CDN服务质量监测系统设计与实现Word格式.docx

CDN服务质量监测系统设计与实现Word格式.docx

《CDN服务质量监测系统设计与实现Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CDN服务质量监测系统设计与实现Word格式.docx（62页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学科专业软件工程

指导教师林广艳副教授

培养院系软件学院

Design&

ImplementationofCDNServiceQualityMonitoringSystem

ADissertationSubmittedfortheDegreeofMaster

Candidate：

xxx

Supervisor：

LinGuangyan

SchoolofSoftware

BeihangUniversity,Beijing,China

10006GSxxx

硕士学位论文

CDN服务质量监测系统的设计与实现

作者姓名：

xxx申请学位级别：

软件工程硕士

指导教师姓名：

林广艳职称：

副教授

学科专业：

软件工程研究方向：

软件工程与管理

学习时间自2010年9月1日起至2011年6月20日止

论文提交日期2012年10月22日论文答辩日期2012年12月15日

学位授予单位北京航空航天大学学位授予日期年月日

关于学位论文的独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。

尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京航空航天大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。

若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。

学位论文作者签名：

日期：

年月日

学位论文使用授权书

本人完全同意北京航空航天大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：

保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。

保密学位论文在解密后的使用授权同上。

日期：

指导教师签名：

摘要

内容分发网络（ContentDeliveryNetwork,CDN）技术从上世纪90年代出现后，伴随着互联网的发展得到了广泛的应用。

CDN行业作为互联网的一个重要组成部分也变的竞争日趋激烈，在这种情况下，CDN服务商如何评估提供给客户的服务质量，提高在市场的竞争力就成为了重要课题。

怡飞网络作为一个有责任的CDN服务商推出了CDN服务质量的服务水平协议（ServiceLevelAgreement,SLA）的概念。

本文将怡飞网络的CDN服务质量的SLA作为基本需求，并结合公司内部相关部门的需求，进行了需求采集和分析提取。

在这些需求下给出了CDN服务质量监测系统的设计和解决方案。

本文将首先从CDN网络和CDN业务的相关知识出发，讲解怡飞网络的CDN服务质量SLA的定义，在这个基础之上，设计出了用于CDN服务质量监测的总体框架，并对系统需要解决的技术难点和解决方法进行了概述,这部分着重讲解了评估缓存节点的算法，流媒体的概念，探测方法和所用的开源项目；

其中，评估算法用数学公式进行了描述，并对公式中各部分进行了解释和说明。

在介绍了总体框架之后，详细说明了监测系统的子系统划分，子系统的作用，子系统各功能模块的划分和实现。

除此之外，本文还详细说明了子系统交互的数据接口和各种数据规范以及数据库的表结构,并列出了关键类成员函数和函数代码。

本文后面章节概要说明了CDN服务质量监测系统的部署方法，测试方法和测试结果；

通过图的表现形式进行了直观的测试结果展现。

在文章结尾总结了在实现CDN服务质量监测系统中的收获和对未来的展望。

关键词：

CDN，SLA,监测,边缘缓存节点

Abstract

ContentDeliveryNetworkorCDNtechnologywasdevelopedin1990swhichhasbeenextensivelyusedaccompanywiththeexpandingofInternet.AsanimportantcomponentofInternet,CDNtechnologytrendstobemorecompetitivedaybyday.Inthiscase,itbecomesanimportantpointthathowCDNproviderjustifytheservicequalityandincreasethemarketcompetitiveness.AsaresponsibleCDNprovider,YifeiNetworksputtingforwardaconceptofServiceLevelAgreementorSLAforCDNservicequality.

ThisarticlewilldiscussCDNservicequalitymonitoringsystemdesignandsolutionwhichisbasedontherequirementYifeiNetworks’CDNSLA.Firstly,IwillintroducethedefinitionofYifeiNetworkCDNSLAbasedontheknowledgeofCDNtechnologyandCDNrelatedbusiness.AccordingtotheSLA,wedesignedthearchitectureofCDNservicequalitymonitoringsystemanddefinedthetechnicaldifficultyandsolutions.Second,Iwilldescribethesubsystempartitionofthemonitoringsystem,subsystemfeatures,partitionandimplementationofeachfunctionalmoduleindetail.Besides,itdescribedsubsystemdatainterfaceandvariousdatastandards.Attheendofthearticle,itconcludesthebenefitsandfutureexpectationsoftheCDNservicequalitymonitoringsystem.

Keywords:

CDN，SLA,Monitoring,PointofPresence

图清单

表清单

第一章绪论

本章首先介绍CDN服务质量监测系统的研究意义与国内外研究现状，然后对本文的研究内容进行概述，最后介绍本文的组织结构。

1.1研究背景

随着通信技术和计算机技术的飞速发展，网络在金融，商业，交通，制造业，服务业等社会生活的各个领域，发挥着越来越重要的作用，以TCP/IP体系结构和协议标准为基础组建的网络是目前国际上规模最大的计算机网络系统。

在这个基础上，互联网得到了日新月异的发展，各种互联网商业模式层出不穷，给人们的工作和学习带来越来越的便利，也极大的提高了社会生产效率。

随着互联网越来越多的深入到人类的日常生活中，互联网技术被誉为工业革命以来最伟大的技术革命。

随着互联网用户的爆发式增长，日益拥挤的网络成为用户良好体验的瓶颈，在这种情况下，CDN技术应运而生，成为缓解网络拥堵的一项重要解决方案[1]。

众多的互联网网站为了提高自身的用户粘度，提高用户体验，纷纷购买了CDN服务，从而实现了很好的社会和经济效益，CDN行业因此得到了快速发展，市场上涌现出了越来越多的CDN服务商。

经过近20年的技术发展，CDN技术越来越成熟，CDN服务商的服务能力也有了长足的进步。

但因为CDN服务是依托于互联网的一项增值服务，一直缺乏一个行业公认的服务标准,各CDN服务商的服务质量差异较大，从而给客户的CDN选型带来很多不必要的麻烦，而CDN服务商内部也因为这些标准的缺失而不能对自身的服务质量有量化的评估，从而不能及时发现潜在的故障，预先排除，避免给服务的客户造成无谓的损失。

因此，评估CDN服务质量成了CDN服务商和客户需要必须跨越的一道鸿沟，在这一迫切的需求下，市场上出现了中立的第三方网络监测机构。

国际上知名的第三方网络监测机构有Compuware[2],Keynote[3],Ip-label[4]；

国内知名的有基调网络[5]，博睿科技[6],监控宝等[7]。

这些第三方网络监测机构因为监测节点众多，数据翔实，量化和直观的监测报告等多方面原因而受到了客户的认可。

怡飞网络是2008年成立的高科技公司，致力于给中国客户提供先进的CDN服务，在CDN市场上凭借优异的客户服务，领先的技术实力，从而在竞争激烈的国内CDN市场上占有了一席之地。

怡飞网络秉承先进的CDN理念，创造性的提出了CDN服务质量可视化，CDN流量可调度的概念。

CDN服务质量监测系统（后面简称CDN监测系统）就是CDN服务质量可视化的体现，也是CDN流量调度管理（ContentDeliveryTrafficManagement,CDTM）的基础。

1.2研究现状

1.2.1CDN介绍

CDN技术是由美国麻省理工大学在1994年提出的概念，CDN是通过在现有的互联网中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容，解决互联网网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度。

从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因，造成的用户访问网站的响应速度慢的问题。

CDN是一种新型的网络构建方式，它是为能在传统的IP网发布宽带丰富媒体而特别优化的网络覆盖层；

而从广义的角度，CDN代表了一种基于质量与秩序的网络服务模式。

CDN是一个经策略性部署的整体系统，包括分布式存储、负载均衡、网络请求的重定向和内容管理四个要件，而内容管理和全局的网络流量管理（TrafficManagement）是CDN的核心所在[8]。

通过用户就近性和服务器负载的判断，CDN确保内容以一种极为高效的方式为用户的请求提供服务。

CDN采用全局负载均衡技术，及时发现能够给访问者提供最快响应的边缘缓存节点，并将访问者的请求导向到该边缘缓存节点，由该边缘缓存节点提供内容服务。

利用内容分发与复制机制，CDN客户不需要改动原来的网站结构，只需修改少量的域名系统（DomainNameSystem,DNS）配置，就可以享受CDN服务。

当用户访问了使用CDN服务的网站时，DNS域名服务器通过规范名（CanonicalName,CNAME）方式将最终域名请求重定向到CDN系统中的全局负载均衡系统。

全局负载均衡系统通过一组预先定义好的策略，将当时能够最快响应用户的边缘缓存节点IP地址提供给用户，使用户可以得到快速的服务。

根据CDN的原理，搭建可靠稳