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＜计算机网络自顶向下＞ CDN

news 2026/2/8 6:58:33

视频服务挑战

  • 规模性
  • 异构性：不同用户有不同的能力（比如有线接入和移动用户；贷款丰富和受限用户）
  • 解决方法是：分布式的应用层面的基础设施CDN

多媒体：视频

  • 视频是固定速度显示的一系列图像的序列，图像又是一系列像素点的序列
  • 视频占的带宽太大所以不经过压缩就在网络上传输基本是不可能的
  • 压缩的基础
    • 空间的冗余度：一个帧当中一些范围的像素点颜色一样，空间描述的时候可以说某个像素点在那一范围出现
    • 时间上的冗余度：一些相邻的帧的像素点颜色一样，传输的时候仅仅把动的对象传输即可
  • CBR (constant bit rate): 以固定速率编码
  • VBR (variable bit rate): 视频编码速率随时间的变化而变化

存储视频的流化服务

  • Download and play太慢了
  • streaming服务边下载边看（就相当于我现在看b站下面有一个进度条还有一个比进度条跑的更快的白条，这个白条就是下载条）
  • 多媒体流化服务：DASH（Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）
    • 服务器：将视频文件分割为多个chunk，每个chunk独立存储，编码于（8-10种）不同码率，告示文件（manifest file）提供不同块的URL（b站视频有很多码率视频）
    • 客户端：周期性测量服务器到客户端的带宽，查询告示文件，在一个时刻请求一个块，HTTP头部指定字节范围（如果带宽足够，选择最大码率的视频块；会话中的不同时刻，可以切换请求不同的编码块，这取决于当时的可用带宽）；

Content Distrubution Networks（CDN）

  • 挑战：承载量
    • 如果选择单个的，，大的超级服务器“mega-server”——方法简单但是延展性很差
      • 服务器到客户端上路径跳数较多，瓶颈链路的带宽小导致停顿
      • “二八规律”决定了网络同时充斥着统一个视频的多个拷贝，效率低（付费高，贷款浪费，效果差）
      • 单点故障，性能瓶颈
      • 周边网络的拥塞
  • 选项二：通过CDN，全网部署缓存节点，存储服务内容，就近为用户提供服务，提高用户体验
  • 也就是说在网络中，CDN的运营商部署了许多缓存节点，用户上线时候不一定从原服务器获取流化服务，通过DNS的重定向，找离他最近服务质量最好的节点提供流化服务。使得问阿金传输跳数少，服务质量更好。
  • 种类
    • Enter deep：将CDN服务器深入到许多接入网（在Local ISP内部）
      • 更接近用户，数量多，离用户近，管理困难
      • Akamai：1700个位置
    • Bring home： 部署在少数（10个左右）关键位置（比如在ISP关键节点机房附近），如将服务器簇安装于POP附近（离若干大的ISP，POP比较近）
      在计算机网络中，POP表示入网点（Point of Presence）。POP位于网络企业的边缘外侧，是访问企业网络内部的进入点。外界提供的服务通过POP进入，这些服务包括Internet接入，广域连接以及电话服务（PSTN）
      • 采用租用线路将服务器簇链接起来
      • Limelight
      • 问题：跳数比第一种多
    • 互联网络主机到主机之间的通信作为一种服务向用户提供
    • OTT挑战：在拥塞的互联网上复制内容
      • 从哪个CDN节点中获取内容？
      • 用户在网络拥塞时的行为？
      • 在哪些CDN节点中存储什么内容？

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