视频流已成为现代生活中无处不在的一部分，内容分发网络 (CDN)已成为向全球观众分发高质量视频内容的重要工具。CDN 的有效性可以通过两个关键指标来衡量——CDN 缓存命中率和缓存未命中率。这两个指标告诉我们 CDN 缓存频繁访问的内容并减少慢速主内存访问次数的能力。
这篇技术文章将探讨 CDN缓存命中率和缓存未命中率指标以及它们与视频流的关系。我们将讨论以下内容——
- 如何计算这些比率。
- 如何使用它们来优化 CDN 配置以提高视频流性能。
- 讨论影响 CDN 缓存命中率和缓存未命中率的因素，例如源站位置、CDN 缓存大小和视频内容的流行度。
注意：如果您是 CDN 新手，请阅读本文以了解缓存命中、缓存未命中和 TTL（生存时间）指标。
让我们从缓存命中率指标开始。
缓存命中率
缓存命中率衡量缓存的使用效率。澄清一下，缓存是少量快速内存，用于存储经常访问的数据以加快访问时间。
什么是缓存命中？
当CDN 可以成功地从其缓存中提供请求的资产而不是从源服务器检索它时，就会发生 CDN（ 内容交付网络）缓存命中。换句话说，请求成功“命中”了 CDN 的缓存，不需要从源站提供服务。
缓存命中率是缓存满足数据请求的百分比，与主内存或视频源服务器满足数据请求的百分比相对。
- 它的计算方法是将高速缓存命中数除以内存访问总数。
- 例如内存访问100次，缓存命中80次，则缓存命中率为80%。
高缓存命中率意味着什么？
- 高缓存命中率表明 CDN 有效地存储了经常访问的视频内容或数据，并减少了对主源服务器的请求数。
- 低缓存命中率意味着 CDN 缓存没有被有效使用，更多的请求被发送到源服务器。也就是说，有很多缓存未命中。因此，监控缓存命中率对于确保高效使用 CDN 至关重要。
缓存未命中率
缓存未命中率补充了我们刚刚了解的缓存命中率。缓存未命中率衡量缓存不满足的内存访问百分比，而是需要访问较慢的主内存 或原始服务器。
- 缓存未命中率的计算方法是将缓存未命中数除以内存访问或请求的总数。
- 例如，如果有 100 次内存访问和 20 次缓存未命中，则缓存未命中率为 20%。
高缓存未命中率意味着什么？
高缓存未命中率意味着 CDN 缓存没有有效地存储经常访问的视频片段或数据。结果，缓存无法满足许多内存访问。
高缓存未命中率可能由多种因素引起，例如
- 对于正在访问的数据来说太小的缓存，
- 没有得到有效管理的缓存，
- 或者缓存控制和清除机制不佳。
因此，低缓存未命中率是可取的，因为它表明缓存有效地存储了频繁访问的数据并减少了较慢的主内存访问次数。缓存未命中率接近于零是理想的。
如何提高缓存命中率和降低缓存未命中率？
良好调整的 CDN 配置对于高质量、无缝的视频交付至关重要。我们在“使用 CDN 的 9 大理由”一文中讨论了出色的 CDN 网络的力量，现在，让我们看看提高 CDN 性能的一些想法。
检查 CDN 配置中的 TTL 值：
TTL，即 Time-To-Live，是一个 CDN 设置，它决定了一段数据在 CDN 缓存中停留的时间。如果将 TTL 值设置为 24 小时，则该数据可以在 24 小时后被逐出，并且将从源服务器获取新副本。
如果 TTL 太小，缓存的数据会频繁地从缓存中被逐出，并且由于高缓存未命中率，后续请求将需要长途访问源服务器。
另一方面，如果 TTL 太高，陈旧数据将在 CDN 上停留更长时间，并且缓存将被填满。这可能会导致“内存不足”问题，从而导致缓存未命中和缓存未命中率增加。
使用更长的 TTL 缓存静态内容
您的视频交付服务的某些部分（例如海报艺术、CSS、图像等）很少更改，并且可以在您的 CDN 上缓存很长时间。
优化您的视频编码和打包
视频编码和打包会影响 CDN 缓存命中率并影响用户的体验质量。让我们看看如何！
假设您的比特率阶梯中有太多比特率，并使用 HLS 和 MPEG-DASH 的多种变体（片段大小、DRM 等）。这将导致每个视频片段的流媒体协议、比特率和 DRM 的各种组合。如果您有多个具有不同片段持续时间的变体，那么问题就更糟了。
在这种情况下，CDN 可能必须缓存每个视频片段的多个版本，这不是对受限内存/缓存的良好使用。
但是，假设您可以优化编码和打包以减少视频内容的变化数量，或者仅使用一个片段持续时间的 HLS 流。在这种情况下，CDN 只能缓存每个段的几个变体，这将提高缓存命中率。
多CDN策略
使用多 CDN 策略可以分散负载并减少缓存未命中的次数。这可以通过使用多个 CDN 并将流量动态路由到具有最低延迟和最高缓存命中率的 CDN 来实现。我们在本文中解释了多 CDN 配置的工作原理和常见的多 CDN 架构。
这些是提高缓存命中率的一些方法。您有任何其他想法可以添加到此列表中吗？
结论
总之，我希望您对缓存命中率和未命中率有更好的了解，这将有助于您更好地调整 CDN 和视频流服务。
作者：Krishna Rao Vijayanagar
原文链接：https://ottverse.com/what-is-cache-hit-ratio-cache-miss-ratio-cdn/
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