电信行业的快速发展,使原先以话音业务为主体的网络,快速迈入到以数据业务为主体的时代。网络架构由主导语音的2G网络,不断向网速更快的3G、LTE等网络架构演进。然而,在数据业务得以迅猛发展的同时,也给电信运营商带来了巨大的流量压力。而传统的CDN(内容分发网络)却不能依据其业务、网络和终端的变化,对相应业务的分发策略进行自动调整,使得CDN能力受到了一定的限制。因此,引入IMS+CDN架构,充分利用IMS架构具有与接入无关、平台开放、管理融合三大特性,成为了改造CDN的研究热点。论文首先阐述了CDN与IMS的背景知识及相关概念,并且结合二者的功能特性,优势互补,提出了基于IMS的CDN网络架构。然后在该架构的IMS域中,重点将SIP协议作为整个架构的控制信令协议,并对其进行了相应的扩展。然后在该架构的CDN域中,针对CDN域中数据缓存,综合内容复制和Web缓存两大技术,提出一种新的Web缓存置换策略GDSF-T,以此与内容复制相结合,以从理论上实现最佳的CDN数据缓存。最后针对其本地负载均衡,提出一种基于服务类型的随机选择负载均衡算法RLBST,引入负载信息纠偏因子来周期性地纠正服务器负载信息的误差,通过解析请求的服务类型,按计算的概率转发请求到合适的服务器上。并对该算法进行相应实验与仿真。