1. 序言

隨著互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)民熟知并大量使用。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心發(fā)布的統(tǒng)計報告，2018年6月，我國網(wǎng)絡(luò)視頻的用戶量為60906萬，網(wǎng)民使用率高達(dá)76.0%，較上半年增長了5.2%， 手機網(wǎng)絡(luò)視頻的用戶量為57786，網(wǎng)民使用率高達(dá)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(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN作為通用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力，通過無線和固定寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)τ脩艚K端訪問的網(wǎng)頁、圖像、視頻、文件等內(nèi)容實現(xiàn)訪問加速。當(dāng)前使用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN為網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)加速成為支撐網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)高速發(fā)展的關(guān)鍵支點。

圖1  中國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計（網(wǎng)絡(luò)直播使用率）

本文將從CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與功能、CDN訪問日志、CDN服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)等方面多維度進行介紹，并從日志挖掘的角度對CDN服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化提供建議。

2. CDN介紹

CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）是構(gòu)建在基礎(chǔ)IP 承載網(wǎng)絡(luò)之上，面向流媒體、Web 及應(yīng)用的內(nèi)容傳送，具備內(nèi)容自動化分布及流量集中化調(diào)度控制能力的疊加網(wǎng)絡(luò)。最初的CDN主要承載靜態(tài)WEB頁面內(nèi)容，隨后又出現(xiàn)了針對網(wǎng)頁動態(tài)內(nèi)容的CDN加速。隨著數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)帶寬的飛速增加，互聯(lián)網(wǎng)上的視頻內(nèi)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(wù)。隨著流媒體技術(shù)的發(fā)展，直播流媒體也成為了CDN內(nèi)容分發(fā)的服務(wù)內(nèi)容。

2.1  CDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

CDN 網(wǎng)絡(luò)由分布在不同區(qū)域的CDN 節(jié)點組成，通過GSLB（全局負(fù)載均衡）的調(diào)度機制和內(nèi)容中心的分發(fā)機制實現(xiàn)簽約內(nèi)容源的請求調(diào)度和內(nèi)容緩存。CDN 按照指定策略將簽約內(nèi)容分發(fā)至網(wǎng)絡(luò)邊緣，并自動調(diào)度用戶內(nèi)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(nèi)容服務(wù)，使用戶可以通過訪問就近的CDN節(jié)點獲取內(nèi)容源。

CDN 不但能加快內(nèi)網(wǎng)用戶訪問外網(wǎng)資源的速度，也可以加速外網(wǎng)用戶訪問內(nèi)網(wǎng)資源的速度，有效提升用戶內(nèi)容訪問速度和業(yè)務(wù)體驗；大大減輕骨干網(wǎng)絡(luò)承載負(fù)荷和減少網(wǎng)絡(luò)鏈路擁塞，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量，降低網(wǎng)絡(luò)成本； 有力保障運營商自營業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)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(wù)。

2.2  CDN網(wǎng)絡(luò)功能模塊

CDN 網(wǎng)絡(luò)從邏輯架構(gòu)上可劃分為調(diào)度控制層、內(nèi)容中心層和服務(wù)節(jié)點層3 個層面，其中調(diào)度控制層負(fù)責(zé)用戶請求的統(tǒng)一調(diào)度、CDN 網(wǎng)絡(luò)管理及業(yè)務(wù)運營管理，主要包含運營管理中心和調(diào)度控制中心；內(nèi)容中心層通過內(nèi)容中心實現(xiàn)對簽約CP / SP（內(nèi)容提供商/服務(wù)提供商）系統(tǒng)的對接和內(nèi)容注入，并為邊緣服務(wù)節(jié)點提供內(nèi)容分發(fā)與回源服務(wù)； 服務(wù)節(jié)點層由邊緣服務(wù)節(jié)點組成， 面向用戶終端提供內(nèi)容服務(wù)，具備內(nèi)容緩存和媒體服務(wù)功能，以分層架構(gòu)部署于網(wǎng)絡(luò)中不同層面。CDN網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)如圖2所示：

圖2：CDN網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)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(guān)鍵信息，對CDN服務(wù)質(zhì)量分析極為關(guān)鍵，對其進行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析系統(tǒng)架構(gòu)

通過系統(tǒng)采集CDN服務(wù)日志，搭建CDN日志的大數(shù)據(jù)平臺進行多維度展示、分析, 不僅能夠使CDN服務(wù)透明化，同時也可以利用大數(shù)據(jù)平臺整合全量數(shù)據(jù)，通過海量數(shù)據(jù)的高效挖掘及定制化應(yīng)用，為統(tǒng)計活動數(shù)據(jù)、總結(jié)運營經(jīng)驗，實現(xiàn)流量精細(xì)化經(jīng)營提供支撐。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以包括數(shù)據(jù)采集、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、CDN日志統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)寬表管理、平臺管理、系統(tǒng)管理與監(jiān)控、用戶交互及數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾個模塊。

圖3 CDN數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)架構(gòu)

4. 多維度評估CDN服務(wù)質(zhì)量

基于CDN日志數(shù)據(jù)分析平臺，我們可以很方便地計算各種CDN服務(wù)統(tǒng)計指標(biāo)，進而對CDN服務(wù)質(zhì)量進行多維度地展示和評價。根據(jù)CDN日志來計算常用CDN日志評價指標(biāo)的方法如下：

CDN訪問日志及系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量淺析

通過從上述維度對比CDN服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)，能夠更有效地發(fā)現(xiàn)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(wù)質(zhì)量的建議

通過對CDN日志進行分析挖掘，能夠?qū)崿F(xiàn)多維度觀測CDN服務(wù)質(zhì)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(fù)雜的流程，讓用戶能實時查看日志分析結(jié)果，對CDN服務(wù)進行及時的優(yōu)化。

②、故障定位：

在海量的業(yè)務(wù)場景下，對CDN服務(wù)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(zhǔn)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(xiàn)。CDN日志實時分析能夠為監(jiān)控、告警等系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)，進而提升CDN服務(wù)質(zhì)量。

③、調(diào)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(xiàn)調(diào)度策略存在的缺陷，為資源調(diào)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(jié)果，可以使用多種直觀的數(shù)據(jù)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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