基于CDN的網(wǎng)站訪問加速技術(shù)研究

楊 林 海

(云南國土資源職業(yè)學(xué)院，652501，昆明)

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)是一個不斷變化和創(chuàng)新的機(jī)制，不斷有新形式的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。在將其商業(yè)化后的同進(jìn)，必須解決將大量數(shù)據(jù)盡快推向最終用戶的問題。CDN自出現(xiàn)以來，學(xué)術(shù)界和商業(yè)開發(fā)人員一直在針對該技術(shù)進(jìn)行大量研究，CDN被認(rèn)為是影響Web體驗(yàn)的最先進(jìn)的技術(shù)之一。

CDN是構(gòu)建在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的一層智能虛擬網(wǎng)絡(luò)，是由主服務(wù)器和全球范圍內(nèi)分布式網(wǎng)絡(luò)各處部署節(jié)點(diǎn)組成，其目的是縮短訪問延遲，提高響應(yīng)速度與網(wǎng)站可用性，解決網(wǎng)點(diǎn)分布不均等問題[1]，實(shí)現(xiàn)將源站內(nèi)容分發(fā)至所有CDN節(jié)點(diǎn)并存儲，使用戶訪問存儲在地理位置最接近用戶的位置上的數(shù)據(jù)[2]。這與所有用戶端訪問一個服務(wù)器或單個節(jié)點(diǎn)上存儲內(nèi)容的傳統(tǒng)方法模式不同，用戶端訪問的是用戶端附近的數(shù)據(jù)副本。位置是內(nèi)容交付速度的關(guān)鍵，用戶離服務(wù)器越遠(yuǎn)，內(nèi)容到達(dá)用戶所花費(fèi)的時間就越長，對用戶體驗(yàn)影響就越大。CDN訪問過程中避免了接近服務(wù)器端由于連接集中導(dǎo)致的瓶頸問題，快速的內(nèi)容加載速度等于更好的用戶體驗(yàn)，其訪問的效率更高。

1 CDN組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

使用CDN可以減少網(wǎng)站的加載時間，由于CDN具有遍布全球全網(wǎng)絡(luò)性，網(wǎng)站在更廣泛的范圍內(nèi)表現(xiàn)得更出色。在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，CDN在拓?fù)渖细咏脩簦脩粼谠L問時得到的數(shù)據(jù)比實(shí)際要短得多，網(wǎng)絡(luò)延遲比從原始服務(wù)器第一個軟件包到達(dá)之前的時間還要小，訪問最后通過原始服務(wù)器進(jìn)行交付[3]，因此，網(wǎng)站的訪問速度明顯加快，改善了用戶體驗(yàn)并為用戶提供更有效的網(wǎng)絡(luò)資源利用率,有無CDN的網(wǎng)絡(luò)分發(fā)比較如圖1。

圖1 CDN使用比較圖

CDN的功能主要為以下2個方面。

1)保持重要內(nèi)容分發(fā)到多個分布式的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心是全球全網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的，以便更接近最終用戶，因此下載和訪問速度更快。

2)使用基于內(nèi)容類型的服務(wù)器優(yōu)化將內(nèi)容最有效地提供給用戶。除了更好的性能外，CDN減輕了直接從內(nèi)容提供商的原始基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供服務(wù)的流量[4]，同時CDN還有效地抵抗DDoS攻擊，因?yàn)镃DN提供了大型分布式服務(wù)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來吸收攻擊量。

CDN的模型如圖2。

圖2 CDN使用模型圖

CDN的關(guān)鍵組件作用描述如表1。

表1 組成及其描述表

大多數(shù)CDN架構(gòu)都是使用傳遞節(jié)點(diǎn)、存儲節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵組件、原始節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)來作為關(guān)鍵組件模型來設(shè)計(圖3)。

圖3 CDN體系結(jié)構(gòu)的模型

關(guān)鍵組件描述如表2。

表2 關(guān)鍵組件描述表

CDN分為主動和被動2種類型，當(dāng)用戶首次請求內(nèi)容時，傳遞速度將與內(nèi)容提供者未使用CDN時相同(表3)。但是，在此初始請求之后，位于同一地理位置或與發(fā)出請求的原始用戶接近的所有其他用戶將能夠立即訪問內(nèi)容，因?yàn)閮?nèi)容將被緩存在傳遞節(jié)點(diǎn)中。

表3 主動CDN和被動CDN比較表

CDN減少帶寬成本，縮短頁面加載時間或增加內(nèi)容的全局可用性。組成CDN的節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器的數(shù)量根據(jù)體系結(jié)構(gòu)而有所不同，有些達(dá)到數(shù)以千計的節(jié)點(diǎn)，有的則建立了全球性的CDN網(wǎng)絡(luò)，在地理上只擁有少量PoP節(jié)點(diǎn)(表4)。

表4 CDN內(nèi)容加速類型

內(nèi)容大小各不相同，各個數(shù)據(jù)從服務(wù)器的原始點(diǎn)傳輸?shù)阶罱K用戶所花費(fèi)的時間為“等待時間”，以毫秒為單位。對于移動Web瀏覽，延遲表現(xiàn)得更為明顯。移動內(nèi)容交付需要更好的，更積極的優(yōu)化策略。利用CDN技術(shù)大大減少了延遲，并以更優(yōu)化的方式為終端提供快速的訪問。

2 系統(tǒng)性能優(yōu)化

Web系統(tǒng)永遠(yuǎn)把用戶的體驗(yàn)是放在第一位的，這是運(yùn)營網(wǎng)站系統(tǒng)的一切。一方面期望是巨大的，網(wǎng)站應(yīng)該提供交互性、多媒體和盡量多的信息；另一方面，由于互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容不斷增加，要提供良好的用戶體驗(yàn)型網(wǎng)站越來越難。當(dāng)在考慮網(wǎng)站速度同時，也會考慮各種方法來優(yōu)化不同元素的加載速度，包括網(wǎng)頁、圖片、視頻、應(yīng)用程序以及用戶保存到計算機(jī)或通過Internet瀏覽器下載的其他元素(圖4)。

圖4 CDN數(shù)據(jù)分發(fā)示意圖

2.1 網(wǎng)站速度優(yōu)化的重要性

在電子商務(wù)中，銷售數(shù)量與網(wǎng)站內(nèi)容的交付速度直接相關(guān)，Akamai于2017年進(jìn)行了一項(xiàng)研究，用數(shù)據(jù)說明了網(wǎng)站性能優(yōu)化和速度的重要性，證明網(wǎng)站速度與銷售數(shù)量之間的聯(lián)系(表5、表6)。

表5 網(wǎng)站加載速度與用戶體驗(yàn)表

表6 網(wǎng)站速度與銷售數(shù)量之間聯(lián)系表

2.2 網(wǎng)站性能關(guān)注

2.2.1 用戶滿意度 較長的加載時間等于較高的跳失率。跳失率指的是用戶進(jìn)入站點(diǎn)后當(dāng)即離開站點(diǎn)的次數(shù)，以及用戶訪問該站點(diǎn)總次數(shù)的百分比。網(wǎng)站跳失率是評論網(wǎng)站功能的重要原則，網(wǎng)站跳失率高，說明網(wǎng)站用戶體驗(yàn)做的不好，用戶進(jìn)入網(wǎng)站后很快就會出來，跳失率是任何網(wǎng)站負(fù)責(zé)人都應(yīng)始終考慮的重要因素。考慮到當(dāng)今技術(shù)的改進(jìn)，簡單內(nèi)容的網(wǎng)站應(yīng)在2 s內(nèi)完全加載，加載時間是至關(guān)重要的，加載時間會直接影響訪問者的滿意度或不滿意程度。

2.2.2 改善搜索排名 縮短頁面加載時間是一種改善搜索排名有效的方法，幫助訪問者更快地到達(dá)搜索頁面，幫助系統(tǒng)保持搜索結(jié)果的領(lǐng)先地位，這是被潛在用戶發(fā)現(xiàn)的最佳途徑。無論網(wǎng)站訪問用戶關(guān)注的是網(wǎng)站的界面、隱私等，還是僅僅因?yàn)橛脩粢呀?jīng)在網(wǎng)站上找到了他們真正想要的內(nèi)容，用戶都首先必須迅速加載并能查詢到結(jié)果，如果縮短到網(wǎng)站的訪問的物理路徑，將大大提高加載結(jié)果。

2.2.3 移動用戶 相比之下移動用戶比PC用戶更有耐心，主要原因是移動用戶習(xí)慣于較慢移動終端訪問速度。考慮到當(dāng)今的4G/5G等的高速高帶寬連接，對移動設(shè)備支持和快速加載也成了一個重要因素，因此移動頁面優(yōu)化比以往任何時候都更為重要，因?yàn)閃eb瀏覽現(xiàn)在主要通過移動設(shè)備完成。在統(tǒng)計過程中發(fā)現(xiàn)：用戶中93%的是在移動設(shè)備上購買了產(chǎn)品，66%的電子郵件是在移動設(shè)備上打開的，所以通過選擇CDN，確保從最靠近節(jié)點(diǎn)到最終用戶的服務(wù)器傳送內(nèi)容，不一定要增加服務(wù)器或購買相應(yīng)的軟件。

2.3 Web系統(tǒng)加速

使用CDN技術(shù)最重要的因素之一很可能是速度和可靠性。適用于有加速需求的網(wǎng)站，包括門戶網(wǎng)站、電商平臺、資訊APP、UGC應(yīng)用等。CDN支持自定義緩存規(guī)則，用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)需求設(shè)置緩存過期時間，緩存包括但不限于zip、exe、wmv、gif、png、bmp、wma、rar、jpeg、jpg等。衡量速度和可靠性有3種最重要的方法如表7。

表7 衡量速度和可靠性

選擇的CDN服務(wù)提供商應(yīng)具有較大的網(wǎng)絡(luò)容量，擁有的服務(wù)器越多，可以更快、更可靠地交付內(nèi)容，更多的服務(wù)器等于更少的緩沖，更大的冗余，更大的可伸縮性(圖5)。由于最終用戶通過CDN連接到站點(diǎn)，因此需要確保最大的正常運(yùn)行時間和網(wǎng)站系統(tǒng)的可用性。

圖5 網(wǎng)站加速原理示意圖

3 CDN與系統(tǒng)安全性

DDoS攻擊是最常見的網(wǎng)站系統(tǒng)攻擊方式，為了系統(tǒng)的安全性，需要有適當(dāng)?shù)木徑獯胧DN網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)防御在網(wǎng)絡(luò)層發(fā)生的DoS攻擊需要，該體系架構(gòu)吸收大量攻擊流量，并過濾所有主要攻擊流量，以便僅讓正確的Web流量進(jìn)入網(wǎng)站系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，每個業(yè)務(wù)內(nèi)容有所不同，需要不同的解決方法。

3.1 安全關(guān)鍵問題

網(wǎng)站的安全問題主要考慮以下幾個方面，如表8。

表8 視頻內(nèi)容2種分類

電子商務(wù)和流媒體對網(wǎng)站的性能要求更高。流量越多攻擊類型越多，則需要的規(guī)則越多，所需的硬件也就越多。需要針對不同的性能和安全性而設(shè)計的不同的解決方案。

3.2 CDN與DDOS安全

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)上機(jī)器人自動訪問的數(shù)量仍然超過在線實(shí)際用戶人數(shù)，占互聯(lián)網(wǎng)流量的56%，而真實(shí)用戶只占44%。惡意或惡意網(wǎng)上機(jī)器人程序所占流量比有用的機(jī)器人程序要多，占網(wǎng)站流量的29%。有利機(jī)器人訪問占網(wǎng)站訪問量的27%。由于機(jī)器人程序造成的虛假廣告流量的流行，廣告客戶每年因欺詐而損失的廣告收入占據(jù)了較大比重。

由于CDN使用位于全球不同地區(qū)不同數(shù)據(jù)中心的代理服務(wù)器，因此這種分散的基礎(chǔ)架構(gòu)提供了更安全的網(wǎng)絡(luò)。在反DDOS方案中，基于云的服務(wù)位于企業(yè)數(shù)據(jù)中心之外，在流量到達(dá)企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)之前對其進(jìn)行保護(hù)[4]。基于云的反DoS / DDoS服務(wù)主要有2種類型：一是將可疑流量路由到可過濾掉惡意流量的集中式位置，利用CDN吸收和檢查跨分布式網(wǎng)絡(luò)的惡意流量的網(wǎng)站保護(hù)服務(wù)；二是用服務(wù)器來屏蔽網(wǎng)站和應(yīng)用程序，這種方案的另一個優(yōu)點(diǎn)是顯著減少對設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的投資，也減少硬件解決方案的管理成本[5]。由DDoS攻擊引起的過載將根據(jù)其來源在不同的PoP上進(jìn)行處理，這有助于防止服務(wù)器連接過載。許多CDN提供程序還將阻止威脅并限制濫用的暴力搜索器和爬蟲工具來浪費(fèi)業(yè)務(wù)帶寬和服務(wù)器資源，這將減少垃圾郵件和黑客攻擊。

4 系統(tǒng)綜合加速

4.1 視頻流傳輸

視頻流是當(dāng)今最大的大趨勢之一，是最受歡迎的內(nèi)容格式。視頻作為信息的表現(xiàn)形式與其它網(wǎng)頁內(nèi)容的本質(zhì)是不同的(表9)，因?yàn)橛脩?通常)想要立即觀看而不希望以后下載和觀看(不同于必須先下載和安裝應(yīng)用才能使用)。

表9 視頻內(nèi)容2種分類

與分發(fā)其他類型的內(nèi)容相比，使用CDN分發(fā)視頻方法有所不同，點(diǎn)播加速原理如圖6。

圖6 點(diǎn)播加速原理示意圖

用戶希望立即觀看視頻，較小的信息塊是幾秒長的視頻內(nèi)容，可以以不同的質(zhì)量(高、中、低比特率流)下載，畫質(zhì)會影響傳輸媒體的大小，下載塊的大小取決于檢測用戶的帶寬以及用戶用于流式傳輸視頻的設(shè)備的技術(shù)規(guī)格，確定可下載塊的大小和質(zhì)量的過程將由系統(tǒng)自動完成。

圖7 直播加速示意圖

ABR的主要優(yōu)勢在于基于HTTP，針對http在Internet上的出色性能進(jìn)行了優(yōu)化，同時與CDN兼容，視頻內(nèi)容可以存儲在CDN交付節(jié)點(diǎn)中，用戶訪問起來更加快捷[6]。ABR已實(shí)現(xiàn)在各種平臺和操作系統(tǒng)上使用，其中MPEG-DASH是跨不同設(shè)備和移動網(wǎng)絡(luò)使用的國際標(biāo)準(zhǔn)化比特率流技術(shù)(表10)[7]。

表10 視頻流CDN實(shí)現(xiàn)技術(shù)

盡管ABR和HTTP流的出現(xiàn)，但仍需要實(shí)時視頻傳遞，因?yàn)閷?shí)時視頻無法像以前記錄的內(nèi)容一樣被緩存。與直接下載相比，漸進(jìn)式下載是一個不錯的選擇，在直接下載中，整個視頻片段需要先下載到查看者的計算機(jī)上才能觀看。對于下載游戲或計算機(jī)應(yīng)用程序是可以接受的，但是等待看內(nèi)容的觀眾的容忍度較低，尤其是電影之類。

迄今為止，最好的解決方案是HTTP流傳輸，它與自適應(yīng)比特率(ABR)編碼和傳輸緊密結(jié)合。HTTP流使用通用HTTP服務(wù)器(通常基于Apache或Windows Server)來提供點(diǎn)播視頻文件，其方式與傳遞其他HTTP網(wǎng)站內(nèi)容(例如圖像和文本文件)的方式相同。將自適應(yīng)比特率添加到CDN，該CDN會將視頻流轉(zhuǎn)換為片段或塊，長度通常為2-10 s。ABR以各種比特率創(chuàng)建離散流，然后使用來自互聯(lián)網(wǎng)用戶視頻播放器的反饋來動態(tài)檢測用于交付視頻剪輯的最佳網(wǎng)絡(luò)速度。流服務(wù)器在請求時傳送內(nèi)容，但僅傳送請求的塊而不是整個長度，這對于按節(jié)點(diǎn)來交付的網(wǎng)站系統(tǒng)很有用，因?yàn)椴还苡^看者的網(wǎng)速如何，用戶中途放棄播放片段不會下載整個文件。

4K Ultra HD作為技術(shù)的最新趨勢之一影響越來越廣。新的分辨率格式正在開始重新構(gòu)建視覺媒體行業(yè)在未來幾年的發(fā)展方向，消費(fèi)者希望獲得高質(zhì)量和高分辨率，而媒體公司則希望在任何地方都能獲得他們的超高清錄像和現(xiàn)場直播。目前移動用戶瀏覽是增長最快的，也是以后視頻傳輸?shù)拇筅厔荩谌〈_式PC(圖8)。

圖8 HD與4K圖像比較圖

高帶寬連接對于4K的廣泛普及至關(guān)重要，4K視頻流的數(shù)據(jù)負(fù)載很大，持續(xù)覆蓋可靠的超高清4K流所需的最低25 Mbps,隨著4K的快速擴(kuò)展和高分辨率流傳輸，CDN的應(yīng)用會不斷增長。

4.2 新興市場CDN

“前沿市場”一詞用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低于“新興市場”的發(fā)展中國家，在這些國家，中國和印度被認(rèn)為是最大的經(jīng)濟(jì)體。中國擁有超過8億互聯(lián)網(wǎng)用戶，是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)用戶國家，占全球20%的用戶比重，其中98%的是移動用戶。向移動用戶提供在線內(nèi)容面臨許多挑戰(zhàn)，包括獨(dú)特的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和日益增長的移動用戶群，通過部署CDN可以解決這些問題。

據(jù)國際公司預(yù)測，到2026年，印度的電子商務(wù)市場預(yù)計將增長到2 000億美元。該行業(yè)的大部分增長是由互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)普及率的提高引起的，到2021年，印度正在進(jìn)行的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將使印度的總互聯(lián)網(wǎng)用戶群從2018年12月的60 421萬增加到8.29億。

CDN允許訪問提供Web數(shù)據(jù)和Web內(nèi)容的各種服務(wù)器，對于向IT基礎(chǔ)設(shè)施不完善的國家/地區(qū)提供最佳的內(nèi)容非常有用，同時可以從源服務(wù)器到最終用戶提供最大的用戶體驗(yàn)，內(nèi)容及時可靠。

4.3 多CDN網(wǎng)站系統(tǒng)加速

通過在云上加載各種服務(wù)器輕松平衡網(wǎng)站的可用性和性能，使用多個CDN優(yōu)勢更為明顯，因?yàn)樘峁┥淘诓煌牡乩韰^(qū)域表現(xiàn)不同，同時提供不同優(yōu)勢的功能和策略。

多CDN技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1)擴(kuò)展到新地區(qū)新市場：通過使用位于不同數(shù)據(jù)中心的整個服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的不同位置，可以讓所有Web用戶迅速訪問，不管用戶地理位置上在哪里，只要通過切換到性能最好的CDN[8]。

2)系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會崩潰：網(wǎng)站的停機(jī)對業(yè)務(wù)造成了嚴(yán)重?fù)p害。1/4的用戶將離開，再也不會回來，其余的人極不可能再次信任，如果使用單個云提供商，可能面臨斷電導(dǎo)致的短時間或更長時間的系統(tǒng)中斷。

3)業(yè)務(wù)控制：通過協(xié)調(diào)多個CDN提供商，可以設(shè)置確切的標(biāo)準(zhǔn)(例如1天中的時間)，以確保用戶始終能快速搜索到所尋找的內(nèi)容，多CDN會自動切換到最佳性能的CDN節(jié)點(diǎn)。

4)無需抑制業(yè)務(wù)：在使用多CDN提供多媒體內(nèi)容時，不必花過多的時間在業(yè)務(wù)抑制方面，把時間用在設(shè)計既有吸引力又可以立即為用戶使用，通過協(xié)調(diào)不同的CDN業(yè)務(wù)，將能夠管理所有流量高峰，消除帶寬壓力和內(nèi)存密集型業(yè)務(wù)。

4.4 CDN和DNS結(jié)合

將DNS與CDN配合為網(wǎng)站提供更好的性能、可靠性和靈活性。DNS是通過將人性化的計算機(jī)主機(jī)名轉(zhuǎn)換為IP地址。用戶訪問網(wǎng)站首次一般都是從DNS開始的，但是如果DNS查詢失敗，則無法訪問該網(wǎng)站。DNS解析可能占初始頁面加載時間的29%。DNS較差意味著頁面加載緩慢，導(dǎo)致用戶不滿意，最終導(dǎo)致業(yè)務(wù)損失。

組合的DNS / CDN解決方案可確保網(wǎng)站的最佳性能，將其配對交換到新的CDN實(shí)現(xiàn)端點(diǎn)之間的負(fù)載平衡，將流量分布在多個CDN和端點(diǎn)上以優(yōu)化網(wǎng)站的性能，確保系統(tǒng)可用。大多數(shù)CDN提供商都部署獨(dú)立的DNS基礎(chǔ)架構(gòu)，但是在靈活性、性能和可伸縮性方面，CDN提供商無法與專業(yè)DNS相比較，只能作為完善補(bǔ)充。托管DNS解決方案專門設(shè)計用于擴(kuò)展網(wǎng)站的性能和可靠性，非常適合各種規(guī)模的系統(tǒng)，可提供全球化的服務(wù)，并使用高級負(fù)載平衡和路由技術(shù)來最大程度地減少延遲(圖9、圖10)。

圖9 節(jié)點(diǎn)有緩存場景HTTP請求處理流程圖

圖10 節(jié)點(diǎn)無緩存場景HTTP請求處理流程圖

5 性能監(jiān)視和網(wǎng)站速度測試

5.1 CDN和Web性能監(jiān)視

CDN提高網(wǎng)站性能，提供了改善網(wǎng)站用戶體驗(yàn)的加速服務(wù)。分析網(wǎng)站特定性能方法很多，最重要的基準(zhǔn)如下。

1)服務(wù)器端性能監(jiān)控：這種測試方法模擬最終用戶的數(shù)據(jù)請求，然后測量網(wǎng)頁響應(yīng)請求的速度。盡管這對于確定響應(yīng)速度很有用，但并不是完美的。因?yàn)檫@種方法通常只測量傳遞初始文檔文件所花費(fèi)的時間，而忽略了諸如圖像，CSS文件和JavaScript之類的文件，這種類型的測量非常不可靠，并且在許多情況下可能比實(shí)際的加載速度快幾秒。

2)綜合交易監(jiān)控：為了克服服務(wù)器端監(jiān)視缺陷，使用綜合交易監(jiān)控的方法，結(jié)合了仿真和真實(shí)的瀏覽器，測試來自許多不同位置的預(yù)定義數(shù)據(jù)請求，雖然這被認(rèn)為是盡可能接近實(shí)際終端用戶性能的一種方法，但也因準(zhǔn)確性而受到困擾，因?yàn)椴荒軓奶囟ㄓ脩羲诘拇_切位置準(zhǔn)確地發(fā)出請求[9]。

3)衡量部分用戶的性能：這種方法是衡量網(wǎng)站性能的更準(zhǔn)確的方法，尤其是與前2種方法相比，通過選擇最終用戶并測量最終用戶訪問頁面所花費(fèi)的時間，使用這些結(jié)果的平均值來概括CDN的速度。

4)評估每個最終用戶的性能：這是衡量網(wǎng)站性能的最準(zhǔn)確方法。通過測量整個網(wǎng)絡(luò)和所有用戶的所有實(shí)際事務(wù)處理時間，從服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序角度記錄響應(yīng)時間[10]。使用“最后一英里”的測試來衡量最終用戶的真實(shí)體驗(yàn)和CDN性能，測量內(nèi)容從CDN服務(wù)器到最終用戶設(shè)備的傳輸速度，結(jié)合交付內(nèi)容所需的最后一站連接服務(wù)，提供有關(guān)最終用戶體驗(yàn)的更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，測量更現(xiàn)實(shí)。

5.2 網(wǎng)站速度測試和CDN

網(wǎng)站和頁面速度測試用于確定特定頁面或整個網(wǎng)站的速度，頁面速度衡量的是URL上的內(nèi)容加載所花費(fèi)的時間，是網(wǎng)站的整體效果的集中體現(xiàn)[11]。搜索引擎渠道也會對加載緩慢的網(wǎng)站造成一些不利影響。網(wǎng)站速度是獲得良好用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵因素，對每個網(wǎng)站系統(tǒng)都很重要，尤其是對于電子商務(wù)網(wǎng)站和具有國際影響力的大品牌。CDN通過在世界各地的多個位置緩存內(nèi)容來提高網(wǎng)站的速度，其緩存服務(wù)器通常比主機(jī)或原始服務(wù)器更靠近最終用戶。

下一代CDN，可以加速Web和移動應(yīng)用程序，將內(nèi)容推向最前沿以獲得最佳的最終用戶體驗(yàn)，網(wǎng)站系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的分布到全球網(wǎng)絡(luò)中，通過智能緩存、內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了完整的站點(diǎn)加速[12]，同時通過與不同的服務(wù)提供商合作，提供功能強(qiáng)大的CDN，利用策略定位到全球網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器，通過使用戶訪問內(nèi)容與網(wǎng)站訪問者保持更近的距離，從而縮短內(nèi)容往返時間(RTT)[13]。CDN還可以壓縮文件以確保優(yōu)先訪問最常見的文件并將其直接提取到用戶瀏覽器中。

6 結(jié)束語

視頻流需求以及內(nèi)容提供商的數(shù)量不斷增長，CDN的發(fā)展試圖應(yīng)對極端的帶寬壓力。隨著云計算的出現(xiàn)，CDN已成為涉及云計算所有層的持續(xù)趨勢[14]，CDN未來的主要目標(biāo)是性能、可用性和安全性。CDN的未來目標(biāo)之一是開發(fā)可預(yù)測基于機(jī)器學(xué)習(xí)的行為模式的預(yù)測分析和算法。

網(wǎng)站或系統(tǒng)通過CDN服務(wù)來加快圖像、文件和其他媒體等內(nèi)容的傳輸，提高搜索排名。現(xiàn)在流媒體時代已經(jīng)開始，用戶希望獲得最高質(zhì)量、完美的視頻圖像和快速的處理速度。搜索引擎會對加載時間太長的網(wǎng)站造成不利影響，按地理位置優(yōu)化投放速度不僅提高加載速度，還提高查看者的質(zhì)量，并保護(hù)網(wǎng)站免受服務(wù)中斷的影響。目前，網(wǎng)站的性能和移動友好性已成為一切，系統(tǒng)唯一的選擇就是提高系統(tǒng)訪問質(zhì)量，確保網(wǎng)站最重要的方面始終處于運(yùn)行狀態(tài)，并以可交付性、速度、可用性、故障轉(zhuǎn)移和Web安全性作為網(wǎng)站系統(tǒng)加速的主要推動力。