基于內容感知霧計算CDN的性能研究

［陳步華 陳戈 莊一嶸 梁潔］

1 引言

隨著互聯網流量的不斷增加，CDN邊緣節點由于承載流量過高[1，2]，無法繼續提供穩定、高質量的內容。在過去的十年中，CDN體系架構經歷了快速的發展，以解決CDN邊緣節點的可擴展性問題，來優化內容分發質量和用戶體驗。目前這方面的研究主要有：一種基于協作緩存的層次結構和基于應用層多播的層次結構，分別用于點播和實時流媒體內容的傳輸。這種架構可以很好地擴展以增加流量，但是為了節省基礎設施成本，將CDN與P2P技術集成在一起[2，3]。這種混合架構成功地將CDN的可靠性和P2P的可擴展性結合起來。最近，在CDN中利用云計算資源也得到了廣泛關注[4]，這種云化CDN架構可以為更廣泛的應用提供高性能的內容分發服務，而無需高成本的基礎設施。此外，可以在上述兩種方法的基礎上，建立分層CDN和混合CDN/P2P結構。在文獻[5]中，提出了一種分層云化CDN架構，而在文獻[6]中，P2P通信被納入云化CDN邊緣節點以提高視頻流服務的響應時間。因此，云化CDN被認為是傳統CDN的最有價值和成本效益的替代品[4]，特別是對于高帶寬要求的應用。

盡管如此，這些云化CDN未能充分利用云計算的優勢[7]。本文通過從集中式云轉移到邊緣節點擴展霧計算服務，在邊緣節點提供云服務，提出了一種基于內容感知霧計算CDN(Content Aware Fog CDN，簡稱CA_fogCDN)的CDN部署架構。

霧CDN系統的核心工作模式是首先從遠端云CDN層將熱點媒體內容緩存到霧節點上，這些霧節點可以是家庭上網設備組成，然后再由用戶終端方式與這些霧節點建立連接獲取數據。……