［庄一嵘 梁丹华 陈戈 周晓燕］



TMS地域调度系统设计与实现

［庄一嵘 梁丹华 陈戈 周晓燕］

摘要文章主要是介绍TMS系统基于地域进行内容调度，根据现有的CDN网络业务需求，以MVC模型作为技术框架，实现用户访问CDN服务网络时，根据用户请求本地DNS的地域信息，智能调度到最接近用户的CDN节点就近服务，使用户获得最佳的节点服务响应速度，本系统已在现网经过实际业务测试和验证。

关键词：CDNTMS系统地域调度MVC

庄一嵘

中国电信股份有限公司广东研究院。

梁丹华

越亮传奇科技股份有限公司。

陈戈

中国电信股份有限公司广东研究院。

周晓燕

越亮传奇科技股份有限公司。

1　绪论

随着互联网和大数据的发展，各厂商为了实现用户跨地域访问网络获取资源的快速，稳定，高效，分别自建CDN网络分发系统，目前国外比较出名的有Akamai、Level3、CDNetworks，国内有腾讯CDN、阿里CDN、网宿、蓝汛等。各CDN厂商建设目的在于通过技术全面解决由于网络带宽小，用户访问量大，网点分布不均而产生的用户访问资源响应速度问题，技术包括缓存服务器，智能DNS，负载均衡等。但是，由于受到各国政策或者网络条件限制，每家CDN厂商都有各自的优点和缺点，根据客户定制需求，如果单独使用一家CDN系统服务用户，未能达到调度最佳服务效果，在这种背景下，我们设计一套CDN流量调度TMS系统（Traffic Management System），TMS系统可以根据用户定制需求，精准的调度到最佳CDN边缘节点服务用户，从而更好满足网络访问加速，节约网络流量，降低网络成本，提高命中率的用户需求。

2　TMS系统需求

根据业务要求，TMS流量管理系统（TrafficManagement System）需要基于DNS的全球负载均衡服务，需要支持透明地把流量路由调度到任何在公网上的CDN或服务器上，实现方式是通过在CDN间进行快速可靠的流量分布调度，系统程序需可在每个节点独立发布和运行，而地域策略可以根据终端用户的IP地址所在地区，将用户调度到在该地区具有优势的CDN节点。

TMS需要支持基于终端用户的IP地址的域名解析，实现从IP地址到地理区域的所有第三方映射。实现基于洲、国家、州（省份）城市的域名解析策略。例如，对于欧美用户，调度到Level3 CDN；对于亚太用户，调度到Swiftcom CDN。

TMS需要支持EDNS协议，即Google提交的扩展DNS协议，允许在DNS请求中除了本地DNS地址，还增加用户的IP地址，对于使用公共DNS（如Google8.8.8.8）的用户，也可调度到用户真实所在地区。

3　TMS地域调度设计

3.1业务流程规划

根据需要分析可得，TMS总体架构规划包括：用户请求，本地DNS解析，TMS调度，CDN服务。

（1）客户端向本地 DNS服务器发出域名访问请求；

（2）本地 DNS服务器向TMS发出DNS查询请求；

（3）TMS收到DNS查询请求，根据流量地域调度策略，返回最优的CDN（如CDN A）的域名；

（4）本地 DNS收到CDN A的域名，继续向CDN 的DNS迭代查询；

（5）本地 DNS收到CDN A的查询结果（IP地址）；

（6）本地 DNS将IP地址返回给用户；

（7）客户端访问返回IP地址，成功获取请求资源。

具体规划如图1。

3.2地域调度架构设计

实现TMS地域调度系统，采用MVC（Model View Controller 模型-视图-控制器）设计创建 Web 应用程序的模式：

Model（模型）是用于处理TMS地域调度数据逻辑的部分，模型对象负责在数据库中存取地域调度数据。

View（视图）是应用程序处理调度数据显示的部分，视图完成地域调度数据逻辑处理结果展示给使用者。

Controller（控制器）是应用程序中处理用户交互的部分。通常控制器负责从视图读取地域数据，控制用户输入，并向模型发送调用数据处理。

MVC架构设计模型如图2。

图2　MVC架构设计模型

4　TMS地域调度实现

依据上面设计，TMS系统地域调度功能划分成几个部分实现：用户管理，区域管理，IP库管理，地域管理，在系统中完成以上功能，即可实现地域调度功能。

（1）用户管理功能，主要是提供接入TMS的用户录入信息，系统可以查询接入用户的基础信息，方便区分和管理用户，是TMS系统区域调度基础，用户管理配置流程如图3。

图3　用户管理配置

（2）区域管理功能，区域管理提供TMS DNS授权服务基础录入功能，DNS授权服务器负责对CNAME域名解析和调度，录入信息通常需要配置一条SOA，2条NS ，4条A记录，配置区域流程如图4。

图4　区域管理配置

（3）区域管理功能，提供城市录入功能，可以批量和手工录入城市地址和城市编号，为和IP做映射提供基础。

（4）IP库管理功能，提供文件类型的IP地址导入，入库完成，可以根据对应的城市做映射，得到属于城市的IP地址分类库。

（5）完成（3）和（4）的配置，两者结合转换，可得到地域调度基础部分-＞城市映射IP地址库，IP地址库配置流程如图5。

图5　IP地址库配置

（6）区域管理功能，里面还包括VIEW路线创建功能，用户可更加自己要调度的城市创建独立的路线，提高调度的精准性，创建VIEW路线如图6。

图6　VIEW路线配置

（7）.地域域管理功能，主要是为了完成用户地域策略配置，经过上面基础建设，最后具备完成地域调度，只需完成调度的域名和DNS授权服务器绑定，路线视图选择填写，即可成功创建调度信息，调度策略信息流程如图7。

图7　地域调度策略信息

5　TMS系统功能测试

TMS地域调度测试验证，如图8。

图8　TMS地域调整测试验证

中国广东Local DNS202.96.128.166调度到Swiftcom CDN节点服务，成功调度结果如图9。

图9　广东DNS解析

图10　美国DNS解析

美国本地DNS 208.67.220.220 调度到Level3的CDN节点服务，成功调度结果如图10。

6　总结

综上所述，TMS流量管理系统可根据用户需求，定制化配置和精准调度，满足CDN网络建设和发展，以及用户地域策略调度需求。

（1）根据TMS设计需求，我们采用了主流MVC架构设计，具有耦合性低，重用性高，生命周期开发成本低，部署快等优点，有利系统维护和工程实施管理。

（2）依据CDN尽可能避开互联网有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈，使内容传输的更快，更稳定的思路。TMS通过地域调度策略功能，结合用户需求，配置最优的调度策略，把用户的请求调度到最优的节点进行服务，提高获取资源命中率和响应速度，进而减低企业成本。

（3）TMS系统还结合当今互联网CDN技术和运用场景使用，以更好满足静态资源较多的站点，视频点播，大文件下载，移动应用，电商网站等方面调度需求进行设计。目前已经通过功能测试，成功实现调度，具备上线要求，后期会继续优化，进一步提高线路选择和流量调度，缩短用户访问时间，提升用户体验度。

参考文献

1崔亚娟，陶蒙华.下一代CDN架构及关键问题探讨.信息通信技术，2011，03：39-43

2孙文芳，冯坚.智能DNS系统建设.有线电视技术，2015，07：35-37

3石帮荣.智能DNS和线路跟随解析技术在多出口高校校园网中的应用.桂林师范高等专科学校学报，2014，4:188-192

DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2016.05.002

收稿日期：（2016-01-28）