）基于专业服务器或缓存服务器，它位于网络的边缘，理想状况下距用户仅有“一跳”（singlehop）之遥。同时，当采用代理缓存时，代理缓存就成为内容源服务器的一个透明镜像。这样的架构使得CDN服务提供商能够代表他们客户，即内容供应商，向最终用户提供尽可能好的体验，而这些用户是不能容忍请求响应时间有任何延迟的。
CDN通过提高网络本身的发布能力和智能性来解决网络宽带丰富媒体发布所要求的应用快速部署能力、多业务支撑能力、差别性服务（CoS）和基于内容的质量保证（QoS），并改善了最终用户的质量体验（QoE）。其工作模式如下图简示。
基于内容发布网，网络宽带丰富媒体的服务表现出全新的特点，其中最重要的包括：
l 全网接入点（CDN 分布点）上部署的内容引擎（缓存）内主动预存储的内容由内容分发管理设备/模块统一调度管理，内容管理层的出现使得整个系统具备了可运营的能力；
l 每个用户的服务请求被重定向到CDN 系统的全局负载均衡设备，由其统一调度，导向用户请求至最合适的边缘服务点。同时，本地负载均衡技术还用于确定内容服务器的可用性，并将用户到内容服务器群集中负载最轻的服务器。实现“最轻、最快、最近”的流量管理。
CDN的用户包括ISP、ICP、媒体网站、大中型企业、电子商务网站和政府网站。
利用CDN技术，这些网站无需投资昂贵的各类服务器、设立分站点。通过与CDN合作，CDN将负责信息传递工作，保证信息正常传输，维护传送网络，而网站只需要维护内容，不需要考虑流量问题。既节约了成本，又提高了效率。对于广大网络用户而言，在CDN 技术的基础上，他们可从网络内容提供者那里获得更多的新业务，可以快速访问网络上的内容，获得更好的服务质量。对于Web 企业而言，CDN 技术将给他们带来两个明显的好处：提高了客户的满意度——主动将经常被访问的网络内容发送到距离用户更近的服务器可以缩短响应时间；消除“找不到服务器”的错误，提高用户的忠诚度。加强对Web 资源的控制管理——增强的管理功能优化了网络内容提供者的高优先级网络内容、应用软件和企业计划，使他们获得最大的受益。
CDN的建设将改变传统网络所承担的单一的数据传输的角色，走向应用承载和服务能力支撑。因而也可能为全社会的信息化建设提供一个良好的基础平台，有效的开展诸如网上教育、远程医疗、电子政务、电子商务等等各种形式、各种形态的丰富媒体应用。因此从这个角度上讲，内容发布网（CDN）是社会信息化建设的一个基础设施建设。
3. CDN 网络的层次性架构
CDN是一个网络的概念，为了网络的灵活性，扩展性和可管理性，网络要求明晰的层次化结构。同时，由于CDN中各服务节点在整体的层次架构中处于不同的位置，其功能需求也有不同的侧重，自然会对节点的组织形式以及具体的设备选择带来影响。
因此，为了保证合理地选择和部署CDN节点，需要明晰CDN的层次性和不同层次的特性。根据所处的网络位置和完成的功能的不同，Radware认为可以将一个完整的CDN划分为3个层次：
l 核心层
l 骨干层
l 分配层
如下图所示。
4. 核心层节点
作为CDN网络层次结构中的顶端，通常由主站点(OriginalSite)和镜像站点(MirrorSite)组成。
核心节点是整个CDN网络的运行、管理和维护的核心，所有的用户内容请求都会由核心节点进入CDN网络，并由CDN网络根据用户和网络的实际情况，为用户指定一个合理的CDN 分布层节点进行服务。
在网络上，CDN核心节点要求有高速的骨干网络链路，要求和每个骨干节点都尽可能有高速和跳数最短的网络环境。因此，一般建议在全网的核心节点数据中心设置CDN的核心节点。
网络初期只需要建1个主站点即可，当网络规模扩大后，可以选择建设备份的镜像站点。
作为CDN网络的核心，核心节点并不直接参与对用户的服务，而是作为CDN运作的中枢，起到2个关键作用：
l 负责所有用户的内容请求，根据用户的信息作出准确的用户就近性判断，并根据判断的结果，将用户的请求分发到指定的分发节点。
l 负责CDN 的内容分发管理，把需要服务的内容通过合适的格式和方式，分发到所有的骨干CDN节点。
同时，通常在核心节点，建立整个CDN网络的后台支撑系统，作为CDN核心节点功能的一个重要组成部分。根据CDN核心节点的作用和功能，Radware建议：一般要在CDN核心节点配置这些设备：
l 用于用户请求路由的负载均衡设备—第4～7 层交换机；
l 用于内容分发的设备；
l 用于内容管理和和格式匹配的内容服务器；
l 用于提供运营支撑的后台管理系统；
l 用于提供内容存储的大容量存储系统；
l 其他辅助设备和系统，如内容采编设备等。
5. 骨干层节点
CDN骨干层节点逻辑上是CDN网络的二级节点，在物理上一般和作为网络骨干节点的处在同一的地点。以全国网为例，一般CDN骨干层节点位于各省网骨干节点上。
CDN骨干节点作为CDN分层结构中的中间层次，对于CDN网络优势的直接体现起极其重要的作用，主要是：
l 与CDN 核心节点配合，完成内容的分发，实现内容的本地化。
由于目前城域网的实际网络拓扑结构，CDN的就近服务特性在城域范围内难以体现，因此，CDN骨干节点是实现CDN网络所强调的用户就近性的直接体现。通过CDN核心，骨干节点将处在核心节点或其他节点的内容及时地传输到本地，在用户请求时可以及时地有本地提供服务。实现广域概念上的就近性服务和资源共享。
l 作为CDN网的二级节点，完成内容的本地存储。
根据CDN网络的分层，骨干节点真正实现内容本地化和用户就近性服务。这要求骨干节点要有很高的存储能力。以完成分发内容的本地化和对用户服务的就近性。
l 作为CDN网的二级节点的核心节点，对所有的分发节点进行内容的进一步分发，为分配层节点实现分布式服务提供条件。
和整个CDN网络一样，CDN骨干节点又成为每个地区的核心节点，要完成本地用户的服务请求，根据用户请求的内容，在本地存储设备中将相应的内容分发到不同的分配层节点，为用户提供直接的服务。
当网络规模较小时，可以将骨干节点与核心节点合并。
根据骨干节点的要求，Radware建议在骨干接点要配置的设备包括：
l 用于完成用户就近性判断的四层交换机
l 用于完成内容分发服务的高速缓存设备
l 其他和内容分发有关的代理设备等。
同时，根据对骨干层的功能和性能的要求，Radware研究结果：要求完成内容分发服务的骨干层高速缓存设备要具有以下特性：
l 设备的可靠性稳定性
要求设备要具有高的可靠性和稳定性
l 设备的服务容量
处在骨干节点的同时有是每个地区的核心节点，要求设备的服务容量要高。
l 设备的存储能力
设备的存储能力是作为骨干设备的关键参数，包括巨大的存储容量，极高存储的灵活性，高的存储的效率，好的存储扩展性等，都是对骨干设备的要求。
6. 分布层节点
分布层是CDN网络结构的最低一层，是为用户直接提供服务的节点。
在传统的（理想的）CDN网络中，分布层是实现用户就近性的接入点，理想状况下，应该部署在尽可能靠近用户的网络节点。但在目前的城域网实际情况下，对于城域的分配节点，Radware建议应强调对用户的分布式服务。所以，根据以上分析和Radware对CDN分布层节点的定义，分布层节点主要完成的功能包括：
l直接面对大量用户，为用户直接提供服务。
l通过分布式服务机制，实现服务能力的提高，实现对大并发服务的需求。
根据这些功能，Radware推荐对于分布层设备一般有：
l 用于完成用户就近性判断的四层交换机
l 用于提供内容的的高速缓存设备或专业服务器。
l 其他和内容分发有关的代理设备等。
和骨干节点不同的是，分布层强调分布式服务，通过服务的分散，可以用小容量的设备满足大量的服务需求，因此，在设备选择上，在分布层，Radware建议应关注：
l 稳定的性能
l 合理的价格，性价比突出
l 有限的系统容量
所以在分布层，可以选择一些小容量的设备，通过分布式服务，达到极大的并发用户服务能力。
