1. 序言

隨著互聯(lián)網高速發(fā)展，網絡視頻直播和點播也大放異彩，咪咕視頻、斗魚直播等視頻直播和點播平臺被網民熟知并大量使用。根據中國互聯(lián)網信息中心發(fā)布的統(tǒng)計報告，2018年6月，我國網絡視頻的用戶量為60906萬，網民使用率高達76.0%，較上半年增長了5.2%， 手機網絡視頻的用戶量為57786，網民使用率高達73.4%，較上半年增長5.3%。

伴隨著視頻直播、點播、短視頻的興盛，用戶量的持續(xù)大量增長，內容分發(fā)網絡CDN作為通用基礎網絡能力，通過無線和固定寬帶接入網絡，能夠對用戶終端訪問的網頁、圖像、視頻、文件等內容實現訪問加速。當前使用內容分發(fā)網絡CDN為網絡視頻業(yè)務加速成為支撐網絡視頻業(yè)務高速發(fā)展的關鍵支點。

圖1  中國互聯(lián)網網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計（網絡直播使用率）

本文將從CDN網絡架構與功能、CDN訪問日志、CDN服務質量指標等方面多維度進行介紹，并從日志挖掘的角度對CDN服務質量優(yōu)化提供建議。

2. CDN介紹

CDN（內容分發(fā)網絡）是構建在基礎IP 承載網絡之上，面向流媒體、Web 及應用的內容傳送，具備內容自動化分布及流量集中化調度控制能力的疊加網絡。最初的CDN主要承載靜態(tài)WEB頁面內容，隨后又出現了針對網頁動態(tài)內容的CDN加速。隨著數字視頻技術的發(fā)展和互聯(lián)網帶寬的飛速增加，互聯(lián)網上的視頻內容也逐漸豐富起來，第二代CDN主要針對VOD、流媒體視頻和音頻的分發(fā)服務。隨著流媒體技術的發(fā)展，直播流媒體也成為了CDN內容分發(fā)的服務內容。

2.1  CDN網絡架構

CDN 網絡由分布在不同區(qū)域的CDN 節(jié)點組成，通過GSLB（全局負載均衡）的調度機制和內容中心的分發(fā)機制實現簽約內容源的請求調度和內容緩存。CDN 按照指定策略將簽約內容分發(fā)至網絡邊緣，并自動調度用戶內容訪問請求指向全局最優(yōu)的邊緣節(jié)點，由該邊緣節(jié)點就近為用戶提供內容服務，使用戶可以通過訪問就近的CDN節(jié)點獲取內容源。

CDN 不但能加快內網用戶訪問外網資源的速度，也可以加速外網用戶訪問內網資源的速度，有效提升用戶內容訪問速度和業(yè)務體驗；大大減輕骨干網絡承載負荷和減少網絡鏈路擁塞，優(yōu)化網絡流量，降低網絡成本； 有力保障運營商自營業(yè)務服務質量和競爭力， 并能夠為第三方客戶提供CDN分發(fā)加速增值服務。

2.2  CDN網絡功能模塊

CDN 網絡從邏輯架構上可劃分為調度控制層、內容中心層和服務節(jié)點層3 個層面，其中調度控制層負責用戶請求的統(tǒng)一調度、CDN 網絡管理及業(yè)務運營管理，主要包含運營管理中心和調度控制中心；內容中心層通過內容中心實現對簽約CP / SP（內容提供商/服務提供商）系統(tǒng)的對接和內容注入，并為邊緣服務節(jié)點提供內容分發(fā)與回源服務； 服務節(jié)點層由邊緣服務節(jié)點組成， 面向用戶終端提供內容服務，具備內容緩存和媒體服務功能，以分層架構部署于網絡中不同層面。CDN網絡邏輯架構如圖2所示：

圖2：CDN網絡邏輯架構圖

3. CDN訪問日志格式及系統(tǒng)

3.1 CDN日志格式

CDN訪問日志中記錄了CDN運行和用戶請求的關鍵信息，對CDN服務質量分析極為關鍵，對其進行數據挖掘分析也十分有意義。常見的CDN日志主要包含以下字段：時間、時長、流量、請求URL、請求源IP地址、UA、狀態(tài)碼、命中狀態(tài)等。其中，時間字段存儲了用戶請求的時間，時長字段存儲了請求的持續(xù)時長，流量字段在拉流時，存儲下行流量值，在推流時，存儲上行流量值，請求URL字段存儲用戶請求的具體URL，請求源IP地址存儲發(fā)起請求的用戶的源IP地址，UA字段存儲用戶發(fā)起請求時使用的User-Agent類型，狀態(tài)碼字段存儲了請求的狀態(tài)碼，常見狀態(tài)有2XX、3XX、4XX、5XX，命中狀態(tài)字段存儲了CDN緩存是否命中的狀態(tài)，其值可以是HIT或MISS。

3.2  基于CDN日志的數據分析系統(tǒng)架構

通過系統(tǒng)采集CDN服務日志，搭建CDN日志的大數據平臺進行多維度展示、分析, 不僅能夠使CDN服務透明化，同時也可以利用大數據平臺整合全量數據，通過海量數據的高效挖掘及定制化應用，為統(tǒng)計活動數據、總結運營經驗，實現流量精細化經營提供支撐。數據分析系統(tǒng)可以包括數據采集、基礎數據管理、CDN日志統(tǒng)計分析、數據寬表管理、平臺管理、系統(tǒng)管理與監(jiān)控、用戶交互及數據呈現幾個模塊。

圖3 CDN數據分析系統(tǒng)架構

4. 多維度評估CDN服務質量

基于CDN日志數據分析平臺，我們可以很方便地計算各種CDN服務統(tǒng)計指標，進而對CDN服務質量進行多維度地展示和評價。根據CDN日志來計算常用CDN日志評價指標的方法如下：

CDN訪問日志及系統(tǒng)服務質量淺析

通過從上述維度對比CDN服務質量指標，能夠更有效地發(fā)現和定位CDN中存在的問題，并可以從域名、省份、終端、和運營商等維度進行對比。

5. 日志對優(yōu)化CDN服務質量的建議

通過對CDN日志進行分析挖掘，能夠實現多維度觀測CDN服務質量，并對CDN的優(yōu)化配置提供參考建議。

①、實時分析：

對于CDN日志，日志的時效性十分重要。CDN實時日志可以從多個區(qū)域、多個節(jié)點實時采集日志，采集到的日志被流式分析處理，免去了傳統(tǒng)日志分析中復雜的流程，讓用戶能實時查看日志分析結果，對CDN服務進行及時的優(yōu)化。

②、故障定位：

在海量的業(yè)務場景下，對CDN服務的可用性、魯棒性和性能要求十分苛刻，這需要對于各類異常進行及時、精準的告警，這種告警系統(tǒng)可以依賴于CDN日志實時分析來實現。CDN日志實時分析能夠為監(jiān)控、告警等系統(tǒng)提供準確的決策依據，進而提升CDN服務質量。

③、調度建議：

通過對CDN日志進行實時監(jiān)控分析，還能夠及時發(fā)現調度策略存在的缺陷，為資源調度提供建議，進而提高命中率，提升用戶體驗，節(jié)省流量開銷。

④、可視化：

對CDN日志實時監(jiān)控分析的結果，可以使用多種直觀的數據可視化方式進行展示，用戶可以通過觀看可視化圖表，直觀地監(jiān)控CDN運行狀態(tài)。

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