YD∕T 3883-2021 内容分发网络技术要求 内容路由(通信).pdf
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1、 333ICS 33.160.60M中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准YDYD/T 内容分发网络技术要求内容路由内容分发网络技术要求内容路由The technical requirements for content distribution networkcontent routing -发布-实施中华人民共和国工业和信息化部 发布 目目 次次 前 言 .III 1. 范围 .1 2. 规范性引用文件 .1 3. 定义和缩略语 .1 3.1. 定义 .1 3.2. 缩略语 .2 4. CDN 内容路由的总体架构 .3 4.1. 内容路由在内容分发网络中的位置 .3 4.2.
2、CDN 内容路由总体架构 .4 5. DN 内容路由通信流程 .4 5.1. CDN 内容路由涉及的通信流程 .5 5.2. CDN DNS 递归迭代查询过程 .6 6. CDN 全局负载均衡系统的路由技术要求 .8 6.1 DNS 全局调度路由 .8 6.2 DNS 全局调度技术要求 .8 6.3 DNS 调度策略技术要求 .9 6.4 CDN DNS 解析技术要求 .10 6.5 CDN 回源的路由技术要求 .11 6.6 CDN 非回源路由技术要求 .12 7. CDN 本地负载均衡系统的路由技术要求 .13 7.1 本地负载均衡路由 .13 7.2 网络层负载均衡的路由技术要求 .14
3、 7.3 应用层负载均衡的路由技术要求 .15 7.4 负载均衡算法分布图 .17 YD/T ii 8. CDN 单/双线汇聚节点的路由技术要求 .18 8.1 汇聚节点技术要求 .18 8.2 双线汇聚节点技术要求 .19 8.3 单线汇聚节点技术要求 .19 附录 A (资料性附录)CDN 内容路由系统技术指标 .20 YD/T iii 前前 言言 本标准是内容分发网络系列标准之一,该系列标准的结构和名称预计如下: 内容分发网络技术要求 应用场景与需求 内容分发网络技术要求 体系架构 内容分发网络技术要求 内容路由 内容分发网络技术要求 功能性框架 内容分发网络技术要求 边缘服务节点 内容
4、分发网络技术要求 内容中心 内容分发网络技术要求 业务流程 内容分发网络技术要求 接口 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国通信标准化协会提出并归口。 本标准起草单位:网宿科技股份有限公司、中国信息通信研究院、中国电信集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司。 本标准主要起草人:黄莎琳、吕超鑫、武志鹏、牛荣利、沙莎、聂秀英、陈戈、梁洁、倪伟、郭嵩、缪川扬、张尧烨、高莹。 YD/T 1 内容分发网络技术要求内容分发网络技术要求 内容路由内容路由 1
5、. 范围范围 本标准规定了内容分发网络内容路由的通信流程和技术要求,其中技术要求主要包括 CDN内容路由的准确性、可用性及安全性等技术要求。 本标准适用于内容分发网络(CDN)的网络规划、设备制造、软件开发、和 CDN 服务提供商使用。 2. 规范性引用规范性引用文件文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 YD/T XXXX-XXXX 内容分发网络技术要求 体系架构 3. 定
6、义和缩略语定义和缩略语 3.1. 定义定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1. 内容网络分发内容网络分发 content distribution (delivery) network 为向用户交付内容而在互联网上联网的计算机系统。 3.1.2. 源站服务器源站服务器 origin server 原始内容的服务器。该服务器是指存储着网站上所有的内容,并对用户的内容请求作出响应的服务器。 3.1.3. 本地本地 DNS 服务器服务器 local domain name system server YD/T 2 用户所在局域网或 ISP 网络中的域名服务器。 3.1.4. 授权授权 DNS
7、 服务器服务器 authorization DNS server 指保存有该网站主机的域名和对应 IP 地址,并具有将域名转换为 IP 地址功能的服务器。 3.1.5. 全球(局)负载均衡系统全球(局)负载均衡系统 global Load balance system 实现在广域网(包括互联网)上不同地域的服务器间的流量调配的系统。 3.1.6. 缓存服务器缓存服务器 cache server 存放频繁访问内容的服务器。 3.1.7. 事故灾难事故灾难 incident and disaster 由于人为或自然灾害, 造成信息系统严重故障或瘫痪, 使得内容分发网络服务水平不可接受、达到特定时间
8、的突发性事件。 3.2. 缩略语缩略语 下列缩略语适用于本文件: CDN 内容分发网络 Content Distribution (Delivery) Network DNS 域名系统 Domain Name System GSLB 全球(局)负载均衡系统 Global Load Balance System HTTP 超文本传输协议 Hyper Text Transfer Protocol IP 网络之间互连的协议 Internet Protocol ISP 互联网服务提供商 Internet Service Provider QPS 每秒查询率 Queries Per Second 4.
9、CDN 内容路由的内容路由的总体架构总体架构 4.1. 内容路由在内容分发网络中的位置内容路由在内容分发网络中的位置 图 1 给出了内容路由在 YD/TXXXX-XXXX 中的位置,包括内容中心节点、汇聚节点、边缘YD/T 3 服务节点和全局内容路由模块。 图 1. 内容路由在内容分发网络中的位置 4.2. CDN 内容路由总体架构内容路由总体架构 CDN 内容路由主要是以现有的 IP 网络路由为基础,通过特定的网络路由策略,为用户的内容请求选择最佳缓存服务器,完成内容请求的重定向过程。 CDN 服务商的负载均衡系统应包含全局负载均衡(GSLB)和本地负载均衡(SLB)两大关键部分组成。 CD
10、N 内容路由的架构图(参照 YD/TXXXX-XXXX 的图)如下所示: CDN业务系统运维管理STB/PC/互联网电视/移动终端内容中心节点CP/SP源站门户SP内容管理系统运营管理及适配SP业务管理承载网网络管理统计报表汇聚节点边缘服务节点内容路由(SLB)内容处理内容接入内容分发内容存储内容路由(SLB)内容分发内容缓存内容服务控制内容服务客户授权DNS原始内容服务器全局内容路由GSLBRR节点管理a内容管理内容缓存内容路由(SLB)系统日志计费管理 承载网C CA AB BbF Fdlicjo,k,jnemfE EG GghD DCNAMECDN业务管理CDN网络管理路由策略p证书管理
11、递归迭代递归迭代应用层重定向应用层重定向就近判断健康判断重定向内容处理Local DNSYD/T 4 图 2. CDN 内容路由架构图 (其中,蓝色线代表非回源路由,将在第 6.6 中阐述) 5. DN 内容路由通信流程内容路由通信流程 5.1. CDN 内容路由涉及的通信流程内容路由涉及的通信流程 如图 3 给出了 CDN 内容路由的通信流程。 YD/T 5 图 3. CDN 内容路由流程示例 (紫色代表用户端,蓝色代表源站端,绿色代表 CDN 系统) CDN 通信流程描述如下: a) PC 端/移动端互联网用户在终端浏览器输入的 URL,终端浏览器发送域名解析请求到Local DNS 服务
12、器(即图 4 中的 )请求解析; b) Local DNS 服务器(即图 4 的 )通过 DNS 递归及迭代查询机制到达网站授权 DNS 服务器(即图 4 的 ); c) 网站授权 DNS 服务器 (即图 4 的 ) 通过 DNS CNAME 机制引导到 CDN的全局负载调度系统的服务器(即图 4 的 ): (例如: CNAME ) d) 全球(局) 负载调度系统根据网站业务类型,将用户请求 CNAME 引导到对应的网页加速类型业务: (例如: CNAME ) e) 全球(局)负载调度系统根据边缘节点的健康性、负载情况、连接数信息、地理位置、资源使用状况、覆盖质量等综合判断,选择最优的边缘节点
13、 IP 返回给本地 DNS 服务器YD/T 6 (即图 4 中的 ); f) Local DNS 服务器(图 4 中 )得到最优边缘节点 IP,返回给用户。 g) 用户得到最优边缘节点 IP,向该边缘节点发送 URL 内容请求;若请求的内容已缓存在边缘节点 Cache 缓存服务器中且未过期,则将用户请求内容直接返回给终端用户,完成访问;否则选择最优路径回到源站取内容。 h) 返回内容到 PC 端,完成整个路由过程。 5.2. CDN DNS 递归迭代查询过程递归迭代查询过程 图 4. CDN DNS 递归迭代查询 加入 CDN 的 DNS 服务器递归迭代查询的过程如下所示: 假设我们的客户终端
14、如果想要访问站点:,此用户本地的域名服务器:,一个根域名服务器:,一个 com 顶级域名服务器:,所要访问的网站的域名服务器: ,假设该域名已经 CNAME 到 CDN 厂家给的 cname 入口:,CDN 服务器上规划的区域与 CDN 节点映射表(如图 7)是 ,则域名解析的过程如下所示: a) 互 联 网 用 户 终 端 向 本 地 域 名 服 务 器 发 出 请 求 解 析 域 名YD/T 7 的报文; b) 本地的域名服务器 收到请求后, 先查询本地缓存,假设没有该记录, 则本地域名服务器向根域名服务器 发出请求解析域名 的请求,根服务器返回 com 服务器地址给 ; c) 本地域名服
15、务器 收到 com 服务器地址后,向 com 的顶级域名 DNS 服务器发出请求解析域名 的报文,com 的顶级域名 DNS 服务器查询记录,返回 的 DNS 服务器地址给本地域名服务器 ; d) 本地域名服务器 收到 的 DNS 服务器地址后,向 的 DNS 服务器 (即授权 DNS 服务器) 发出请求解析域名 的报文, 的 DNS 服务器查询本地的记录,找到如下一条记录: CNAME 并将结果返回给客户本地域名服务器; e) 本地域名服务器 收到回应后,由于 com 服务器已经本地缓存在本地,故 无 需 向 根 服 务 器 器 询 问 , 直 接 向 com 的 DNS 服 务 器 发 出
16、 请 求 解 析 域 名 的报文,com 的 DNS 服务器返回 的 DNS 服务器地址; f) 本地域名服务器 收到回应后, 向 的 DNS 服务器地址发送请求解析 的报文,查询发现一条记录: CNAME 后,返回结果给本地域名服务器 。 g) 由于 com 服务器已经本地缓存在本地,故无需向根服务器器询问,直接向 com 的 DNS服务器发出请求解析域名 的报文,com 的 DNS 服务器返回 的 DNS 服务器地址; h) 本地域名服务器 收到回应后,向 服务器地址发送请求解析域名 的报文, 服务器查询发现 A 记录,返回 CDN 节点 A 记录对应的 IP 地址,即为 CDN 边缘节点
17、 IP; i) 本地 收到 CDN 边缘节点 IP 地址后,返回给客户终端,完成整个 CDN DNS 递归解析过程。 6. CDN 全局负载均衡系统的路由技术要求全局负载均衡系统的路由技术要求 6.1 DNS 全局调度路由全局调度路由 YD/T 8 全局负载均衡采用一种基于智能 DNS 系统的全局负载均衡路由技术,主要是由 GSLB 通过DNS CNAME 机制并结合节点的健康状况进行就近性判断, DNS 软件结合 CDN 服务商的基础 IP库及区域节点 IP 映射表实现全局的负载均衡调度,将用户的请求导向最近的边缘节点。全局负载均衡调度如图 5 所示 图 5. 全局负载均衡调度 6.2 DN
18、S 全局调度技术要求全局调度技术要求 CDN 全局调度是通过智能 DNS 的负载均衡调度来实现,要求如下: a) 支持全局调度控制功能,对于源地址为特定 IP 地址或地址段的用户访问请求,可根据配置策略调度至特定的服务节点提供服务。在调度策略发生更新时,全局调度系统应能够在 10 分钟内启用新策略并生效。 b) 全局调度系统具备多重调度能力,在 CDN 互联时,支持根据用户的归属及业务,将用户请求调度至对应的其他 CDN 中,由该 CDN 的全局调度系统再进行调度。 c) 支持在故障时主备系统自动切换方案。任何重要的系统都需建立主备方案,GSLB 必须与监控系统结合起来,建立 2 个异地备份系
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