Tìm hiểu về mạng phân phối nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Đăng Thế T×m hiĨu VỀ MẠNG PHÂN PHỐI NỘI DUNG (Content Delivery Networks) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2010 Bé GI¸O DụC Và ĐàO TạO Trờng đại học bách khoa hà nội đ ếếếếếếếếế Tác giả: Nguyn ng Th Tìm hiểu VỀ MẠNG PHÂN PHỐI NỘI DUNG (Content Delivery Networks) Chuyªn ngành: Công nghệ thông tin LUậN VĂN THạC Sĩ KHOA HọC CÔNG NGHệ THÔNG TIN Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Văn Chuyết Hà nội Năm 2010 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN MỤC LỤC MỤC LỤC Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU .8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG PHÂN PHỐI NỘI DUNG (CONTENT DELIVERY NETWORKS-CDN) 10 1.1 Tổng quan .10 1.2 Các thành phần CDN 13 1.3 Môi trường ứng dụng mạng CDN 14 1.3.1 Mạng công ty .15 1.3.2 Mạng ISP 15 1.3.3 Mạng nhà cung cấp CDN 16 1.4 Các ứng dụng dịch vụ nội dung cho mạng CDN 16 1.4.1 Dịch vụ truyền hình theo yêu cầu 16 1.4.2 Dịch vụ E-learning 18 1.4.3 Dịch vụ truyền hình qua Internet 18 1.4.4 Dịch vụ thương mại điện tử (TMĐT) 18 CHƯƠNG 2: CÁC THÀNH PHẦN TRONG CDN 20 2.1 Hệ thống phân phối nội dung (Content Delivery) .20 2.1.1 Kiến trúc nút có khả mở rộng 20 2.1.1.1 Thiết bị cân tải 21 2.1.1.2 Quảng bá phân lọc 22 2.1.1.3 Máy chủ địa thông minh .23 2.1.1.4 Thiết bị khách hàng thông minh .24 2.1.1.5 Giao thức chuyển hướng yêu cầu .24 2.1 Kiến trúc Web có khả mở rộng 25 2.1.2.1 Thiết bị chia tải (cân tải) 25 2.1.2.1.1 Bộ cân tải làm server thay 25 2.1.2.1.2 Bảo mật khả chịu cố việc cân tải: 26 2.1.2.2 Quảng bá phân lọc 28 2.1.2.3 Máy chủ địa thông minh 30 2.1.2.4 Phương pháp sửa đổi nội dung .33 2.1.2.5 Các phương pháp khác 33 2.2 Định tuyến yêu cầu mạng phân phối nội dung 34 2.2.1 Các kỹ thuật định tuyến yêu cầu .35 2.2.2 Hệ thống định tuyến yêu cầu dựa vào DNS 35 2.2.3 Định hướng cách sử dụng ghi NS 37 2.2.3.1 Phương pháp quảng bá tuỳ ý 38 2.2.3.2 Mã hoá đối tượng 39 2.2.3.3 Hạn chế định tuyến yêu cầu theo DNS 39 2.2.4 Định tuyến yêu cầu lớp truyền tải 40 2.2.5 Định tuyến yêu cầu lớp ứng dụng 40 2.2.6 Định tuyến yêu cầu dựa URL 41 2.2.7 Kết hợp nhiều kỹ thuật định tuyến yêu cầu 43 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN 2.3 Hệ thống phân phát nội dung (Content Distribution) 43 2.3.1 Tổng quan 43 2.3.2 Mạng riêng ảo 46 2.3.3 Mạng Internet công cộng 49 2.3.3.1 Tối ưu hóa giao thức TCP/IP 50 2.3.3.2 Đa hướng (Multicast) 51 2.3.4 Kết nối hệ thống phân phối mạng CDN .52 2.3.4.1 Tổng quan 52 2.3.4.2 Kiến trúc mạng kết nối hệ thống phân phối 53 2.4 Hệ thống tính cước 55 CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ NỘI DUNG TRONG CDN 59 3.1 Quản lý cấu hình cho thiết bị CDN 59 3.2 Quản lý liệu cho mạng CDN .61 3.3 Các mối quan hệ Client – Server lưu - Server gốc .63 3.3.1 Một số khái niệm .63 3.3.1 Các mối quan hệ hệ thống CDN 64 3.3.1.1 Mối quan hệ Client Server lưu .64 3.3.1.1.2 Điều hướng siêu liên kết .64 3.3.1.1.3 Đổi hướng lưu HTTP (Replica HTTP) .65 3.3.1.1.4 Đối tượng DNS 65 3.3.1.2 Mối quan hệ server lưu 65 3.3.1.2.1 Sao lưu điều khiển theo khối (Batch Driven Replication) .65 3.3.1.2.1 Sao lưu theo yêu cầu 66 3.3.1.2.1 Sao lưu đồng 66 CHƯƠNG 4: BẢO MẬT TRONG CDN 67 CHƯƠNG 5: KẾT NỐI CÁC NÚT CDN 70 5.1 Kết nối hệ thống định tuyến yêu cầu 70 5.1.1 Tổng quan 70 5.1.2 Trao đổi thông tin định tuyến yêu cầu 71 5.1.3 Quyết định tuyến yêu cầu: .72 5.1.4 Giao thức định tuyến yêu cầu: .72 5.2 Dữ liệu nội dung CDN 73 5.2.1 Trong mạng CDN 73 5.2.2 Giữa mạng CDN ngang cấp: 74 5.3 Phối hợp hoạt động mạng CDN ngang cấp 75 5.3.1 Một số trường hợp cụ thể mạng nội dung 75 5.3.1.1 Mạng nội dung Publish (Publishing Content Network) 76 5.3.1.2 Mạng nội dung BCN 76 5.3.1.3 Mạng nội dung LCN 77 5.3.2 Kết nối mạng CDN .77 5.3.2.1 Tổng quan kết nối mạng nội dung 78 5.3.2.2 Các phần tử kiến trúc kết nối mạng CDN 80 5.3.2.3 Mạng BCN có hệ thống tương tác tính cước vào hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu 81 5.3.2.5 PCN liên kết với nhiều CDN 83 5.3.2.5 Mạng LCN với nhiều CDN .84 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN CHƯƠNG 6: TRIỂN KHAI GIAO THỨC WEB-CACHE TRÊN THIẾT BỊ ROUTER CISCO VÀ CACHE ENGINES .86 6.1 Giới thiệu Web-cache 86 6.2 Giao thức Web Cache Control Protocol (WCCP) 87 6.3 Triểm khai giao thức Web-cache Router 89 KẾT LUẬN .92 TÀI LIỆU THAM KHẢO .93 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Lời cam đoan Tôi xin cam đoan Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ cơng trình nghiên cứu, tham khảo từ tiếng nước thân hướng dẫn PGS.TS Đặng Văn Chuyết Các kết luận văn tốt nghiệp trung thực, khơng phải chép tồn văn cơng trình khác Người viết Nguyễn Đăng Thế NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ARP Address Resolution Protocol – Giao thức phân giải địa BCN Brokering Content Netwwork – Mạng nội dung BCN CDN Content Delivery Networks – Mạng phân phối nội dung CDR Content Detail Record – Bộ ghi/lưu chi tiết nội dung CDSP Content Delivery Service Provider – Nhà cung cấp dịch vụ nội dung CIG Content Internetworking Gateway – Cổng tương tác nội dung CPG Content Peering Gateway – Cổng nội dung kết nối ngang hàng CSDS Content Satelite Distribution System - Hệ thống phân phối nội dung qua vệ tinh CTD Content Topology Database - Cơ sở liệu cấu hình nội dung CTE Content Topology Exchange – Trao đổi cấu hình nội dung DNS Domain Name System – Hệ thống tên miền EDI Electronic Data Interchange – Trao đổi kiệu điện tử EFT Electronic File Transfer – Truyền tệp điện tử HTTP HyperText Transport Protocol – Giao thức truyền siêu văn IGMP Internet Group Management Protocol – Giao thức quản lý thành viên Internet ISP Internet Service Provider – Nhà cung cấp dịch vụ Internet LCN Local request-routing Network – Mạng định tuyến yêu cầu cục MAC Media Access Control – Điều khiển truy nhập thiết bị PCN Publishing Content Network – Mạng nội dung công cộng POP Point Of Presence – Điểm diện RRS Request Routing System – Hệ thống định tuyến yêu cầu RSTP Real Time Streaming Protocol – Giao thức luồng thời gian thực SLA Service Level Agreement – Thỏa thuận mức dịch vụ SSL Secure Sockets Layer – Lớp truyền thông bảo mật TTL Time To Live – Thời gian sống gói tin VPN Virtual Private Network – Mạng riêng ảo NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN VoD Video on Demand - Truyền hình theo yêu cầu WCCP Web Cache Control Protocol – Gia thức điều khiển đệm web NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1 Hoạt động mạng CDN Hình 1.2 Hoạt động CDN tập trung Hình 1.4 Các thành phần kiến trúc mạng CDN Hình 2.1 Cấu hình mạng sử dụng cân tải Hình 2.2 Cấu hình mạng ví dụ Hình 2.3 Mạng có khả dự phịng Hình 2.4 Phương pháp quảng bá phân lọc Hình 2.5 Cấu trúc hệ thống định tuyến yêu cầu Hình 2.6 Định tuyến dựa DNS Hình 2.7 Quá trình phân phối nội dung Hình 2.8 Quá trình phân phát nội dung Hình 2.9 Phân phối nội dung CDN CDN ngang cấp Hình 2.10 Phân phối liệu vệ tinh Hình 2.11 Quan hệ mạng CDN Hình 2.12 Cấu trúc mạng kết nối hệ thống phân phối Hình 2.13 Cấu trúc mạng kết nối hệ thống tính cước Hình 2.14 Hoạt động trao đổi thực thể với mạng CDN Hình 3.1 Mối quan hệ client Server lưu Hình 3.2 Mối quan hệ Server lưu Hình 3.3 Mối quan hệ client với server lưu server gốc Hình 5.1 Kiến trúc hệ thống kết nối hệ thống định tuyến Hình 5.2 Thiết lập trao đổi nội dung Hình 5.3 Tổng quan tương tác mạng nội dung Hình 5.4 Các phần tử hệ thống kết nối mạng nội dung Hình 5.5 BCN với chức tương tác tính cước tương tác định tuyến yêu cầu Hình 5.6 BCN với chức tính cước Hình 5.7 PCN với CDN Hình 5.8 Mạng CDN LCN NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN MỞ ĐẦU Mạng Internet phát triển bùng nổ quy mô nội dung Ngày mạng Internet có hàng triệu máy chủ với hàng nghìn loại nội dung từ dịch vụ trang Web tĩnh, Web động, dịch vụ Email, dịch vụ lưu trữ… tới dịch vụ gia tăng đàm thoại Internet (VoIP), xem phim theo yêu cầu, dịch vụ ngân hàng… Sự bùng nổ nội dung mạng đồng thời với số lượng truy cập tăng lên nhanh chóng làm cho lực đáp ứng mạng, chất lượng dịch vụ ngày khó đáp ứng Về phía nhà cung cấp dịch vụ việc phải đáp ứng gia tăng nhu cầu thông tin chất lượng dịch vụ sở hạ tầng phát triển không tương xứng địi hỏi họ phải có giải pháp kỹ thuật nhằm phân phối hiệu tài nguyên định cỡ mạng, điều phối lưu lượng, cân tải quản lý chất lượng dịch vụ Tuy nhiên kỹ thuật chủ yếu can thiệp mức hệ thống Ngày nhằm hiệu việc phân phối nội dung truyền tải mạng, người ta dùng kỹ thuật Mạng phân phối nội dung (CDN: Content Delivery Networks) Sự đời Mạng phân phối nội dung dẫn đến đời của nhiều dịch vụ mạng đầy tiện dụng việc hợp video, âm thanh, hoạt hình, VoD, IPTV, E-Learning, E-Commerce … loại đa phương tiện khác với truyền thông thoại, liệu … CDN mạng thơng minh, cung cấp lớp thơng minh sở hạ tầng mạng IP, chuyển đổi mơ hình Web tập trung truyền thống thành mạng hướng nội dung phân bố nội dung cách có hiệu Các khả hay ưu điểm mà CDN mang lại khả phản ứng nhanh, chống tắc nghẽn, toàn vẹn nội dung đáp ứng theo yêu cầu đến với người sử dụng Giải pháp mạng CDN cho phép doanh nghiệp, nhà cung cấp dịch vụ nội dung phân phối quản lý nội dung họ cách hiệu Nội dung lưu trữ phía biên mạng server lưu gần với đầu cuối người sử dụng để giảm thời gian đáp ứng tránh tăng lưu lượng hệ thống mạng, mà băng thông sử dụng cách tối ưu Các server lưu định vị với server gốc Bộ phân phối NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN • Nội dung mà đáp ứng cho CDN khởi tạo phân phối vào CDN mạng liên kết • Các lệnh phân phối nội dung CDN gốc tạo ra, CDN khác mạng tạo Nếu CDN khác mạng tạo định nội phân phối tạo CDN đó, lệnh không điều khiển phân phối CDN gốc • Thơng tin tính cước liên quan đến hoạt động phân phối và/ truy nhập client chuyển tới CDN gốc CDN mạng • CDN gốc cung cấp thơng tin tính cước tới nhà cung cấp dựa thoả thuận mức dịch vụ SLA (service Level Agreememts) Hình 5.3 Tổng quan tương tác mạng nội dung Các yêu cầu client định hướng tới server lưu CDN mạng Hình 5.3 rõ kết nối ba mạng CDN, CDN A, CDN B, CDN C Các CDN tương tác với chúng kết nối CIG Chú ý rằng, tất mạng nội dung có đầy đủ bốn thành phần 79 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Do đó, số mạng nội dung, hoạt động đồng cấp thực với phần tử có mạng CDN 5.3.2.2 Các phần tử kiến trúc kết nối mạng CDN Dưới đưa mô hình kiến trúc hệ thống mạng mạng CDN Cấu trúc hệ thống bao gồm phần tử chính, ba số phần tử tạo thành hệ thống liên mạng nội dung, hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu, hệ thống tương tác phân phối, hệ thống tương tác tính cước Hoạt động hệ thống sau: (Hình 5.4) (1) Nút gốc chuyển không gian tên URI đối tượng mà phân phối CDN đồng cấp cho hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu (2) Nút gốc chèn nội dung CDN phân phối đồng cấp vào hệ thống tương tác phân phối (3) Hệ thống tương tác phân phối chuyển nội dung hệ thống phân phối mạng CDN Ngồi ra, hệ thống cịn tương tác với hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu pha thông báo phản hồi để hỗ trợ việc lựa chọn CDN cụ thể phục vụ yêu cầu client (4) Client yêu cầu nội dung đưa tới hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu (5) Hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu định tuyến yêu cầu tới server lưu mạng CDN phù hợp Các hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu tương tác với hệ thống khác qua thông báo phản hồi để trì bảng tính tuyến u cầu (6) Server lưu lựa chọn phân phối nội dung yêu cầu tới client Ngoài server lưu gửi thơng tin tính cước nội dung phân phối tới hệ thống tương tác tính cước (7) Hệ thống tương tác tính cước tập hợp tinh lọc thơng tin ghi thống kê chi tiết, gửi tới nút gốc phận tính cước sử dụng Và tin thống kê phản hồi lại hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu 80 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN (8) Bộ phận tính cước sử dụng ghi chi tiết để toán với thành viên tham gia vào phân phối nội dung Hình 5.4 Các phần tử hệ thống kết nối mạng nội dung 5.3.2.3 Mạng BCN có hệ thống tương tác tính cước vào hệ thống tương tác định tuyến yêu cầu Trong phần đưa trường hợp BCN A thực chức tương tác định tuyến yêu cầu chức tính cước, khơng có khả phân phối hay phân phát (hình 5.5) 81 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Hình 5.5 BCN với chức tương tác tính cước tương tác định tuyến yêu cầu Như hình 5.5 BCN A chịu trách nhiệm thu thập thơng tin tính cước từ nhiều CDN (CDN A CDN B) để cung cấp chức toán (clearinghouse/ settlement) cung cấp dịch vụ định tuyến yêu cầu cho CDN A CDN B Nội dung đưa vào CDN A CDN B việc phân phối CDN điều khiển hệ thống tương tác phân phối CIG Hệ thống định tuyến yêu cầu BCN a thông báo khả phục vụ nội dung từ CDN hệ thống định tuyến yêu cầu CIG, BCN A thu thập thông tin sử dụng thông tin thống kê nhờ hệ thống tương tác tính cước phổ biến thơng tin tới CDN A CDN B thích hợp Như hình 5.5 có hệ thống định tuyến yêu cầu tách biệt sử dụng CDN A CDN B Nếu hệ thống định tuyến yêu cầu CDN A hệ thống định tuyến có thẩm quyền pần nội dung quy định trước, 82 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN kinh tế phải vấn đề Tuy nhiên, CDN riêng biệt cung cấp hệ thống định tuyến yêu cầu có thẩm quyền số khách hàng nhà cung cấp Trong trường hợp phải đảm bảo có hệ thống định tuyến yêu cầu có thẩm quyền đối tượng nội dung xác định 5.3.2.4 BCN cung cấp chức tính cước Trong phần trình bày mơ hình BCN A thực chức tương tác tính cước, nghĩa cung cấp chức toán Trong trường hợp này, BCN A thiết lập mối quan hệ với nhiều CDN, CDN có chức tương tác phân phối tương tác định tuyến yêu cầu (hình 5.6) Hình 5.6 BCN với chức tính cước 5.3.2.5 PCN liên kết với nhiều CDN Trong trường hợp xét trên, nhà cung cấp không xét đến Giả sử nhà cung cấp cho phép CDN hoạt động thay mặt Ví dụ, nhà cung cấp định CDN có hệ thống định tuyến yêu cầu có thẩm quyền với nội dung Tương tự, nhà cung cấp dựa vào 83 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN CDN để tập hợp tất liệu cước nó, chí liệu khởi tạo server thay CDN xa Cuối cùng, nhà cung cấp đưa nội dung vào CDN dựa vào CDN để liên kết với nhà cung cấp mong muốn trì nhiều hoạt động điều khiển đảm nhiệm công việc CDN liên kết nó, hoạt động PCN Hình 5.7 PCN với CDN Hình 5.7 Mô tả mạng liên kết CDN, PCN điều khiển CIG thiết lập mối quan hệ tương tác tính cước, tương tác phân phối, tương tác định tuyến yêu cầu với hai nhiều CDN 5.3.2.5 Mạng LCN với nhiều CDN 84 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Hình 5.8 Mạng CDN LCN Như hình 5.8 CDN tiến hành tương tác với hệ thống phân phối LCN để mở rộng phạm vi điều khiển đối tượng nội dung server thay LCN Cũng vậy, CDN muốn tiến hành tương tác hệ thống tính cước với LCN để nhận liệu tính cước việc sử dụng nội dung server thay nội 85 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN CHƯƠNG 6: TRIỂN KHAI GIAO THỨC WEB-CACHE TRÊN THIẾT BỊ ROUTER CISCO VÀ CACHE ENGINES 6.1 Giới thiệu Web-cache Kỹ thuật caching cho nội dung Web hay gọi Web-cach việc lưu trữ tài liệu web cho gần với người dùng, mặt chức web client web-cache servers riêng biệt Web-cache ứng dụng cấp độ routing, phần lớn băng thơng dùng cho web tồn đường truyền ảnh hưởng đến băng thơng hệ thống mạng (theo tính tốn UNINETT 50% băng thông dùng hệ thống mạng dùng cho web) ISPs – Những nhà cung cấp dịch vụ - thường thiết lập sẵn hệ thống kết nối ngang hàng với ISPs khác quốc gia (cấp độ quốc nội) nước khác (cấp độ quốc tế) Web-cache ảnh hưởng mạnh đến băng thông mạng Các ISPs tiết kiệm chi phí từ việc đưa thỏa thuận với ISP khác web-cache, từ theo thỏa thuận thiết lập hệ thống ngang hàng thay đổi đường truyền Những sách q trình hổ trợ điều khiển web-cache phải phổ biến Ưu điểm web-cache Có ba lợi ích quan trọng web-cache là: - Giảm tải băng thơng: số u cầu đáp ứng cần phải thông qua mạng máy tính Mỗi đối tượng nhận từ server có u cầu, web-cache làm giảm lương băng thơng chiếm dụng client Việc giúp tiết kiệm tiền client phải trả tiền cho băng thông, giữ cho cầu băng thông hạ xuống dễ dàng quản lý - Giảm gánh nặng cho server: số yêu cầu server xử lý - Giảm tiềm ẩn: web-cache đáp ứng trực tiếp cho yêu cầu lưu trữ, gần với client phục vụ Yêu cầu thỏa mãn cache (gần với client hơn) thay từ server chính, giảm thời gian cho client để lấy hiển 86 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN thị đối tượng Nó làm cho web sites dường đáp ứng nhanh Đồng thời, web-cache làm cho web rẻ tiền tối ưu 6.2 Giao thức Web Cache Control Protocol (WCCP) WCCP rõ tương tác nhiều định tuyến (router) nhiều đệm web (web-cache) Giao thức WCCP xác định lưu lượng thường xuyên truyền hệ thống mạng, sau cho phép trả lời yêu cầu sau nội dung WCCP có khả hỗ trợ Cisco router switch để trực tiếp trả yêu cầu có nội dung lưu trữ Với chức đó, người dùng khơng cần thiết phải cấu hình trình duyệt web để sử dụng Web Proxy Thay vào đó, chúng sử dụng target URL để yêu cầu nội dung, yêu cầu tự động chuyển đến application engine Khi người dùng truy cập đến web server tồn nội dung yêu cầu đến webserver chuyển đến application engine mà người dùng lấy nội dung web site từ application engine Khi application engine nhận u cầu, cố gắng trả lời u cầu từ cache nằm Nếu thơng tin u cầu mà khơng tìm thấy cache, application engine gửi yêu cầu riêng lẻ đến server cuối để lấy thông tin cần thiết để trả lời Sau nhận thơng tin u cầu, application engine chuyển thơng tin đến client u cầu thơng tin lưu thơng tin vào cache để trả lời cho yêu cầu lần sau Hoạt động Giao thức WCCP: WCCP có khả hỗ trợ Cisco router switch để trực tiếp trả yêu cầu có nội dung lưu trữ Với chức đó, người dùng khơng cần thiết phải cấu hình trình duyệt web để sử dụng Web Proxy Thay vào đó, chúng sử dụng target URL để yêu cầu nội dung, yêu cầu tự động chuyển đến application engine Khi người dùng truy cập đến web server tồn nội dung u cầu đến webserver chuyển đến application engine mà 87 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN người dùng khơng biết lấy nội dung web site từ application engine Khi application engine nhận yêu cầu, cố gắng trả lời u cầu từ cache nằm Nếu thơng tin u cầu mà khơng tìm thấy cache, application engine gửi yêu cầu riêng lẻ đến server cuối để lấy thông tin cần thiết để trả lời Sau nhận thông tin u cầu, application engine chuyển thơng tin đến client u cầu thơng tin lưu thơng tin vào cache để trả lời cho yêu cầu lần sau Trao đổi thông điệp WCCP Những chuỗi kiện sau mô tả trình trao đổi thơng điệp giao thức WCCP: - Các application engines gửi địa IP chúng đến switch mở tính WCCP (enable WCCP) cách sử dụng giao thức WCCP, tín hiệu biểu diễn thơng qua thông điệp "Here I am" Switch application engine giao tiếp với thông qua kênh điều khiển dựa UDP port 2048 - Các switch enable WCCP sử dụng thông tin địa IP application engine để tạo cluster view (là danh sách application engines cluster) Cluster View gửi thông điệp "I see you" đến application engine cluster, chất Cluster View đánh dấu tất application engines để phân biệt application engine với Một Stable View thiết lập sau thành viên cluster lại khoảng thời gian - Khi Stable View thiết lập, application engine cluster với địa IP thấp bầu chọn với vai trò là: designated application engines Gói tin chuyển tiếp Các nhóm dịch vụ - Ta cấu hình WCCP để phân loại lưu lượng cho gói tin chuyển tiếp, như: FTP, Proxy-web-cache handling, audio ứng dụng video Sự phân loại này, 88 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN biết đến nhóm dịch vụ (service group), dựa loại giao thức (TCP UDP) số port nguồn port đích Layer Các nhóm dịch vụ xác định well-known names như: web-cache, với TCP port 80 dịch vụ có số port từ đến 99 Các nhóm dịch vụ cấu hình để ánh xạ giao thức số port Layer thiết lập, trì chúng cách độc lập WCCP cho phép tạo nhóm dịch vụ cách tự động, phân loại theo tiêu chuẩn cung cấp cách tự động application engine 6.3 Triểm khai giao thức Web-cache Router CDN hệ thống máy chủ web (web server) phân tán khắp nơi để cung cấp nội dung cho người dùng Có nhiều cơng ty lớn sử dụng hệ thống CDN riêng họ, để thực hệ thống tốn chi phí từ dịch vụ cung cấp thiết kế hệ thống CDN Giải pháp CDN Cisco giải pháp hoàn thiện, với độ tin cậy khả dụng cao dựa phân phối mạng lớp lớp 3, định nghĩa dựa năm cơng nghệ chính: Quản lý phân phối nội dung, định tuyến nội dung, chuyển mạch nội dung, phân phối nội dung biên dịch vụ thông minh Trong chương tơi xin mơ tả cách cấu hình routed interface enable dịch vụ web cache (WCCP) với địa nhóm multicast redirect ACL Giao thức WCCPv2 hỗ trợ số dòng Router Cisco dòng Cisco 1600, Cisco 1700, Cisco 2500, Cisco 3600/3800 hệ thống Content Engines 550 trở lên 89 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Tập lệnh cấu hình giao thức WCCP version2 Router Cisco Content Engines Trên Router : Router(config)# ip wccp web-cache Router(config)# interface type number {Bật tính web-cache} {Giao diện chạy giao thức web-cache, type number từ 0-99 } Router(config-if)# ip wccp {web-cache | service-number} redirect out {Chuyển hướng lưu lượng cho dịch vụ xác định} Chi tiết cho lệnh này: Router(config)# ip wccp {web-cache | service-number} [group-address groupaddress] [redirect-list access-list] [group-list access-list] [password [0-7] password] Hoặc cấu hình cho nhóm địa : Router(config-if)# ip wccp web-cache group-listen Ở ta cũng cấu hình cho phép từ chối mạng sử dụng dịch vụ cách: Router(config)# ip wccp web-cache group-list access-list Router(config)# access-list access-list permit ip host host-address Router(config)# access-list access-list deny ip host host-address * Cấu hình Content Engines: Lấy với sơ đồ ví dụ trên, cấu hình cổng cổng khác tương tự Content Engines# configure terminal Content Engines(config)# ip wccp web-cache redirect list 12 90 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN Content Engines(config)# interface f0/0 Content Engines(config-if)# no switchport Content Engines(config-if)# ip address 172.20.10.30 255.255.255.0 Content Engines(config-if)# no shutdown Content Engines(config-if)# ip wccp web-cache grop-listen Content Engines(config-if)# ip wccp web-cache redirect in Sau ta hiển thị kết cấu hình lệnh sau: show ip wccp web-cache ip wccp 99 ip domain-name abc.com ip name-server 10.1.1.3 ! ! ! interface Ethernet0/0 ip address 172.20.10.0 255.255.255.0 no ip directed-broadcast ip wccp web-cache redirect out ip wccp 99 redirect out no ip route-cache no ip mroute-cache ! interface Ethernet0/1 ip address 175.20.30.0 255.255.255.0 no ip directed-broadcast ip wccp 99 redirect out no ip route-cache no ip mroute-cache 91 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu qua luận văn đưa khái niệm, chế hoạt động mạng CDN, thành phần quan trọng cấu trúc lên hệ thống CDN giúp trình triển khai, phân phối nội dung hệ thống mạng hiệu Luận văn đưa ưu điểm mạng CDN, công mạng mang lại khả phản ứng nhanh, chống tắc nghẽn, đáp ứng nhu cầu người sử dụng Tuy nhiên với thời gian có hạn, luận văn chưa đưa mơ q trình phân phối nội dung hệ thống CDN dừng lại việc tìm hiểu hoạt động, kiến trúc cơng nghệ xây dựng lên hệ thống CDN Trong thời gian tới tơi tiếp tục tìm hiểu, xây dựng mơ để triển khai ứng dụng thực tế hệ thống CDN môi trường cụ thể Qua xin gửi lời cám ơn chân thành đến PGS.TS Đặng Văn Chuyết tận tình giúp đỡ tơi hồn thành Luận văn 92 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Mỹ Hạnh, Rajkumar Buyya, Mukaddim Pathan, Athena Vakali (Editor), Content Delivery Networks, Springer Hofmann, M and Beaumont, L R., 2005, Content Networking: Architecture, Protocols, and Practice San Francisco, CA, USA Michel Eboueya, Michel Menard and Pascal Estraillier, Benefits of Content Delivery Networking to E-Learning and E-Communications Kirk L Johnson, John F Carr, Mark S Day and M Frans Kaashoek The Measured Performance of Content Distribution Networks (SightPath, Inc USA) ) Proceedings of the 5th International Web-cache and Content Delivery Workshop , Portugal, Lisbon , Portugal 22-24 May 2000 Matthew List Content Delivery Networks (CDNs) – A Reference Guide {Internet Draft} Thrupoint http://www.ciscoworldmagazine.com/webpapers/2001/03_thrupoint.shtml http://www.cisco.com/en/US/products/hw/contnetw/ps546/products_configu ration_example09186a00800a6a72.shtml 93 ... Quá trình phân phối nội dung Mạng nội dung Server gốc Server lưu Phân phát Hình 2.8 Quá trình phân phát nội dung Quá trình phân phối nội dung thực di chuyển nội dung nhà cung cấp nội dung từ server... Mơ tả bước phân phối nội dung mạng CDN phân phối mạng CDN ngang cấp Sau bước thực phân phối Bước 1: Server gốc cho phép CDN ngang cấp phân phối nội dung đặt nội dung vào hệ thống phân phối ngang... 2.7) Cần ý trình phân phối nội dung khác với phân phát nội dung Phân 44 NGUYỄN ĐĂNG THẾ  CNTT 2008-2010 TÌM HIỂU VỀ CDN phát nội dung trình chuyển nội dung nhà cung cấp nội dung tới client hình