Phân phối nội dung và CDN

Mạng lưới phân phối nội dung đặt các bản sao nội dung trên các máy chủ gần người dùng và điều hướng mỗi yêu cầu đến một bản sao phù hợp, giúp giảm độ trễ, giảm tải cho máy chủ gốc và giúp việc phân phối web và video quy mô lớn trở nên khả thi.

Definition

Mạng lưới phân phối nội dung là một hệ thống máy chủ được phân phối địa lý, lưu trữ và phục vụ các bản sao nội dung gần người dùng cuối, chuyển hướng mỗi yêu cầu đến một bản sao phù hợp gần đó để giảm độ trễ, mất mát và tải trên máy chủ gốc.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách nội dung được phân phối ở quy mô Internet: lý do để sao chép nội dung gần người dùng, kiến trúc của mạng lưới phân phối nội dung (CDN) với các bộ nhớ đệm được phân phối địa lý, các cơ chế để điều hướng người dùng đến một bản sao gần đó (thường thông qua DNS), các yêu cầu đặc biệt của video trực tuyến bao gồm các kỹ thuật tốc độ bit thích ứng, và sự tương tác của CDN với mạng lưới cơ bản. Nó được xây dựng dựa trên các giao thức đặt tên và ứng dụng và không bao gồm chi tiết mã hóa phương tiện và các cơ chế truyền tải bên dưới việc phân phối.

Core questions

• Tại sao việc sao chép nội dung gần người dùng lại cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng?
• Một CDN được tổ chức như thế nào và các máy chủ của nó được đặt ở đâu?
• Một yêu cầu của người dùng được điều hướng đến một bản sao tốt như thế nào và DNS đóng vai trò gì?
• Phát trực tuyến tốc độ bit thích ứng phân phối video qua các mạng biến đổi như thế nào?
• CDN tương tác với cấu trúc liên kết Internet cơ bản và các ISP như thế nào?

Key concepts

• sao chép nội dung
• mạng lưới phân phối nội dung (CDN)
• máy chủ bộ nhớ đệm biên
• chuyển hướng yêu cầu qua DNS
• nhận biết sự gần gũi và tải
• phát trực tuyến video
• phát trực tuyến tốc độ bit thích ứng (HTTP chunked)
• giảm tải máy chủ gốc

Key theories

Sao chép và sự gần gũi

Đặt nội dung trên nhiều máy chủ gần người dùng giúp rút ngắn đường dẫn mạng, giảm độ trễ và mất mát, đồng thời phân tán tải khỏi máy chủ gốc và đường trục; vấn đề kỹ thuật trung tâm trở thành việc chọn nơi đặt các bản sao và bản sao nào để phục vụ mỗi yêu cầu.

Chuyển hướng yêu cầu

CDN điều hướng mỗi máy khách đến một bản sao gần đó, khỏe mạnh, thường bằng cách trả về địa chỉ của một máy chủ đã chọn để đáp lại một tra cứu DNS, sử dụng kiến thức về sự gần gũi của mạng và tải hiện tại.

Phát trực tuyến tốc độ bit thích ứng

Video phát trực tuyến được mã hóa ở nhiều mức chất lượng và chia thành các đoạn được tìm nạp qua HTTP, với máy khách điều chỉnh tốc độ bit yêu cầu của nó theo băng thông hiện tại, phù hợp với việc phân phối dựa trên HTTP của CDN và đối phó với các điều kiện mạng biến đổi.

Clinical relevance

CDN chiếm một phần lớn lưu lượng truy cập Internet và rất cần thiết để phân phối các trang web, cập nhật phần mềm và đặc biệt là video ở quy mô lớn và với hiệu suất tốt. Chúng giảm độ trễ cho người dùng trên toàn thế giới, bảo vệ máy chủ gốc khỏi quá tải và là nền tảng cho các dịch vụ phát trực tuyến chiếm ưu thế trong việc sử dụng Internet của người tiêu dùng, làm cho việc phân phối nội dung trở thành trung tâm của cách web hiện đại hoạt động.

History

Khi lưu lượng truy cập web tăng vọt vào cuối những năm 1990, các mạng lưới phân phối nội dung đã xuất hiện để lưu trữ nội dung gần người dùng, với Akamai là một ví dụ ban đầu và có ảnh hưởng. Sự phát triển của video trực tuyến sau đó đã biến CDN và phát trực tuyến thích ứng dựa trên HTTP trở thành trung tâm của việc phân phối Internet, và CDN đã mở rộng thành các nền tảng biên cũng chạy tính toán gần người dùng.

Key figures

• Ramesh K. Sitaraman
• Erik Nygren
• James F. Kurose

Seminal works

• kurose2021
• nygren2010

Frequently asked questions

CDN làm cho một trang web nhanh hơn như thế nào?

CDN lưu trữ các bản sao nội dung của một trang web trên các máy chủ trải rộng khắp thế giới và phục vụ mỗi người dùng từ một máy chủ gần đó. Điều này rút ngắn đường dẫn mạng, giảm độ trễ và mất mát, đồng thời giảm tải cho máy chủ gốc. Kết quả là tải trang nhanh hơn và phát trực tuyến mượt mà hơn, đặc biệt đối với người dùng ở xa máy chủ gốc.

CDN quyết định máy chủ nào sẽ phục vụ tôi như thế nào?

CDN sử dụng thông tin về sự gần gũi của mạng, tải máy chủ và tính khả dụng để chọn một bản sao tốt, sau đó điều hướng yêu cầu của bạn đến đó, thường bằng cách trả về địa chỉ của máy chủ đó khi thiết bị của bạn tra cứu tên trang web trong DNS. Mục tiêu là một máy chủ gần đó, khỏe mạnh có thể phân phối nội dung nhanh chóng.