CDN業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀淺談

袁冰

CDN的全稱是Content Delivery Network，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。通過在網(wǎng)絡(luò)各處放置節(jié)點(diǎn)服務(wù)器所構(gòu)成的在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的一層智能虛擬網(wǎng)絡(luò)，CDN系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和各節(jié)點(diǎn)的連接、負(fù)載狀況以及到用戶的距離和響應(yīng)時(shí)間等綜合信息將用戶的請(qǐng)求重新導(dǎo)向離用戶最近的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。其目的是使用戶可就近取得所需內(nèi)容，解決Internet網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應(yīng)速度。

一、CDN技術(shù)原理

首先，讓我們通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，來了解CDN加速前與CDN加速后的效果區(qū)別：

1、傳統(tǒng)的Internet網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸情況，如下圖所示。

Internet 網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)傳輸方式

根據(jù)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用戶的訪問流程基本如下：

用戶在自己的瀏覽器中輸入要訪問的網(wǎng)站的域名

瀏覽器向本地DNS請(qǐng)求對(duì)該域名的解析

本地DNS將請(qǐng)求發(fā)到網(wǎng)站授權(quán)的DNS服務(wù)器

授權(quán)DNS將服務(wù)器的IP地址作為解析結(jié)果送給本地DNS

本地DNS將解析結(jié)果返還給用戶，同時(shí)將該解析結(jié)果保存在自己的，直到相應(yīng)的TTL（生存周期）過期，才再向網(wǎng)站的授權(quán)DNS請(qǐng)求解析

用戶在得到IP地址后，向該地址所指向的網(wǎng)站的服務(wù)器進(jìn)行訪問；

上述傳統(tǒng)的訪問模式存在著如下幾個(gè)嚴(yán)重影響互聯(lián)網(wǎng)用戶的訪問效率和質(zhì)量的環(huán)節(jié)：首先，傳統(tǒng)的DNS解析過程在將網(wǎng)站主機(jī)域名轉(zhuǎn)換為IP地址時(shí)，并不預(yù)先判斷該服務(wù)器是否正常工作；即使該服務(wù)器已經(jīng)宕機(jī)不能提供服務(wù)了，用戶的請(qǐng)求仍將被發(fā)往這臺(tái)服務(wù)器，造成服務(wù)的中斷。其次，互聯(lián)網(wǎng)從誕生的第一天起，就缺乏一個(gè)專門的中央管理結(jié)構(gòu)，也缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這一點(diǎn)曾是互聯(lián)網(wǎng)得以迅速發(fā)展的優(yōu)勢。但是，隨著互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模越來越大，這一點(diǎn)造成了眾多不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并存的局面。不同網(wǎng)絡(luò)間的兼容以及不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商/ISP之間的傳輸瓶頸等問題使得數(shù)據(jù)的流通受到限制。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)上的平均傳輸速率不高于30Kbps。另外，現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)包傳輸為基礎(chǔ)，任何一個(gè)數(shù)據(jù)包的丟失或出錯(cuò)都必須重新發(fā)送，而平均一個(gè)重傳過程需要3秒鐘，從而導(dǎo)致延遲。并且現(xiàn)有的HTTP協(xié)議也有誘發(fā)延遲的因素，據(jù)調(diào)查，完整下載一個(gè)網(wǎng)頁，需要在用戶和服務(wù)器之間往返20～100次。

最后，現(xiàn)有的路由技術(shù)以路由器工作狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)來確定當(dāng)前數(shù)據(jù)包的傳輸路徑，無法真實(shí)反應(yīng)當(dāng)前的路由和網(wǎng)絡(luò)連接狀況。這往往會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸所經(jīng)過的路徑并不是當(dāng)前的最佳路徑。而且，眾多的路由器和交換機(jī)不但使數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間延遲增大，還會(huì)增加出錯(cuò)的幾率，因?yàn)槿魏我粋€(gè)路由器出現(xiàn)問題都會(huì)影響到整個(gè)傳輸過程。

2、使用CDN后的網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸情況。對(duì)于普通的Internet用戶來講，每個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)就相當(dāng)于一個(gè)放置在它周圍的WEB。通過全局負(fù)載均衡DNS的控制，用戶的請(qǐng)求被透明的指向離它最近的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)中CDN服務(wù)器會(huì)像網(wǎng)站的原始服務(wù)器一樣，響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。由于它離用戶更近，因而響應(yīng)時(shí)間更快。 CDN對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化作用主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

探索性解決服務(wù)器端的“第一公里”問題

緩解不同運(yùn)營商之間互聯(lián)的瓶頸造成的影響

減輕了各省的出口帶寬壓力

緩解了骨干網(wǎng)的壓力

優(yōu)化了網(wǎng)上熱點(diǎn)內(nèi)容的分布

二、目前國內(nèi)關(guān)于CDN應(yīng)用的現(xiàn)狀

縱觀整個(gè)寬帶服務(wù)的價(jià)值鏈，內(nèi)容提供商和用戶位于整個(gè)價(jià)值鏈的兩端，中間依靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商將其串接起來。隨著互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的成熟和商業(yè)模式的變革，在這條價(jià)值鏈上的角色越來越多也越來越細(xì)分。比如內(nèi)容/應(yīng)用的運(yùn)營商、托管服務(wù)提供商、骨干網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商、接入服務(wù)提供商等等。在這一條價(jià)值鏈上的每一個(gè)角色都要分工合作、各司其職才能為客戶提供良好的服務(wù)，從而帶來多贏的局面。從內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合模式上看，內(nèi)容的發(fā)布已經(jīng)走過了ICP的內(nèi)容（應(yīng)用）服務(wù)器和IDC這兩個(gè)階段。IDC的熱潮也催生了托管服務(wù)提供商這一角色。但是，IDC并不能解決內(nèi)容的有效發(fā)布問題。內(nèi)容位于網(wǎng)絡(luò)的中心并不能解決骨干帶寬的占用和建立IP網(wǎng)絡(luò)上的流量秩序。因此將內(nèi)容推到網(wǎng)絡(luò)的邊緣，為用戶提供就近性的邊緣服務(wù)，從而保證服務(wù)的質(zhì)量和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的訪問秩序就成了一種顯而易見的選擇。而這就是內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)（CDN）服務(wù)模式。目前，國內(nèi)訪問量較高的大型網(wǎng)站如新浪、網(wǎng)易等，均使用CDN網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)，雖然網(wǎng)站的訪問巨大，但無論在什么地方訪問都會(huì)感覺速度很快。

CDN業(yè)務(wù)的旺盛需求，引發(fā)了行業(yè)的廣泛關(guān)注。2015年3月第三屆亞太CDN峰會(huì)在北京召開。2015年5月8日，工信部發(fā)布《關(guān)于實(shí)施“寬帶中國”2015專項(xiàng)行動(dòng)的意見》。在2015年的重點(diǎn)工作任務(wù)中，《意見》明確提出，將優(yōu)化寬帶網(wǎng)絡(luò)性能，提高寬帶網(wǎng)絡(luò)速率?！斑M(jìn)一步加大CDN等應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資，推動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)站設(shè)計(jì)、增加接入帶寬、擴(kuò)容服務(wù)能力?！?/p>

目前，國內(nèi)專業(yè)CDN服務(wù)商建設(shè)的CDN網(wǎng)絡(luò)已實(shí)現(xiàn)全國90%的覆蓋率。專家認(rèn)為，隨著我國“互聯(lián)網(wǎng)+”計(jì)劃的推進(jìn)，2015年“寬帶中國”專項(xiàng)行動(dòng)的落地，CDN作為寬帶中國戰(zhàn)略中不可或缺的應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施，CDN行業(yè)將注定進(jìn)入更快的發(fā)展階段，將發(fā)揮更大的作用。根據(jù)預(yù)測，2017年，全球CDN產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)到46億美元，而從中國CDN市場目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，這個(gè)目標(biāo)極可能提前到達(dá)。

三、行業(yè)管理面臨的問題

當(dāng)下國內(nèi)CDN市場主要包括5種類型，第一類為傳統(tǒng)的專業(yè)CDN提供商，主要包括藍(lán)汛通訊、網(wǎng)宿科技和帝聯(lián)科技等，通過企業(yè)自身建設(shè)的服務(wù)器，提供專業(yè)的CDN服務(wù)；第二類是以阿里云、騰訊云、UPYUN為代表的云CDN提供商，可以為客戶提供整體的CDN服務(wù)；第三類是以UCloud、七牛為代表的代理CDN廠商，第四類為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自建的CDN平臺(tái)；第五類是以迅雷為代表的創(chuàng)新型CDN提供商，通過P2P的技術(shù)和眾籌智能硬件的模式來擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無限節(jié)點(diǎn)的CDN服務(wù)模式。

CDN市場多企業(yè)多模式運(yùn)營的格局也逐漸暴露出了以下問題：1、CDN技術(shù)門檻相對(duì)較低，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可以通過自建的方式來實(shí)現(xiàn)CDN服務(wù)，但是每個(gè)公司的技術(shù)參差不齊，自建的CDN在穩(wěn)定性上存在非常大的差異；2、國內(nèi)CDN服務(wù)收費(fèi)混亂且專業(yè)CDN服務(wù)價(jià)格較高，國內(nèi)CDN服務(wù)的收費(fèi)模式?jīng)]有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有按每月最低消費(fèi)、按請(qǐng)求數(shù)收費(fèi)、按包時(shí)間段收費(fèi)、按流量計(jì)價(jià)、按帶寬計(jì)價(jià)等多種多樣的收費(fèi)模式，混亂的收費(fèi)模式和信息的不對(duì)稱導(dǎo)致客戶容易花高價(jià)買到低質(zhì)服務(wù)；3、缺乏一致性標(biāo)準(zhǔn)。隨著CDN產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，CDN將面臨不同層面的互操作標(biāo)準(zhǔn)化需求，CDN如何通過與內(nèi)容提供者之間的標(biāo)準(zhǔn)化接口實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的注入、管理以及運(yùn)維成為當(dāng)下CDN規(guī)模化發(fā)展的重要依賴；為了實(shí)現(xiàn)國內(nèi)不同CDN之間的互聯(lián)互通，擴(kuò)大覆蓋范圍，CDN互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)正是目前所亟需的；為優(yōu)化CDN的分發(fā)與路由決策，CDN如何與承載網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息交換與對(duì)接，將成為CDN與承載網(wǎng)的接口標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的重要推動(dòng)；最后再配合不同CDN設(shè)備之間的互操作標(biāo)準(zhǔn)。 4、CDN業(yè)務(wù)被一些別有用心的人利用來傳播有害信息，給行業(yè)監(jiān)管工作提出了新的挑戰(zhàn)。依靠傳統(tǒng)手段，追查溯源傳播有害信息的網(wǎng)站地址，通常查到的都是某個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)的地址，并不能真正起到查處和關(guān)閉有害信息網(wǎng)站的目的。

基于以上問題，筆者初步提出以下解決建議：

1、CDN提供商在提升自身CDN服務(wù)規(guī)模的基礎(chǔ)上，需要提升自身的技術(shù)水平，將多樣的互聯(lián)網(wǎng)資源高效的分發(fā)出去，提升為不同類型客戶提供定制化服務(wù)的能力，提升CDN服務(wù)的穩(wěn)定性以及安全性。

2、到目前為止，CDN的定位一直是通信網(wǎng)的輔助網(wǎng)絡(luò)，通信量的提升，重要性的提升，儼然已讓CDN成為信息通信的基礎(chǔ)設(shè)施。所以CDN的標(biāo)準(zhǔn)化工作要被提到日程上，技術(shù)趨同，已經(jīng)具備標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，通信基礎(chǔ)設(shè)施，必須要標(biāo)準(zhǔn)化。

3、政府行業(yè)管理部門和CDN企業(yè)都要嚴(yán)格履行互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理責(zé)任，建設(shè)具有一定發(fā)現(xiàn)處置能力的基于CDN網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)手段。目前，通用的解決方案通常是依托CDN企業(yè)部署的全國CDN節(jié)點(diǎn)，通過監(jiān)測程序（DPI深度包檢測程序，網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序），將全國節(jié)點(diǎn)中監(jiān)測發(fā)現(xiàn)在的IP與域名對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過定時(shí)輪詢機(jī)制，動(dòng)態(tài)更新到數(shù)據(jù)庫中。以判定是否為CDN加速節(jié)點(diǎn)（IP/域名）。并通過與工信部相關(guān)系統(tǒng)比對(duì)查詢，快速發(fā)現(xiàn)使用CDN域名的備案、含有害信息情況。