A Content Delivery Network (CDN) is a powerful system of distributed caching servers that aims to accelerate content delivery, like high-definition video, IoT applications, and ultra-low-latency services, efficiently and with fast velocity. This has become of paramount importance in the post-pandemic era. Challenges arise when exponential content volume growth and scalability across different geographic locations are required. This paper investigates data-driven evaluations of CDN algorithms in dynamic server selection for latency reduction, bandwidth throttling for efficient resource management, real-time Round Trip Time analysis for adaptive routing, and programmatic network delay simulation to emulate various conditions. Key performance metrics, such as round-trip time (RTT) and CPU usage, are carefully analyzed to evaluate scalability and algorithmic efficiency through two experimental setups: a constrained edge-like local system and a scalable FABRIC testbed. The statistical validation of RTT trends, alongside CPU utilization, is presented in the results. The optimization process reveals significant trade-offs between scalability and resource consumption, providing actionable insights for effectively deploying and enhancing CDN algorithms in edge and distributed computing environments.


翻译:内容分发网络(CDN)是一种强大的分布式缓存服务器系统,旨在高效、高速地加速高清视频、物联网应用和超低延迟服务等内容的分发。这在后疫情时代变得至关重要。当内容量呈指数级增长且需要在不同地理位置实现可扩展性时,挑战随之而来。本文研究了CDN算法在以下方面的数据驱动评估:用于降低延迟的动态服务器选择、用于高效资源管理的带宽节流、用于自适应路由的实时往返时间分析,以及用于模拟各种条件的可编程网络延迟仿真。通过两个实验设置——受限的边缘式本地系统和可扩展的FABRIC测试平台——仔细分析了往返时间(RTT)和CPU使用率等关键性能指标,以评估可扩展性和算法效率。结果展示了RTT趋势与CPU利用率的统计验证。优化过程揭示了可扩展性与资源消耗之间的显著权衡,为在边缘和分布式计算环境中有效部署和增强CDN算法提供了可行的见解。

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CDN的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络。其基本思路是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节,使内容传输的更快、更稳定。通过在网络各处放置节点服务器所构成的在现有的互联网基础之上的一层智能虚拟网络,CDN系统能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容,解决 Internet网络拥挤的状况,提高用户访问网站的响应速度。
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