騰訊視頻：如何更好地利用CDN支持業(yè)務(wù)？
2017-09-14 08:02:09 來源：騰訊網(wǎng)絡(luò)工程 熱度:
隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的爆炸式增長，CDN成長為重要的基礎(chǔ)設(shè)施。如何更好的利用好CDN在全國豐富的資源點(diǎn)為用戶提供更好的服務(wù)？ 這篇文章介紹了CDN在動(dòng)態(tài)內(nèi)容和全站加速的應(yīng)用。
提起CDN，大家一定立即想到圖片，下載，視頻等靜態(tài)內(nèi)容的分發(fā)和就近接入等加速應(yīng)用。今天的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景下，通過CDN承載的內(nèi)容越來越多，CDN已經(jīng)成為了一項(xiàng)不可或缺的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施了；騰訊CDN上運(yùn)營的帶寬總量已經(jīng)超過30Tbps，儲(chǔ)備的帶寬超過60Tbps，占到業(yè)務(wù)產(chǎn)生的總體帶寬量的八成以上。根據(jù)我們?cè)隍v訊云和內(nèi)部業(yè)務(wù)的運(yùn)營數(shù)據(jù)，全國范圍內(nèi)使用CDN可以把用戶到機(jī)房的“平均光纜長度”降低到200KM以內(nèi)；試想，如果沒有CDN，全國的用戶都到同一個(gè)機(jī)房來訪問，數(shù)據(jù)平均要經(jīng)過1000KM+才能夠抵達(dá)用戶手中，除了用戶的訪問速度會(huì)變慢以外，對(duì)于運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載會(huì)增加數(shù)倍，以現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是一定承擔(dān)不了的。
為了承擔(dān)海量的數(shù)據(jù)分發(fā)需求，我們建設(shè)了超過600個(gè)超過百Gb的邊緣節(jié)點(diǎn)，分布在全國各個(gè)地區(qū)和運(yùn)營商，保證用戶可以同省訪問到CDN的資源。相比集中式的IDC服務(wù)，CDN的資源能夠?yàn)橛脩籼峁┓浅４蟮木W(wǎng)絡(luò)質(zhì)量優(yōu)勢(shì)。那么站點(diǎn)和應(yīng)用服務(wù)來說，如何更有效的利用這些資源？除了傳統(tǒng)的靜態(tài)類內(nèi)容分發(fā)以外，CDN還能做點(diǎn)些什么？這篇文章從騰訊視頻服務(wù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來說明一下CDN如何更好的支持到業(yè)務(wù)。
騰訊視頻是一個(gè)綜合型的服務(wù)，用戶可以通過多種方式來訪問，除了視頻播放以外還有檢索等多個(gè)功能。首先來看看傳統(tǒng)的服務(wù)架構(gòu)：
這個(gè)是一個(gè)典型的動(dòng)靜分離的服務(wù)架構(gòu)，其中影片檢索，用戶登錄等動(dòng)態(tài)功能不能夠緩存，需要集中的來處理；而網(wǎng)站的影片頁面，播放頁面和封面圖片等可以通過CDN來提供就近的服務(wù)。實(shí)際上早先的大部分騰訊的服務(wù)都是通過類似的方案來提供的。如果需要增加新的獨(dú)立功能，我們通常會(huì)申請(qǐng)一個(gè)新的域名，獨(dú)立部署來進(jìn)行服務(wù)，各個(gè)功能點(diǎn)的開發(fā)，部署，運(yùn)營等工作都可以獨(dú)立來進(jìn)行，互不干擾。但是也有一個(gè)額外的問題，功能點(diǎn)多起來以后，網(wǎng)站的域名數(shù)增多，每個(gè)功能點(diǎn)都需要做運(yùn)營商分布，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，負(fù)載均衡和災(zāi)備等；用戶訪問每個(gè)功能都需要連接一個(gè)單獨(dú)的域名，分別解析和建立連接。到了SSL／HTTP2的時(shí)代，這個(gè)問題變得更加嚴(yán)重，每個(gè)域名都需要分別部署ssl服務(wù)，需要投入重復(fù)的運(yùn)營工作，用戶的訪問代價(jià)也更大。
首先的問題是，動(dòng)態(tài)的這一部分工作可否移到CDN來做呢？答案是肯定的。通過CDN來接入動(dòng)態(tài)的內(nèi)容，可以提供更快，更安全的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)提供更方便，更快捷的運(yùn)營能力。
鏈路優(yōu)化
用戶通過CDN邊緣節(jié)點(diǎn)就近接入，獲得了第一跳的最佳訪問質(zhì)量；而后CDN服務(wù)器通過全國的節(jié)點(diǎn)和跨運(yùn)營商專線資源組成一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)網(wǎng)內(nèi)，我們可以通過智能路由算法基于實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)情況找到一個(gè)接入點(diǎn)和源站之間的最佳中轉(zhuǎn)方案；CDN的網(wǎng)絡(luò)可以保證用戶，尤其是接入狀況不太好的用戶獲取到最佳的接入方法，例如小運(yùn)營商用戶和移動(dòng)客戶端的用戶。而這部分用戶才是對(duì)質(zhì)量抱怨最多的用戶。
由于CDN解決了用戶接入和路由的問題，源站服務(wù)器可以部署在單個(gè)運(yùn)營商，甚至可以僅部署在騰訊云的網(wǎng)內(nèi)，僅需要關(guān)心容量，不需要刻意考慮接入點(diǎn)分布的問題；節(jié)省運(yùn)營精力的同時(shí)獲取到更好的接入質(zhì)量。
負(fù)載均衡和故障屏蔽
源站采用集群服務(wù)的情況下，由于請(qǐng)求全部通過CDN來進(jìn)行接入，因此可以很方便的對(duì)源站進(jìn)行負(fù)載均衡控制。我們?cè)贑DN上可以通過簡單配置來實(shí)現(xiàn)豐富的負(fù)載均衡策略，例如輪詢，服務(wù)器權(quán)重，基于用戶ID或者地址的會(huì)話保持，等等；并且還可以進(jìn)行方便的進(jìn)行定制。同時(shí)單個(gè)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，CDN還可以支持自動(dòng)向可用服務(wù)器進(jìn)行重試，從而實(shí)現(xiàn)故障屏蔽的同時(shí)保持用戶無感知。
監(jiān)控和問題定位
用戶接入到CDN以后，請(qǐng)求都是在受控的服務(wù)器上中轉(zhuǎn)，通過CDN實(shí)時(shí)監(jiān)控和日志分析，我們可以立即掌握到服務(wù)的負(fù)載，請(qǐng)求書，以及源站的訪問延遲等信息。同時(shí)當(dāng)用戶訪問失敗的情況下，可以通過訪問鏈定位到問題節(jié)點(diǎn)。我們也可以通過自定義HTTP規(guī)則把部分用戶定位到單獨(dú)的服務(wù)器進(jìn)行訪問，對(duì)于新版本的灰度發(fā)布和現(xiàn)網(wǎng)問題排查都很方便。
網(wǎng)絡(luò)安全
當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上，對(duì)于業(yè)務(wù)站點(diǎn)的安全攻擊層出不窮。入侵問題，拒絕服務(wù)攻擊等對(duì)源站的穩(wěn)定服務(wù)造成了巨大的威脅。通過使用CDN服務(wù)，可以把源站隱藏起來，因此針對(duì)業(yè)務(wù)的攻擊會(huì)直接導(dǎo)向CDN的網(wǎng)絡(luò)上。對(duì)于DDoS攻擊，最簡單的手段最有效：比拼容量。 DDoS攻擊的定義是，攻擊者通過發(fā)送大量的請(qǐng)求超過業(yè)務(wù)的服務(wù)能力，從而使得正常用戶無法訪問；然而CDN具備海量的服務(wù)能力和非常大的節(jié)點(diǎn)分布，目前我們?cè)庥龅阶畲蟮膁dos攻擊大約是500Gbps，而我們單個(gè)業(yè)務(wù)的訪問量最大已經(jīng)超過了6Tbps，兩者不在一個(gè)數(shù)量級(jí)。通過CDN的海量服務(wù)能力，我們可以把惡意請(qǐng)求過濾在門外，把真正的用戶請(qǐng)求放進(jìn)來。
協(xié)議棧加速和數(shù)據(jù)壓縮
CDN優(yōu)化中間非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)是協(xié)議棧單邊加速。過去一段時(shí)間我們對(duì)于協(xié)議棧單邊加速進(jìn)行了相當(dāng)多的探索，也取得了相當(dāng)不錯(cuò)的進(jìn)展；不過這里單獨(dú)說一下針對(duì)動(dòng)態(tài)內(nèi)容的部分。首先是可以單獨(dú)為信令類型的重要數(shù)據(jù)在協(xié)議層面提高傳輸優(yōu)先級(jí)，保證及時(shí)送達(dá)；另外，CDN服務(wù)器之間的傳輸兩端都是受控的，因此我們可以采用雙邊加速，進(jìn)一步提高傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。同時(shí)服務(wù)器之間采取共享字典壓縮，節(jié)約傳輸需要的帶寬。
現(xiàn)在，站點(diǎn)上的靜態(tài)內(nèi)容，動(dòng)態(tài)內(nèi)容都通過CDN來服務(wù)；能不能夠結(jié)合起來一起看呢？這個(gè)就是要提到的全站加速的概念了。仍然以騰訊視頻站點(diǎn)作為例子，我們一起來看一下新的主要架構(gòu)：
在這個(gè)架構(gòu)下，動(dòng)態(tài)的內(nèi)容和靜態(tài)的內(nèi)容域名都采用v.qq.com單個(gè)域名來提供服務(wù)，CDN對(duì)于靜態(tài)的內(nèi)容進(jìn)行緩存，同時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)內(nèi)容進(jìn)行加速。用戶只需要訪問單一域名，建立一條連接，就可以得到完整的功能，節(jié)省了多次解析和建立連接帶來的額外開銷。尤其是引入了http2協(xié)議的情況下，多個(gè)請(qǐng)求可以并發(fā)的處理，相比單純的鏈路加速，這里還能夠進(jìn)一步提高用戶的性能。
責(zé)任編輯：王剛
