CDN标准化工作的意义和背景

经过十几年的发展,CDN已经在全球互联网上广泛部署和使用, 视频、游戏、社交等业务的快速增长为CDN发展提供了持续动力，同时云计算、大数据、移动互联网等新兴技术的快速成熟促进了CDN技术与模式的创新，物联网、工业互联网与5G的兴起，为CDN的发展提供了新动力，技术方向、商业模式、产业格局、监管策略均面临深度调整。据彭博社预测，2018年CDN在云服务中的比重将达72%。在这种大环境下,如何推动CDN的标准化工作就显得尤为重要。  

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目前，CDN行业处于竞争激烈的状态，专业的CDN服务商通过综合性解决方案维系领先地位，与此同时电信运营商利用管道优势大举进入CDN市场，市场流量被分化，互联网企业也利用云计算发力CDN，整个CDN市场一片繁华。据数据显示，CDN已占网络中通信业务量的90％以上，CDN已经是通信的基础设施。对于CDN行业来说，其存储能力换传输能力、投入产出比高；业务的就近服务能够提高业务质量和用户体验。CDN是以重迭网的形态存在，介于承载网与业务网之间，其独立设备是存储设备和CDN管理设备。

CDN标准化的重要意义
 

第一是实现信息通信网络整合：分组传送网实现点到点数据专线、分组数据网实现端到端数据连接、内容分发要建成内容分发网络（CDN）；

第二是CDN将成为通信的基础设施，到目前为止，CDN的定位一直是通信网的辅助网络；通信量的提升，重要性的提升，将成为信息通信的基础设施；

第三是CDN技术的趋同已经具备标准化的基础，而通信基础的设施，均是按照标准化模板进行建设。

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CDN行业国际标准化现状 

国际上,IETF、W3C等组织早在2000年左右就开始CDN的标准化工作。近几年来,在网络视频、IPTV、移动流媒体等业务的推动下,CDN的重要程度日益提高,CDN的标准化重新受到各主要标准组织的重视,IETF、ETSI等纷纷启动下一代CDN标准研究工作。

IETF在CDN相关标准化方面的研究起步早,研究范围广,影响非常广泛。IETF早在Web Cache时代就制定了ICP协议(RFC2186和RFC2187),定义了相邻缓存之间交换数据的机制。2000年,思科发起成立了内容联盟(Content Alliance),并在IETF下成立CDI(Content Distribution Interworking)工作组,着手制定CDN操作标准。2003年,CDI互联相关的三个RFC先后发布,包括CDN互联场景(RFC 3570)和互联模型(RFC 3466),以及主要的CDN请求路由机制(RFC 3568)。除了上述议题,CDI工作还就CDN互联的其他议题进行了深入研究,不仅包括CDN互联的内容分发需求和CDN互联架构的宏观研究,也包括CDN之间的AAA互通和请求路由互通的技术细节研究。然而由于技术和市场等多方面原因最终未能形成正式的RFC。随着CDI在2003年关闭,IETF相关工作就此停止。

近年来,IETF相继启动了应用层流量优化(ALTO)和去耦合的应用和数据(DECADE)等与内容分发密切相关的研究。ALTO工作组主要对利用网络信息优化应用层流量的问题进行研究。ALTO服务的目标是向P2P、NAT穿越等应用提供信息,以帮助其在节点选择时进行更好的决策,在提高应用性能的同时降低底层网络的资源消耗。2010年,ALTO工作组提出了CDN使用ALTO服务的草案,目前处于征求意见阶段。ALTO向CDN服务提供更精确的承载网信息,有助于提高内容部署和请求路由的有效性,从而使得CDN与承载网的关系更为密切,网络传输和分发效率也能得到提升。

IETF的DECADE工作组的主要目标是定义开放的协议,解除各种P2P缓存技术与特定P2P协议的紧耦合,促进各种P2P系统对网络中的存储空间(in network storage)的充分利用,降低P2P对网络带宽的无序消耗。目前DECADE已经完成了需求分析草案。DECADE方案进一步将缓存功能与路由器、交换机等数据设备融合在一起,使得承载网络部分地具有了CDN的能力,对未来CDN技术走向的影响值得关注。

ETSI
 

 

ETSI于2008年底成立了媒体内容分发(Media Content Distribution,MCD)工作组。MCD的主要目标是促进IPTV、手机电视和广播电视系统中的内容分发互操作。目前,MCD在CDN方面的研究主要集中在互操作方面。正在制定中的标准《CDN互联用例与需求》(TS 102 990),针对CDN互联时不同的商业模式分别提出了资源共享(Resource sharing)和联合(Federation)两种场景,并计划提出互联场景下的接口、QoS控制、转码、DRM等需求。MCD未来还将开发CDN之间的互通接口协议。与IETF前期以Web CDN的标准化范围相比,ETSI MCD更侧重于多媒体内容的分发。
 

W3C

 

以往CDN网页缓存机制只能保证静态页面数据被缓存,而大量的个性化数据、认证数据、服务器动态生成的数据等动态内容无法通过缓存实现加速。

为了解决动态内容加速问题,2001年,Akamai和Oracle向W3C提交了ESI(Edge Side Includes)的框架、语言规范等草案。ESI技术定义一种基于XML的标记语言,将可缓存静态内容和不可缓存的动态内容加以区分,这样一个包含动态和静态内容的网页就可以部分地被缓存并在网络边缘组装和发布,缩短网页的整体传输时间。ESI技术在电子商务、网上银行等企业网加速领域有所应用。

CDN国内标准化现状
 

在国内，为促进我国互联网CDN服务市场规范健康发展,中国通信标准化协会(CCSA)于2010年4月19日组建了互联网CDN技术与服务标准项目组。鉴于当前提高产业认知度、改善服务质量是我国CDN产业发展中的紧迫任务,项目组将定义服务质量指标体系作为首要工作。2010年底，我国首部专门针对互联网CDN服务设立的技术标准《互联网内容分发网络定义与基本指标》正式推出。草案规定了互联网CDN的基本概念、分类和服务的基本指标体系。

CDN的服务质量指标主要是从CDN的使用者角度提出,用于对CDN的外部特点进行全面评价，主要包括:1.容量和冗余度指标；2.分发性能指标；3.服务质量保障指标；4.服务易用性指标。项目组将按照该指标体系联合开展相关的评测,公开发布评测结果,并广泛征求CDN用户和提供商的意见,推动标准完善,并借此促进我国CDN产业服务水平的整体提升。

2015年12月25日，工信部发布了《电信业务分类目录(2015年版)》，目录明确将CDN业务列为第一类电信增值业务BI2,位于四类电信增值业务（IDC、CDN、IP-VPN、ISP）中第二位。自此，CDN被提升到了一个新的高度。然而，受于多方原因，CDN的行业标准一直未被确立。

2017年6月28-30日期间，由中国通信标准化协会主办的TC1 WG2&WG3第十二次联合会于厦门召开。中国通信标准化协会协会成员单位，30余人齐聚厦门，一起对CDN的行业标准进行了详细讨论。信息产业部电信研究院科技委主任蒋林涛受邀出席了此次会议。在2017年4月份举办的亚太CDN峰会上，蒋林涛曾表示，CDN将成为通信的基础设施。到目前为止，CDN的定位一直是通信网的辅助网络；通信量的提升、重要性的提升，CDN将成为信息通信的基础设施。技术的趋同使CDN已经具备标准化的基础，通信基础设施必须要标准化！会上，蒋林涛呼吁成员单位共同努力将CDN标准做大做实，他表示，“标准实用性和可落地性是标准制定要遵循的根本。”
 

会议期间，阿里与网宿分别提交了基于HTTPS的CDN标准文稿，经过与会讨论决定，以网宿主导、阿里参与的形式，连同其它公司一起共同完成此标准制定。这一标准一旦落地，将意味着HTTPS加密技术在CDN网络中的应用有了切实可行的解决方案。HTTPS（全称：Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。

长远来看,我国在新型CDN体系架构创新方面存在重大机遇。为此,项目组将联合产学研各方,共同携手开展下一代CDN的技术研究和标准化的调研,为新一代CDN的标准化做好技术储备,在条件成熟时启动标准化工作。同时,项目组将以国内标准化研究成果为基础,积极参与到国际标准化竞争中去,提升我国CDN产业的国际竞争力。
 

CDN标准化工作的问题与解决方案

我国互联网CDN产业近几年来发展迅速,但仍然存在诸多问题:一是市场对CDN的认知程度低,服务质量参差不齐；二是CDN行业技术水平有待提高，低水平同质竞争严重；三是对CDN的监管方式有待完善。为了破解CDN产业发展面临的这些问题,结合我国CDN产业实际情况开展标准化工作是必然选择。CDN的标准化需求具体体现在基本概念、服务质量、安全、互操作和新型CDN技术架构五个方面。IETF、ETSI和W3C等国际标准化组织先后在CDN领域开展了不同层面的标准化工作,但由于早期市场和技术等因素的制约,成效不一。

工信部信通院科技委主任蒋林涛在2017亚太CDN峰会上详解CDN标准化工作
 

近年来CDN领域的标准化随着多媒体业务的发展再次成为热点。我国互联网CDN标准化工作虽然起步较晚,但具备良好的基础,需要产业各方共同参与。结合国际标准化组织的经验与我国产业发展的实际情况，国内开展CDN标准化应坚持几个原则。

首先，将满足市场需求作为优先目标。近期应注重服务质量和安全等外特性的规范化。其次，从IETF等组织的经验来看,标准化需要与技术和产业发展的节奏相适应，遵从适度标准化原则。再次，在下一代CDN的标准研究方面,我国已经具备基础，应该采取国内国际结合的策略形成合力，争取在国际标准制定方面形成突破,引领产业技术升级。