淘宝CDN系统架构
- 格式:docx
- 大小:335.78 KB
- 文档页数:6
CDN模式介绍CDN(content delivery network 或 content distribution network)模式专注于通过全球分布式缓存架构为经常访问的⽂件减少⽹络访问时的延迟。
⽬标是加快交付应⽤程序内容给⽤户。
内容是任何可以存储在⼀个⽂件,如图像、视频和⽂档。
内容交付⽹络 (CDN) 是⼀种全球分布式缓存的服务。
CDN 在世界各地的许多地⽅保存了应⽤程序⽂件的副本。
当⽤户访问时,会选择离这些地⽅接近结点,内容不需要⾛长距离⽹络来传递,所以它能访问到达速度更快,以此来改善⽤户体验。
CDN 节点设在世界各地希望尽可以能接近的⽤户。
它有⾃⼰的URL 负载平衡解析器,根据⽤户不同地理位置,⽆论⽤户在什么地⽅将⽤户引向最近的节点。
CDN所⾯临的挑战:• 应⽤程序数据访问从不⼀定能接近它所在地理位置最近的数据中⼼• 多个客户端访问相同的应⽤程序数据对象(如 HTML、 JavaScript、图像、视频或其他⽂件)• 应⽤程序有包括⼤流量下载、流媒体视频或其他⼤流量级的内容CDN 可以有效地减少节点负载以加快各种类型的内容。
CDN的机制:⼀般来说,互联⽹更快速度地数据传输与源数据和客户端有密切关系。
将源数据的缓存副本放置得与客户端⽐较接近,当⽤户需要访问数据时,从最接近的位置检索它将⽐从原始结点检索会更快⼉些。
这种做法通常称为分布式缓存,这也是CDN 的作⽤所在。
具体地说,我们将关注是通过 HTTP 访问的⽂件。
虽然所有⽤户看到相同的 URL⽂件,不同的⽤户将被路由到不同的 CDN 节点。
这是 CDN的要点:将请求路由到就近的 CDN 节点,以提⾼响应速度。
使⽤CDN的前后的简单⽰意图:CDN的限制:CDN 对于不经常访问的资源是⽆效的。
通常只有在 CDN缓存过期前有⾄少两次访问的资源才算有效。
CDN 对于不断变化的资源不适⽤。
CDN 对于不想公开资源可能是⼀个糟糕的选择。
缓存可以不⼀致CDN存储的资源复本指定过期时间,因⽽缓存图像⽂件可在僧⼀个⼩时,⼀个⽉有效的。
CDN(内容分发网络)技术架构主要由中心和边缘两部分组成。
中心部分主要包括CDN网管中心和DNS重定向解析中心,负责全局负载均衡,设备系统安装在管理中心机房。
在全局负载均衡方面,DNS 扮演着重要角色,它负责根据用户源IP地址解析不同的IP,实现就近访问,从而提高响应速度。
边缘部分则主要指异地节点,是CDN分发的载体,主要由Cache 和负载均衡器等组成。
每个CDN节点由负载均衡设备和高速缓存服务器两部分组成。
负载均衡设备负责每个节点中各个Cache的负载均衡,保证节点的工作效率。
同时,负载均衡设备还负责收集节点与周围环境的信息,保持与全局负载DNS的通信,实现整个系统的负载均衡。
高速缓存服务器(Cache)则负责存储客户网站的大量信息,可以快速响应用户的访问请求。
CDN的管理系统是整个系统能够正常运转的保证,通过完善的网管系统,用户可以对系统配置进行修改。
同时,为了实现高可用性等目标,需要监视各节点的流量、健康状况等信息。
cdn 技术原理CDN技术原理CDN(Content Delivery Network)即内容分发网络,是一种通过在网络的各个节点上分布服务器并缓存内容的技术,以提高用户访问网站的速度和稳定性。
CDN技术的原理是将内容分发到离用户最近的服务器节点,从而减少网络延迟和带宽消耗,提高用户访问体验。
CDN技术的核心原理是通过缓存和负载均衡来实现内容分发。
当用户请求访问一个网站时,CDN系统会根据用户的地理位置和网络状况,选择离用户最近的服务器节点来响应用户的请求。
这些服务器节点被称为边缘节点,它们分布在全球各个地区,与用户之间的距离更近,可以提供更快的响应速度。
CDN系统中的边缘节点通过缓存技术来存储和分发内容。
当用户第一次访问某个网站时,CDN系统会将网站的静态资源(如图片、CSS、JS文件等)复制到边缘节点的缓存中,并为之后的用户请求提供服务。
当用户再次访问该网站时,CDN系统会判断该资源是否在边缘节点的缓存中,如果存在,则直接返回缓存中的资源,从而节省了网络带宽和服务器的负载。
如果资源不在缓存中,CDN系统会从源服务器获取资源,并将其缓存到边缘节点上,以便之后的用户请求。
CDN系统还利用负载均衡技术来分发用户请求。
当一个边缘节点的负载过高时,CDN系统会将部分用户请求转发到其他负载较低的节点,以保证每个节点的负载均衡。
这样可以提高整个系统的稳定性和可靠性。
CDN技术还通过一些优化手段来进一步提升用户体验。
例如,CDN系统可以根据用户的设备类型和网络状况,选择合适的压缩算法和传输协议,以提高传输效率和速度。
同时,CDN系统还可以通过动态加速技术来实时优化网络路径,选择最优的传输路径,减少网络拥塞和丢包现象,提高用户访问的稳定性和质量。
总结来说,CDN技术通过缓存和负载均衡来实现内容分发,将内容分发到离用户最近的服务器节点,以提高用户访问网站的速度和稳定性。
CDN技术的原理和优化手段为用户提供了更快、更可靠的网络体验,已经成为现代互联网服务不可或缺的一部分。
cdn运营方案一、引言随着互联网的快速发展,网络内容传输的需求日益增加。
然而,由于网络带宽限制和网络拓扑结构的限制,用户在访问网页、下载文件或观看视频时经常遇到速度慢、加载困难等问题。
为了解决这些问题,CDN(Content Delivery Network,内容分发网络)技术应运而生。
CDN技术通过在全球范围内部署服务器节点、内容分发节点和缓存服务器以及加速器等设备,通过动态调度,使得用户能够就近获取所需的内容,从而提高网络内容传输的速度和质量。
本文将介绍CDN的优势和运营方案,帮助企业更好地利用CDN技术提高网络内容传输的速度和质量,提升用户体验。
二、CDN优势1. 提高网络性能CDN通过部署全球多个内容分发节点,实现内容的就近获取,从而减少了网络延迟、提高了下载速度,并且可以在网络异常时提供备份服务,大大提高了网络服务的稳定性和可靠性。
2. 节省带宽成本CDN技术可以有效地减少源站的带宽负载,通过缓存和压缩等技术,减少源站对网络的压力,降低了网络带宽成本,提高了源站的可用性。
3. 提高网站安全性通过CDN技术可以有效地减少源站的直接攻击风险,CDN集中了大量的网络流量,可以有效地过滤恶意攻击,提高了网站的安全性。
4. 改善用户体验CDN可以有效地减少用户在访问网页、下载文件或观看视频时的等待时间,提高了用户的体验和满意度。
同时也可以通过智能路由技术和负载均衡技术,有效提高了用户访问速度。
三、CDN运营方案1. 选择合适的CDN服务商企业在选择CDN服务商时应考虑服务商的网络覆盖范围、服务质量、价格和技术支持等方面。
根据自身业务需求选择适合的CDN服务商,可以根据业务特点选择全球性CDN服务商或者地域性CDN服务商。
2. 定制CDN服务方案根据企业的业务需求定制CDN服务方案,包括节点部署、缓存策略、负载均衡、智能路由、安全防护等。
企业可以根据自身业务特点进行个性化定制,提高网络内容传输的速度和质量。
概述淘宝是中国最大的电商网站之一,每天有数以亿计的用户访问淘宝平台。
在高并发的访问环境下,如何保证淘宝的稳定性和可用性是一个重要的挑战。
本文将介绍淘宝高并发解决方案,包括架构设计、缓存优化、数据库优化以及负载均衡。
架构设计淘宝采用了分布式架构来应对高并发的访问压力。
整个系统被划分为多个服务模块,每个模块独立运行,并通过消息队列进行通信。
这种架构设计可以有效地提高系统的可伸缩性和可扩展性。
缓存优化为了减轻数据库的压力,淘宝采用了大量的缓存来加速数据访问。
其中,最核心的缓存技术是利用Redis来缓存热点数据。
通过将频繁访问的数据放入Redis缓存中,可以大大提高系统的响应速度和吞吐量。
淘宝还利用CDN(内容分发网络)来缓存静态资源,例如商品图片、CSS文件和JavaScript文件。
CDN可以将这些静态资源缓存在全球各地的节点上,用户可以就近访问这些缓存节点,从而提高访问速度。
数据库优化淘宝使用了分布式数据库来处理海量的数据。
数据库采用主从复制的方式,将读写操作分散到多个数据库节点上,从而提高数据库的并发处理能力。
为了减少数据库查询的负载,淘宝采用了数据库分库分表的技术。
将数据按照一定的规则分散到多个数据库和表中,从而均衡数据库的负载,并且降低了单个数据库的数据量和并发访问量。
此外,淘宝还采用了数据库的读写分离技术。
将读操作和写操作分别路由到不同的数据库节点上,从而提高数据库的读写性能。
负载均衡淘宝使用了负载均衡技术来分发用户的请求,以实现高并发的访问。
主要的负载均衡技术包括DNS负载均衡和反向代理负载均衡。
DNS负载均衡将用户的请求解析到多个服务器的IP地址上,从而使得用户的请求被均衡地分发到不同的服务器上。
反向代理负载均衡则是通过将用户的请求发送到多个反向代理服务器上,由反向代理服务器再将请求分发给后端的多个应用服务器。
这样可以均衡地分担用户的请求压力,提高系统的并发处理能力。
总结淘宝面临着海量用户的高并发访问压力,为了保证系统的稳定性和可用性,需要在架构设计、缓存优化、数据库优化和负载均衡等方面进行优化。
淘宝CDN系统架构
存储与架构分论坛上,淘宝网技术委员会主席,淘宝网核心工程师章文嵩向我们详细介绍了淘宝网图片处理与存储系统的架构。
章文嵩博士的演讲日程包括了淘宝的整个系统架构、淘宝图片存储系统架构,淘宝网独立开发的TFS集群文件系统,前端CDN系统以及淘宝网在节能服务器方面的应用和探索。
本文侧重介绍淘宝网图片处理与访问系统前端的CDN系统架构
从商用系统到自主研发
实际上,淘宝网对CDN系统的要求还是十分严格的,CDN服务的图片规模包括大约250T容量的原图和大约250T容量的缩略图总和;约286亿左右的图片数,平均图片大小是17.45K;8K以下图片占图片数总量的61%,占存储容量的11%
CDN的部署规模达到22个节点,部署在网民相当密集的中心城市(7月初),每个节点目前处理能力在10G或以上,CDN部署的总处理能力已到220G以上,目前承载淘宝流量高峰时119G,含一些集团子公司的流量。
淘宝网现有的CDN系统也完全是淘宝自己开发的,最早淘宝也应用过一段商用的CDN产品,选择Netscaler的CDN系统来解决海量小图片访问和读取的问题。
使用一段时间后,认为市场普遍的商用产品存在一些性能瓶颈、功能欠缺,并且性能不稳定。
面对淘宝网背后如此巨大的图片存储规模,商用系统在整个系统的规模、性能、可用性和可管理性都无法达到要求。
目前淘宝网自主开发的CDN系统,采用了全新的优化架构,包括CDN监控平台、全局流量调度系统支持基于节点负载状态调度和基于链路状态调度、CDN实时图片删除、CDN访问日志过滤系统、配置管理平台。
新旧CDN架构平台对比
淘宝网老架构的CDN平台应用Netscaler产品
图为淘宝网应用Netscaler产品的老架构的CDN平台,背后管理500TB容量,前端缓存空间约1TB左右,命中率较低,因此需要强大的调度策略。
淘宝网最新的CDN系统架构
上图为最新的CDN系统架构,全部由淘宝网自己开发,前面介绍过CDN系统的服务规模,包括约250T容量的原图+ 250T容量的缩略图,总计500TB图片存储容量;约286亿左右的图片数,平均图片大小是17.45K;8K以下图片占图片数总量的61%,占存储容量的11%,实际上带给CDN系统极大的挑战。
CDN部署规模达到22个节点,部署在网民相当密集(具体访问量)的中心城市(7月初),每个节点目前处理能力在10G或以上,部署的总处理能力已到220G以上,目前承载淘宝流量高峰时119G(含一些集团子公司的)。
新旧两代CDN架构的对比
上图是淘宝网对新旧2代CDN架构进行对比,新的CDN系统在流量分布均匀性上有了较大改进,所有的频道统一调度到128台squid,而不是将 squid按频道分组,可提高命中率2%
以上;扩展能力也有了较大提升,在一个VIP上新架构可以扩展到近100G的流量(当然要用万兆网卡);灵活性也有了较大提高,一致性Hash调度方法使得增加和删除服务器非常方便,只有1/(n+1)的对象需要迁移新的CDN架构。
除了在可维护性商稍微弱一点,其余的指标
全面超出商用的产品。
Squid节点的改进和优化
新的CDN在squid节点上也进行了一些改进和优化,包括:
在COSS存储系统基础上实现了TCOSS,FIFO加上按一定比例保留热点对象,支持1T大小的文件
Squid内存优化,一台Squid服务器若有一千万对象,大约节省1250M内存,更多的内存
可以用作memory cache。
用sendfile来发送缓存在硬盘上的对象,加上page cache,充分利用操作系统的特性
针对SSD硬盘,可以采用DIRECT_IO方式访问,将内存省给SAS/SATA硬盘做page cache
在Squid服务器上使用SSD+SAS+SATA混合存储,实现了类似GDSF算法,图片随着热点变化而迁移。
根据淘宝网的资料数据,SSD的存储成本大约是20¥每GB左右,SAS硬盘的存储成本约在
5-6¥每GB,SATA盘的每GB成本不到1¥。
随着对应用性能的要求提升,应用SSD是未来
的趋势,针对不同硬盘的存取特性进行优化是十分必要的。
目前在squid节点中的热点迁移采用了两种策略,一种是根据文件大小来定义迁移到哪种磁盘上去。
例如较大的文件存放在SATA磁盘,中等大小的文件放在SAS磁盘上,较小的文件存放在SSD磁盘。
下图是淘宝网进行自动分层迁移后的性能测试结果,测试环境包括1
块SSD硬盘+4块SAS硬盘+SATA硬盘。
访问负载状况如下:
第一种迁移策略按文件大小决定存储的磁盘类型,上图中:黑色为SATA,绿色为SSD,红色为SAS,4块SAS硬盘上的访问量总和超过SSD硬盘上的访问量
另外一种策略则是根据访问热度来决定,最热的文件存放在SSD盘,较热的存放在SAS盘,最冷的文件存放在SATA盘。
下图是淘宝网同样在1块SSD硬盘+4块SAS硬盘+SATA硬盘下的测试结果,访问负载状况如下:
第二种迁移策略按访问的热度来进行迁移,其中:黑色为SATA,绿色为SSD,红色为SAS;SSD 硬盘上的访问量是4块SAS硬盘上访问量之和的5倍以上,SAS和SATA的硬盘利用率低了很多。
节点的运行状况
淘宝网列出了两个代表性节点的运行性能状况。
节点一由32台DELL R710服务器构成,逻辑结构包括2LVS+32Haproxy+64Squid构成,于12月21日上线运行。
以下是该节点的运营状况:
节点二由30台DELL PowerEdge 2950服务器构成,逻辑结构包括:2LVS + 30Haproxy + 60 Squid,于2010年5月上线运行。
以下是该节点的理论运行状况:
淘宝CDN的发展方向
淘宝网未来的CDN发展方向针对研发、运维和CDN建设有不同的要求。
从CDN的研发和运维上,未来淘宝CDN将:
–针对教育网的CDN解决方案,广大校园用户将能体会到更高的访问速度和性能
–动态页面加速,节点间应用级路由
–持续提高节点性能(应用软件、操作系统等)
–优化GTM全局调度系统
–持续提高CDN系统可运维性,完善CDN内容管理系统
此外,淘宝CDN建设的思路也有一些调整和改变,建设思路正在转向“部署更多的小节点,尽可能离用户近一些”的方向,同时会更加强调定制化和快速部署。