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第1部分 CDN基础 1

第1章 内容分发网络：现状、观点和规律 1

1.1 引言 1

1.2 概览 2

1.2.1 术语解释 2

1.2.2 CDN组件 3

1.3 背景和相关系统 5

1.3.1 CDN的发展 5

1.3.2 相关系统 6

1.4 对CDN的深入探究 9

1.5 CDN的发展现状 10

1.5.1 商业CDN 10

1.5.2 学术CDN 14

1.6 写给使用者 18

1.7 未来研究方向 19

1.8 结论 20

参考文献 20

第2章 CDN分类法 24

2.1 引言 24

2.1.1 动机与范围 24

2.1.2 贡献和组织结构 25

2.2 分类法 26

2.2.1 CDN的构成 26

2.2.2 内容分发和管理 31

2.2.3 请求路由 38

2.2.4 性能测量 44

2.3 分类法到代表性CDN的映射 46

2.3.1 基于CDN构成的分类 46

2.3.2 基于内容分发和管理的分类 48

2.3.3 基于请求路由的分类 50

2.3.4 基于性能测量的分类 51

2.4 讨论 52

2.5 总结和结论 53

致谢 54

参考文献 54

第3章 动态、可扩展和高效的内容复制技术 59

3.1 引言 59

3.2 前期工作 61

3.2.1 Web缓存 61

3.2.2 基于拉取的非协作式CDN 62

3.2.3 基于推送的协作式CDN 63

3.2.4 对象定位系统 64

3.2.5 分发更新的组播 66

3.2.6 总结 66

3.3 动态副本放置问题 67

3.4 副本放置算法 68

3.4.1 副本放置的目标 68

3.4.2 动态放置 68

3.4.3 软状态树管理 72

3.5 评估方法 72

3.5.1 评价指标 72

3.5.2 网络设置 73

3.5.3 工作负载 73

3.6 评估结果 74

3.6.1 人工工作负载的结果 74

3.6.2 Web跟踪的工作负载情况 77

3.6.3 讨论 78

3.7 结论 79

致谢 79

参考文献 79

第4章 内容分发和管理 82

4.1 引言 82

4.2 Web内容分发系统 83

4.2.1 Web系统的逻辑层 83

4.2.2 一个简化的CDN架构 85

4.2.3 内容的创建和分发的加速 86

4.3 前端层的复制 87

4.4 应用层的复制 89

4.5 后端层的复制 91

4.5.1 内容未知的缓存 91

4.5.2 内容已知的缓存 92

4.5.3 数据库整体复制 93

4.6 用户配置层的复制 94

4.7 结论和尚待解决的问题 96

参考文献 97

第5章 CDN模拟框架的缓存技术 100

5.1 引言 100

5.2 Web内容分发 101

5.2.1 代理服务器 101

5.2.2 内容分发网 102

5.3 CDN中新兴的Web数据缓存技术 103

5.3.1 CDN缓存 103

5.3.2 动态内容的缓存 106

5.3.3 缓存的一致性机制 107

5.4 CDNsim的缓存技术 109

5.4.1 CDN模拟环境的需要 109

5.4.2 CDNsim的缓存框架的要求 109

5.4.3 CDNsim的缓存架构 110

5.4.4 实现的问题 112

5.4.5 实验结果 114

5.5 写给使用者 117

5.6 未来研究方向 118

5.7 结论 119

参考文献 119

第6章 动态内容的请求重定向 122

6.1 引言 122

6.2 相关工作 125

6.3 背景 126

6.3.1 集群的架构 126

6.3.2 排队论 126

6.4 重定向架构和算法 127

6.4.1 WARD 128

6.4.2 重定向算法 129

6.5 性能模型 129

6.6 数值结果 130

6.6.1 广域重定向下的结果 131

6.6.2 对测量误差的敏感度 132

6.7 测试平台的实现及实验 134

6.7.1 数据库分派器 134

6.7.2 重定向算法 135

6.7.3 TPC-W工作负载 135

6.7.4 实验 135

6.8 写给使用者 139

6.9 未来研究方向 139

6.10 结论 140

附录 140

致射 141

参考文献 141

第2部分 CDN建模与性能 143

第7章 CDN的经济学设计 143

7.1 引言 143

7.2 背景和相关工作 145

7.2.1 博弈论背景 145

7.2.2 博弈论在网络问题上的应用 147

7.3 CDN的代价和效益建模 148

7.4 社会最优和纳什均衡 150

7.4.1 全网状网 151

7.4.2 星形网络 152

7.4.3 纳什均衡 153

7.4.4 解释 154

7.5 现有结构的分析 154

7.5.1 de Bruijn图 155

7.5.2 D维Torus网 156

7.5.3 PRR树 157

7.5.4 Chord环 158

7.5.5 讨论 158

7.6 定量评估 158

7.7 写给使用者 162

7.8 未来研究方向 163

7.9 结论 164

致谢 164

参考文献 164

第8章 CDN的定价 167

8.1 引言 167

8.2 业界常用的定价模型 168

8.2.1 基于总量的定价 168

8.2.2 基于百分位数的定价 168

8.3 背景和相关工作 168

8.3.1 网络中的拥塞定价 168

8.3.2 内容分发的经济性 169

8.4 CDN价格模型 170

8.4.1 内容提供商采用自给方式 170

8.4.2 内容提供商通过CDN进行分发 171

8.4.3 CDN的收益函数 171

8.4.4 泊松分布和突发流量时的最优定价 172

8.5 写给使用者 176

8.6 未来研究方向 177

8.7 结论 177

致谢 178

参考文献 178

第9章 CDN资源管理与分配的数学模型 179

9.1 引言 179

9.2 相关工作 179

9.2.1 基本问题 180

9.2.2 综合问题 181

9.3 求解算法 185

9.3.1 Benders分解 185

9.3.2 拉格朗日松弛和分解 187

9.3.3 启发式算法 189

9.4 其他CDN架构使用的新模型 190

9.4.1 从多服务器获取对象 191

9.4.2 CDN的生存力设计 193

9.5 性能结果 194

9.6 写给使用者 195

9.7 未来研究方向 196

9.8 结论 196

致谢 197

附录 197

参考文献 197

第10章 全球覆盖路由的性能和可用性效益 199

10.1 引言 199

10.1.1 CDN架构回顾 199

10.1.2 传输系统 201

10.1.3 本章的贡献 203

10.1.4 内容安排 204

10.2 相关工作 204

10.3 实验环境的配置 205

10.3.1 测量平台 205

10.3.2 性能和可用性数据的收集 205

10.3.3 评估 206

10.4 覆盖路由对性能的改善 206

10.5 覆盖路由对可用性的提高 209

10.6 在实际设计中获得提升 211

10.6.1 最优路径的稳定性 212

10.6.2 预测覆盖路由的性能提升 213

10.6.3 稳定性 214

10.7 未来研究方向 215

10.8 写给使用者 215

致谢 216

参考文献 216

第3部分 先进CDN平台与应用 218

第11章 缓解瞬时拥塞的动态CDN 218

11.1 引言 218

11.2 背景和相关工作 220

11.2.1 瞬时拥塞 220

11.2.2 可行方案 222

11.3 FCAN：瞬时拥塞缓解网络 225

11.3.1 需求 226

11.3.2 设计总览 226

11.3.3 瞬时拥塞检测 227

11.3.4 网络转换 228

11.3.5 动态重组 228

11.3.6 基于DNS的重定向 230

11.3.7 基于仿真的性能评估 230

11.3.8 结论 232

11.4 写给使用者 233

11.5 未来研究方向 234

11.6 总结 235

参考文献 235

第12章 基于CDN的协作流媒体服务 238

12.1 引言 238

12.2 背景知识和相关工作 238

12.3 COMODIN系统概览 241

12.4 HCOCOP 243

12.5 HCOCOP的仿真分析 246

12.5.1 性能指标 246

12.5.2 仿真参数 247

12.5.3 HCOCOP的运行模式 248

12.5.4 性能评估 248

12.6 写给使用者 252

12.7 未来研究方向 253

12.8 结论 253

参考文献 254

第13章 通过IP进行直播和点播视频服务的CDN 255

13.1 引言 255

13.2 背景和相关研究工作 256

13.2.1 多媒体特性影响 256

13.2.2 多媒体分发和访问模式影响 257

13.3 iTVP平台 258

13.4 iTVP CDN架构 260

13.4.1 两层的分级式设计 260

13.4.2 CDN节点放置 261

13.4.3 网络层配置 262

13.5 内容的分配和分发 263

13.5.1 内容分配模式 263

13.5.2 内容传输模式 264

13.5.3 瞬时拥塞处理 265

13.6 用户请求路由 265

13.6.1 节点选择标准 266

13.6.2 请求重定向机制 267

13.7 iTVP CDN性能评估 267

13.7.1 iTVP CDN配置 267

13.7.2 内容库特性 268

13.7.3 CDN负载 269

13.7.4 内容分配性能 270

13.7.5 用户感受到的服务质量 272

13.8 未来研究方向 273

13.9 写给使用者 274

13.10 总结 274

参考文献 275

第14章 移动CDN中的信息分发 277

14.1 引言 277

14.2 动机 278

14.3 移动CDN 280

14.4 移动CDN的无线网络设施 282

14.4.1 在集中式无线网络设施下的移动CDN 282

14.4.2 在Ad-Hoc无线网络设施下的移动CDN 283

14.5 写给使用者 286

14.6 实施和实验 287

14.7 未来研究方向 289

14.7.1 内容放置技术 289

14.7.2 动态内容的分发 290

14.7.3 移动流媒体的分发 290

14.8 结论 292

参考文献 292

第15章 社区网络的基础设施 296

15.1 引言 296

15.2 背景和相关工作 297

15.2.1 架构性框架 298

15.2.2 社区网络 299

15.2.3 分发设施 300

15.2.4 内容服务网络 301

15.3 写给使用者 303

15.3.1 社区网络 303

15.3.2 分发设施 304

15.3.3 内容服务网络 305

15.4 未来研究方向 305

15.4.1 社区网络 305

15.4.2 分发设施 306

15.4.3 内容服务网络 307

15.4.4 跨层问题 308

15.5 CONTENT方法 308

15.6 结论 309

致射 310

参考文献 310

第16章 内容分发网络的互联 313

16.1 引言 313

16.2 CDN网络互联的重要性 314

16.3 相关工作 316

16.4 CDN网络互联／对等的架构 318

16.5 CDN对等的新模型 323

16.5.1 已有的CDN模型 324

16.5.2 基于中介的对等CDN 325

16.5.3 由QoS驱动（定制）的基于中介的对等CDN 325

16.6 实现CDN对等时面临的挑战 327

16.7 对等CDN的技术问题 328

16.8 结论 330

致射 330

参考文献 331