電信運(yùn)營商融合CDN網(wǎng)絡(luò)部署策略分析

陳健法

摘 要：CDN對各大電信運(yùn)營商的功能的主要影響因素是CDN的布局和流量。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)在部署時應(yīng)該考慮當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展趨勢，在部署城域網(wǎng)內(nèi)的CDN節(jié)點(diǎn)時需要簡化業(yè)務(wù)，不應(yīng)當(dāng)引入太多類型的承載技術(shù)?；诖?，本文綜合分析了CDN面臨的挑戰(zhàn)，結(jié)合現(xiàn)階段CDN發(fā)展趨勢，為電信運(yùn)營商的CDN網(wǎng)絡(luò)部署提供建議，以期實(shí)現(xiàn)電信運(yùn)營商的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電信運(yùn)營商;CDN;網(wǎng)絡(luò)部署

中圖分類號：F626 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）19-0021-03

Abstract： The main influencing factor of the CDN for the functions of major telecom operators is the layout and traffic of the CDN. The nodes of the content distribution network should consider the development trend of today's technologies when deploying. When deploying CDN nodes in the metropolitan area network， the services need to be simplified， and too many types of bearer technologies should not be introduced. Therefore， this paper comprehensively analyzed the challenges faced by CDN， and combined the current development trend of CDN to provide recommendations for telecom operators' CDN network deployment， in order to achieve sustainable development of telecom operators.

Keywords： telecom operators;CDN;network deployment

傳統(tǒng)電信運(yùn)營商，固守傳統(tǒng)的資源服務(wù)型業(yè)務(wù)，逐漸遠(yuǎn)離用戶直接應(yīng)用，漸漸淪為管道運(yùn)營商，在新互聯(lián)網(wǎng)時代紅利下，經(jīng)營壓力越來越大，尋求業(yè)務(wù)突破的變革越來越強(qiáng)烈。在云管端3個維度的戰(zhàn)場，終端方面、智能手機(jī)、移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了全民普及，眾多互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，卻很難看到電信運(yùn)營商的身影。在云端方面，傳統(tǒng)運(yùn)營商除了在資源覆蓋面、資源價格方面有優(yōu)勢外，已經(jīng)很難和IDC、云廠家競爭。在管道方面，主要指傳輸、數(shù)據(jù)分發(fā)的服務(wù)，運(yùn)營商依托多年積累的基礎(chǔ)建設(shè)資源，僅具有資源優(yōu)勢，但是由于重運(yùn)營輕研發(fā)，在數(shù)據(jù)分發(fā)方面不能提供足夠的研發(fā)投入，目前更多是使用設(shè)備廠家提供CDN分發(fā)平臺或者合作平臺，并不能提供優(yōu)質(zhì)的分發(fā)服務(wù)，單靠資源無法滿足企業(yè)需求。在“云計(jì)算+移動互聯(lián)網(wǎng)”時代，如何為企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)全面的云傳輸服務(wù)，決定當(dāng)前企業(yè)市場的勝利及未來5G市場的發(fā)展空間。

1 CDN面臨的挑戰(zhàn)

首先，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷創(chuàng)新，高清網(wǎng)絡(luò)視頻的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)以億計(jì)，催生了CDN的高速發(fā)展。受限于骨干網(wǎng)絡(luò)的瓶頸、忙時擁塞、流量不均衡、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及跨網(wǎng)結(jié)算等問題，提供穩(wěn)定高速的CDN服務(wù)還存在著較多挑戰(zhàn)。其次，海量數(shù)據(jù)規(guī)模處理、存儲以及來自網(wǎng)絡(luò)的波動和網(wǎng)絡(luò)攻擊都給高速穩(wěn)定的CDN帶來極大壓力。最后，CDN行業(yè)經(jīng)歷了多年發(fā)展，普通云計(jì)算公司已經(jīng)紛紛接入，并發(fā)展壯大，CDN行業(yè)進(jìn)入到紅海階段[1]，低價拼殺成為常態(tài)，成本控制也成為CDN企業(yè)的最大挑戰(zhàn)。

電信運(yùn)營商發(fā)展CDN業(yè)務(wù)，相比于第三方中立企業(yè)發(fā)展CDN業(yè)務(wù)，本身就存在一些更為棘手的問題，如業(yè)務(wù)競爭保護(hù)導(dǎo)致購買競爭對手的優(yōu)質(zhì)廉價網(wǎng)絡(luò)資源較為困難;優(yōu)質(zhì)CDN技術(shù)門檻高，需要較長時間的研發(fā)投入及產(chǎn)品迭代;研發(fā)投入不足，依靠第三方整合提供的CDN技術(shù)服務(wù)質(zhì)量較差，雖然有大量客戶基礎(chǔ)但不能獲得客戶普遍認(rèn)可。

2 CDN發(fā)展的機(jī)遇

首先，中國互聯(lián)網(wǎng)用戶基數(shù)龐大，為國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展提供了廣闊的市場空間和巨大的市場價值。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)逐漸發(fā)展到5G時代，給CDN行業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的發(fā)展前景。同比3G時代進(jìn)入4G時代時，CDN行業(yè)的爆發(fā)給CDN企業(yè)帶來了豐厚的利潤。5G時代，無線網(wǎng)段的傳輸瓶頸問題逐漸解決，但是骨干網(wǎng)的壓力成為制約提升網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的瓶頸。其次，運(yùn)營商在提速降費(fèi)指導(dǎo)方針下，移動上網(wǎng)成本也讓老百姓逐漸接受，越來越多人直接使用移動網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)。最后，終端用戶在快速提升智能移動設(shè)備性能的同時，對內(nèi)容的清晰度要求也越來越高，對網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度及響應(yīng)內(nèi)容質(zhì)量要求也越來越苛刻?？梢灶A(yù)見，5G時代，無線網(wǎng)段的速度和吞吐能力得到提升后，就能解決超大數(shù)據(jù)的傳輸瓶，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用會有一次較大發(fā)展，一方面因?yàn)閼?yīng)用創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)量大大增加，網(wǎng)絡(luò)速度也得到大大提升，比如AR、VR應(yīng)用;另一方面，傳統(tǒng)視頻、圖片等應(yīng)用的清晰度提高，如4K視頻的普及等，都將帶來CDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模倍增式增加。

CDN行業(yè)牌照放開后，獲得牌照的企業(yè)也快速增加到幾百家，CDN行業(yè)競爭加劇，快速進(jìn)入紅海階段。這時就對CDN技術(shù)升級、商業(yè)模式創(chuàng)新及成本運(yùn)營提出了新的要求。但是，由于CDN是一個資源密集型平臺，在不具備技術(shù)及資源的情況下，很多廠家提供的CDN平臺服務(wù)質(zhì)量參差不齊，這種參差不齊主要體現(xiàn)在分地區(qū)分運(yùn)營的差異性。另外，小型CDN廠家由于不能承受巨大的前期資源投入，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)數(shù)量少，難以覆蓋全國所有省份的運(yùn)營商，服務(wù)質(zhì)量受到了限制。5G時代，電信運(yùn)營商也看到了互聯(lián)網(wǎng)帶來的新機(jī)遇，CDN市場規(guī)模必定會爆發(fā)，并通過加快完善CDN產(chǎn)品服務(wù)，控制和管理全國帶寬資源價格體系，逐步將自身駛?cè)隒DN這個主車道上。

3 運(yùn)營商CDN發(fā)展的優(yōu)勢

CDN服務(wù)由于接入及切換便捷，僅僅一個CNAME配置就可以將服務(wù)從一個CDN服務(wù)商切換到另外一個CDN服務(wù)商。所以，如何保障服務(wù)的高質(zhì)量、低成本，成為留住客戶需要考慮的首要問題。CDN需要長時間的業(yè)務(wù)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)積累，并需要持續(xù)不斷的技術(shù)開發(fā)，從而不斷完善服務(wù)的穩(wěn)定性、大客戶的定制化、保持技術(shù)的先進(jìn)性，才能在紅海環(huán)境中處于優(yōu)勢地位。電信運(yùn)營商有著成熟的服務(wù)體制及客服體系支持，并且掌握著大量企業(yè)級或政府級的重要客戶，這些客戶可能正在使用電信運(yùn)營商的IDC服務(wù)或者線路服務(wù)。這些客戶資源，與電信運(yùn)營商保持著長期的合作關(guān)系及服務(wù)信任，相對于一般的CDN廠家更容易將這些客戶轉(zhuǎn)變?yōu)镃DN客戶。此外，電信運(yùn)營商有大量的帶寬資源，通過控制上游的帶寬資源價格，可以有力影響CDN的利潤分配及價格走勢，具有定價主動權(quán)和成本優(yōu)勢。

4 融合CDN的趨勢

隨著牌照的放開，越來越多企業(yè)加入CDN行業(yè)，但是由于技術(shù)積累不足及資源成本投入巨大，越來越多的企業(yè)開始使用融合CDN的方式從自建CDN的企業(yè)獲得CDN的對外服務(wù)能力。融合CDN有諸多好處，被一些中小企業(yè)所采用。一方面，這些企業(yè)為了保住存量的IDC或云計(jì)算客戶資源，通過融合CDN，能夠快速獲得服務(wù)能力，提升企業(yè)的綜合服務(wù)能力，讓客戶更穩(wěn)定。另一方面，通過融合CDN，不用前期大量投入開發(fā)、帶寬、設(shè)備成本，也不用承受系統(tǒng)資源空置的風(fēng)險(xiǎn)和成本。此外，融合CDN可以盡快完成調(diào)度，將最優(yōu)性價比的資源調(diào)度過來使用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益最大化[2]。

融合CDN的核心是監(jiān)控系統(tǒng)及智能調(diào)度系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)通過模擬探測發(fā)現(xiàn)服務(wù)故障，并發(fā)出告警的，可以精確地監(jiān)測到各個省份不同運(yùn)營商的服務(wù)質(zhì)量。結(jié)合成本，企業(yè)可以選擇合適的CDN服務(wù)商來為自己服務(wù)。智能調(diào)度系統(tǒng)，結(jié)合各家CDN提供商的成本及服務(wù)質(zhì)量，可以做出流量質(zhì)量調(diào)度，保障整體的服務(wù)質(zhì)量及成本效益最優(yōu)。如果出現(xiàn)故障，智能調(diào)度系統(tǒng)也會及時做出響應(yīng)，將發(fā)生故障流量調(diào)度到多個其他CDN提供商上。智能調(diào)度系統(tǒng)可以精確計(jì)算出每個省每個運(yùn)營商的數(shù)據(jù)應(yīng)該由什么CDN服務(wù)商來服務(wù)，并做出流量調(diào)度。同時，智能調(diào)度系統(tǒng)還會根據(jù)計(jì)費(fèi)規(guī)則進(jìn)行成本調(diào)度，讓流量在某個CDN供應(yīng)商上的成本達(dá)到最低，從而轉(zhuǎn)嫁成本到CDN提供商上。

5 電信運(yùn)營商CDN部署策略

5.1 總體架構(gòu)部署策略

由于電信運(yùn)營商自身有大量廉價的帶寬資源，但缺乏其他運(yùn)營商的帶寬資源，因此，電信運(yùn)營商一方面要充分發(fā)揮自身資源優(yōu)勢，另一方面要最大化地降低建設(shè)難度及成本風(fēng)險(xiǎn)。由此，混合型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。所謂混合型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，指對于本運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)，使用自建CDN方式進(jìn)行建設(shè);對于非本運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的CDN服務(wù)，使用融合CDN方式接入。平臺通過統(tǒng)一的智能調(diào)度中心進(jìn)行調(diào)度，做全局負(fù)載均衡，然后構(gòu)建強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)，對服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控及快速評估。

5.2 自建CDN網(wǎng)絡(luò)的部署策略

我國31個省為了保障每個省終端用戶的服務(wù)由本省份同運(yùn)營商的IDC機(jī)房提供服務(wù)，應(yīng)考慮機(jī)房可能出現(xiàn)故障、割接等暫停服務(wù)的情況;這樣對于一個運(yùn)營商，在全國范圍內(nèi)需要部署62個節(jié)點(diǎn)，也就是每個省份2個。其中一個部署于省會骨干網(wǎng)絡(luò)上，以保障更好的覆蓋效果。在華北、東北、西北、西南、華東、華南和華中各部署至少一個中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，用于回源獲取數(shù)據(jù)時有最優(yōu)的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，提升動態(tài)傳輸網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。當(dāng)然，節(jié)點(diǎn)的規(guī)模大小，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的用戶分布情況進(jìn)行部署，如華東地區(qū)多于西部地區(qū)。僅基于這個配置，單個運(yùn)營商比絕大多數(shù)的CDN服務(wù)商具有更好的覆蓋效果。

5.3 融合CDN網(wǎng)絡(luò)的部署策略

選擇具有自建能力的CDN提供商進(jìn)行融合，要排查處理及時性、網(wǎng)絡(luò)容量真實(shí)性等。通過第三方測試平臺，對各個CDN提供商的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測，對比尋找各個省各個運(yùn)營商的最優(yōu)CDN提供商，并選出至少3家作為融合基礎(chǔ)的提供商。當(dāng)出現(xiàn)故障時，可以將其中一家的流量切換到另外兩家來承擔(dān)，將3家服務(wù)商的服務(wù)子域名配置到電信運(yùn)營商CDN的調(diào)度中心。

服務(wù)響應(yīng)流程包括以下幾點(diǎn)。第一，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)將自己的服務(wù)域名CNAME轉(zhuǎn)到電信運(yùn)營商的CDN服務(wù)域名上。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)終端用戶向這個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)發(fā)起請求時，將先向Local DNS發(fā)出請求，當(dāng)Local DNS沒有緩存域名的解析信息，將遞歸DNS解析，并最終向運(yùn)營商的CDN服務(wù)DNS服務(wù)器發(fā)出解析請求。第二，運(yùn)營商的CDN服務(wù)器，根據(jù)來訪問Local DNS的IP地址信息判斷訪問終端來源，確定是哪個省的什么運(yùn)營商用戶，如果是本運(yùn)營商的，就解析出本運(yùn)營商在該省的節(jié)點(diǎn)IP;如果是其他的運(yùn)營商，就將解析權(quán)交給對應(yīng)的CDN提供商，讓其根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)情況解析出該省的服務(wù)節(jié)點(diǎn)IP。這樣就能夠讓使用電信運(yùn)營商CDN的用戶享受到本地同運(yùn)營商的覆蓋服務(wù)。第三，運(yùn)營商的CDN系統(tǒng)有統(tǒng)一的對外服務(wù)平臺，在對接過程中，CDN提供商還需要通過API接口匯總?cè)罩镜竭\(yùn)營商CDN系統(tǒng)上，合并處理后可以在后臺控制臺上顯示相關(guān)日志報(bào)表，如帶寬曲線圖、訪問日志、URL排名等。

5.4 監(jiān)控系統(tǒng)部署策略

為了運(yùn)營好融合CDN，讓其能夠?qū)ν馓峁┓€(wěn)定可靠的服務(wù)，完備的監(jiān)控系統(tǒng)是不可或缺的。監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過自建及第三方監(jiān)測平臺結(jié)合的方式一起共同監(jiān)測。自建部分，可以單獨(dú)部署監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控各個節(jié)點(diǎn)及服務(wù)源站是否正常，并做好隨時切換的告警閾值，這些告警能夠輸出API到調(diào)度中心用于調(diào)度。其中，第三方CDN提供商的日志是否可以及時提供到監(jiān)控中心，意味著未來可以做到什么程度的調(diào)度。第三方監(jiān)測部分，通過API將監(jiān)測結(jié)果匯總到監(jiān)測平臺統(tǒng)一處理，例如，匯總訪問成功率、各省各個運(yùn)營商的訪問速度等數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)匯總質(zhì)量數(shù)據(jù)及告警數(shù)據(jù)，提供給調(diào)度中心進(jìn)行調(diào)度決策。

5.5 調(diào)度中心系統(tǒng)部署策略

調(diào)度中心是整個平臺的核心部件。一個CDN平臺是否高效，是否可以有效控制成本都由調(diào)度平臺來指揮。調(diào)度平臺通過DNS的解析權(quán)轉(zhuǎn)移及邊緣節(jié)點(diǎn)覆蓋方案預(yù)案設(shè)置，進(jìn)行調(diào)度切換，以保障系統(tǒng)運(yùn)行在健康的CDN平臺上。調(diào)度系統(tǒng)包含成本調(diào)度系統(tǒng)、質(zhì)量調(diào)度系統(tǒng)、故障調(diào)度系統(tǒng)、負(fù)載調(diào)度系統(tǒng)4個部分。每個系統(tǒng)都做好預(yù)案，當(dāng)出現(xiàn)調(diào)度閾值告警時，應(yīng)及時根據(jù)預(yù)案進(jìn)行流量調(diào)度。最高優(yōu)先級的是故障調(diào)度系統(tǒng)，其次是負(fù)載調(diào)度系統(tǒng)，再次是質(zhì)量調(diào)度或成本調(diào)度[3]。

5.6 CDN服務(wù)域名規(guī)劃策略

為了獲得更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量，對于不同CDN服務(wù)內(nèi)容，應(yīng)該使用不同的服務(wù)域名和服務(wù)器組進(jìn)行服務(wù)。因?yàn)镃DN對于不同的服務(wù)內(nèi)容有著不同的發(fā)包策略及存儲策略，例如，小的訪問頻次高的文件，建議緩存在內(nèi)存區(qū)域，而訪問頻次低且較大的文件建議放在機(jī)械盤上。小而高頻率的文件，對IO的要求特別高，如果放在機(jī)械盤上，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)存取時IO能力變成CDN提速的瓶頸。除了IO方面的原因，不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)一般都會做一些針對性處理，如視頻類的可能做成轉(zhuǎn)碼，這樣一來，服務(wù)器可能就需要帶有轉(zhuǎn)碼服務(wù)軟件。所以，對于下載服務(wù)、視頻服務(wù)、頁面的域名應(yīng)該使用不一樣的域名，便于分配不同的資源及不同的融合CDN提供商資源，網(wǎng)絡(luò)訪問的速度將在很大程度上得到提高，并更好地控制成本。

6 結(jié)語

通過分析電信運(yùn)營CDN服務(wù)部署策略的過程不難發(fā)現(xiàn)，在全面深化改革的背景下，互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)進(jìn)行前所未有的重大轉(zhuǎn)型，各大電信運(yùn)營商在積極探尋CDN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和部署策略?？茖W(xué)合理地利用好運(yùn)營商的資源和客戶資源優(yōu)勢及第三方CDN提供商的技術(shù)優(yōu)勢，探索建設(shè)具有更快網(wǎng)絡(luò)訪問速度、更高效更靈活的CDN網(wǎng)絡(luò)部署架構(gòu)，使CDN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為整個網(wǎng)絡(luò)流量承載的中心，積極推進(jìn)電信運(yùn)營在面向直接客戶服務(wù)的快速發(fā)展，轉(zhuǎn)變電信運(yùn)營商為CDN行業(yè)的資源供應(yīng)方的角色，從而成為CDN服務(wù)行業(yè)的主角，在5G時代綻放光彩。

參考文獻(xiàn)：

[1]耿少華.淺析電信運(yùn)營商融合CDN網(wǎng)絡(luò)部署策略[J].中國新通信，2018（24）：63.

[2]林嵐君.電信運(yùn)營商融合CDN網(wǎng)絡(luò)部署策略[J].電信快報(bào)，2015（7）：38-40.

[3]喬愛鋒.CDN體系架構(gòu)及運(yùn)營部署方案[J].電信快報(bào)，2018（10）：17-21.