CCBN2014观察（5）：大智移云下的CDN管道发展方向

这俨然成了一个大智移云的时代。“大智移云”是时下一个很时髦的名词，包括大数据、物联网、移动互联网、云计算。

大智移云依赖于管道/网络传输。而另一方面，管道需要满足大智移云实时性传送的需求，其中包括管道技术演进、管道架构演进等。

管道技术演进包括数字光纤传输技术（大智移云下，发展方向是超高速）、无线传输的分组化及宽带化（增加传输频谱带宽、提高频谱效率。角动量通信技术还处于初期的研究阶段，而且主要向高频段发展）、Wi-Fi的超宽带传输演进等。

除了通过技术演进提高管道的传输效率和传输带宽外，另一方面，还要降低网络延时，减少网元数量和数据交换次数。所以，管道的架构也需要进一步演进，目标是尽可能实现网络的简化与扁平化。

在网络架构演进上，固网的城域接入网朝着以PON为主流架构的FTTx演进，无线的4G相对于3G减少了网络层次从而更加扁平，而互联网/移动互联网则越来越多引入CDN架构。

尽管互联网架构是基于IP协议的网状架构，但是它却受制于管道约束：

一方面从信源到信宿除了有物理上的距离外，还要经过多重路由，是面向非连接的，提供的是尽力而为的服务，因此延时不受控制；

另一方面大智移云的传输对骨干网络提出挑战，任何一个环节都可能影响数据传输的速度和稳定性。因此一味提高传输带宽并不能完全解决实际问题，从而就需要在网络架构的演进上，增加一个覆盖网络——CDN。

为了使数据传输更快、更稳定，需要在网络中通过增加节点服务器方式，这样使用户就近获取所需内容，解决互联网拥挤问题，提高用户访问网站的相应速度，提升用户体验。基于这种情况，可以在互联网架构中引入数据分发网功能。

典型的CDN网络架构分为中心节点、区域节点和边缘节点，用户终端就近直接访问边缘节点，不必访问中心节点和区域节点，边缘节点基于缓存服务器，是中心节点的一个透明镜像，距用户仅一跳或几跳。因此这种架构，可以降低系统延时，增强用户体验。

CDN的主要特点是可以使管道带宽得到优化，并且提供自动生成服务器的远程镜像Cache服务器，即边缘节点，从而使远程用户可以直接就近访问边缘节点。

这样以来一方面可以减少因远程访问带来的带宽需求，分担管道网络流量，减轻中心节点负载。另一方面可以减少网络延时，提高用户存取访问速度，增强用户体验。CDN的镜像服务，消除不用管道运营商之间互联造成的瓶颈，实现跨运营商的网络加速。

广泛分布在管道网络上的CDN节点，也是一种节点的冗余备份，可以有效抵抗和降低网络攻击的影响，保证较好的服务质量。

随着大数据时代的来临，CDN的发展趋势首先是边缘节点逐步下沉，离用户越来越近。所以，CDN最大的发展趋势就是：边缘节点距离OLT、核心网、网关、边缘路由器等网元设备越来越近。另外，在未来，CDN功能集成到一些网元设备中也是一种必然趋势——网元集成内容缓存功能是下一代信息中心网络的发展方向。

“大智移云”背景下，2014亚太全媒体CDN峰会圆满召开，综述可查阅：（1）《CDN峰会第一天综述：国内CDN发展潜力巨大，SDN问题多》；（2）《CDN峰会第二天综述：4G及融合CDN之下的高清OTT TV》。

高清视频给用户带来更好的视听体验的同时也对CDN的存储、流媒体处理能力以及网络带宽提出了更高的要求。运营商要提供海量高清视频服务就必须大幅扩容/升级CDN设备能力，导致部署成本大幅提高。高清视频需要的高码率是造成CDN设备、网络部署成本高的根源。

新一代CDN需要支持在无线/有线网络、公网/专网等多种网络环境下部署，支持纯IPTV、纯OTT、IPTV+OTT、有线电视直播+OTT等各种应用场景。

随着运营商对互联网接入的引入，用户数将大幅增加，在热点内容上将出现大用户数的并发访问要求。传统CDN架构本质上属于C/S模式，这种模式下，服务器对用户的并发访问存在一个限度。当访问某一热点内容的并发访问用户数达到门限时，服务器将拒绝服务，甚至导致服务器崩溃。运营商只能不断扩容来应对热点内容大量并发访问，这将造成设备部署成本大增，而其他非忙时段设备能力又过剩。对于高清及4K电视，还需要升级现有流媒体服务器的并发能力和网络吞吐量要求。

解决的方式可以是CDN+P2P/P4P的组合，其可在保持CDN网络可管理性的前提下大幅提升CDN的大容量并发性能，满足对热点内容大容量并发访问的服务请求，大大降低运营商的CAPEX。

另外，随着智能手机终端和平板电脑崛起，视频业务已不再是电视机屏幕的“专利”。顺应三网融合的潮流，同一业务在不同终端上的无差异体验将是未来发展的方向，“多屏融合业务”应运而生。

多屏业务随时随地支持各种设备访问视频内容，给用户带来无缝的连接和播放感受。所以，下一代CDN需要实现业务层、控制层和承载层的三屏完美融合，并根据终端类型，对内容格式进行智能转换，以提供完美的用户体验。

CDN的本质就是把内容推送到最终用户，本质上属于管道，但只有精细化、智能化的管道，才能最高效地把内容推送到终端用户，为用户提供最佳服务，为运营商带来最大效益。下一代CDN通过部署智能分析系统、策略服务器，通过数据采集—分析—决策—执行，满足CDN精细化运营的要求，同时保持策略的扩展性，未来支持和固网/移动PCC架构策略的互通，实现和承载网/核心网精细化协同管控。

通过智能分析系统，运营商将知道哪些客户/业务创造的价值多，及时发现网络/节点异常，了解到哪些节点性能接近瓶颈等信息，并可根据分析结果制定针对性的控制策略，实现CDN的智能管控，优先保证高利润业务和VIP客户的服务质量，实现整网收益的最大化。

另外，未来的CDN也必然是云化的，满足虚拟CDN要求，提供IaaS和PaaS服务，灵活满足互联网应用快速部署的要求。同时在互联网应用层出不穷和业务快速变化的过程中，CDN网络要能够适应变化，快速响应业务要求，避免重复建设和投资浪费，需要灵活的互联网应用快速适应与部署能力，根据业务的发展支持新业务，如支持自适应流媒体等未来新出现的视频业务。

最后，为适应灵活的互联网应用快速部署能力，必须把内容分发和媒体服务明确区分开来。下一代CDN就需要采取灵活的分层设计，内容分发设计在控制层中，媒体服务设计在能力层中。通过模块化/层次化的组件设计，在实际部署中支持可分可合的灵活部署。当媒体格式发生变化时，仅仅升级媒体服务器的媒体格式相关模块组件即可，而不影响全网CDN的正常使用。

总之，管道架构的演进方法无论是通过减少网元数量实现架构扁平化，还是叠加CDN覆盖网络，都是围绕用户体验来展开的。只有把数据以最快速度传送到用户终端，才能让用户享受于大智移云时代的高质量服务。