電信運(yùn)營商CDN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)探討

王鵬 陳鵬

【摘?要】隨著電信運(yùn)營商在承載網(wǎng)上的投入不斷增加，互聯(lián)網(wǎng)家寬帶用戶規(guī)模的發(fā)展壯大，隨之進(jìn)行業(yè)務(wù)深入發(fā)展，由流量帶來收入已成為現(xiàn)實(shí)。為了給用戶提供高質(zhì)量、快速度體驗(yàn)，同時(shí)通過CDN平臺(tái)開放能力、實(shí)現(xiàn)差異化服務(wù)成為網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但視頻的高碼率、高需求、高并發(fā)的特點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)建設(shè)模式的運(yùn)營成本增高。本文對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)CDN建設(shè)模式進(jìn)行探討，對(duì)電信CDN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】CDN;運(yùn)營商;建設(shè)方案

Discussion on the Construction of Telecom Operators' CDN Network

Wang Peng，Chen Peng

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， Ltd?Xi'an?Shanxi?710000）

【Abstract】As telecom operators continue to increase their investment in the bearer network， the scale of Internet home broadband users has grown， and the business has developed in depth. It has become a reality that traffic has generated revenue. In order to provide users with high-quality， fast experience， and through the CDN platform open capabilities， to achieve differentiated services has become an inevitable trend of network evolution. However， the high bit rate， high demand and high concurrency of video will lead to increased operating costs of the traditional construction mode. This paper discusses the construction mode of telecom network CDN and provides reference for the construction of telecom CDN network.

【Key words】CDN;Operator;Construction plan

1. 電信CDN網(wǎng)絡(luò)

1.1?CDN即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。是搭建在承載網(wǎng)上，由分布在不同地點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器群組成的虛擬網(wǎng)絡(luò)。通過增加一層新的網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡(luò)“邊緣”，使用戶可以就近取得內(nèi)容，解決互聯(lián)網(wǎng)擁擠，提高服務(wù)質(zhì)量。其實(shí)質(zhì)是構(gòu)建網(wǎng)中網(wǎng)。

1.2?按照應(yīng)用場景的不同，可以將CDN業(yè)務(wù)種類分為：

（1）IP視頻服務(wù)：視頻加速、視頻點(diǎn)播及直播。

（2）自營業(yè)務(wù)：游戲、音樂、自營視頻等業(yè)務(wù)。

（3）互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)： OTT視頻加速、合作簽約網(wǎng)站、文件上傳下載、大小文件加速等。

（4）政企行業(yè)應(yīng)用：流量增值經(jīng)營、CDN能力出租等。

1.3?基本思路就是盡可能避開互聯(lián)網(wǎng)上有可能影響數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性的瓶頸和環(huán)節(jié)，使內(nèi)容傳輸?shù)母?、更穩(wěn)。通過用戶就近性和服務(wù)器負(fù)載的判斷，CDN確保內(nèi)容以一鐘極為高效的方式為用戶的請(qǐng)求提供服務(wù)（見圖1）。

1.4?融合CDN業(yè)務(wù)可以解決傳統(tǒng)建設(shè)模式中的資源浪費(fèi)、成本高等問題，解決Cashe業(yè)務(wù)的問題，業(yè)務(wù)流量組播下沉，調(diào)度靈活，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)Qos服務(wù)。

2. 電信CDN網(wǎng)元化

（1）一般而言，用戶訪問WWW萬維網(wǎng)絡(luò)資源，不完全是是由帶寬決定的。通常要經(jīng)過若干個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的硬件響應(yīng)速度都會(huì)影響訪問速度。把訪問資源緩存到離用戶最近的服務(wù)器上，能有效解決骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)能力不足的問題。

（2）CDN系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量、節(jié)點(diǎn)的連接、負(fù)載狀況、到用戶的距離、響應(yīng)時(shí)間等綜合信息將用戶的請(qǐng)求重新導(dǎo)向最近的節(jié)點(diǎn)。使用戶可就近取得所需內(nèi)容，解決網(wǎng)絡(luò)擁擠，提高網(wǎng)站響應(yīng)速度。

（3）運(yùn)營商的互聯(lián)互通的網(wǎng)間結(jié)算費(fèi)用也通過CDN服務(wù)節(jié)點(diǎn)的部署得到了轉(zhuǎn)移，在CDN廠商在運(yùn)營商內(nèi)部署節(jié)點(diǎn)后，CDN廠商需要向運(yùn)營商支付配套租用的費(fèi)用，業(yè)務(wù)網(wǎng)站也在向CDN廠商支付服務(wù)費(fèi)。運(yùn)營商就省去了網(wǎng)間結(jié)算費(fèi)用，同時(shí)提升寬帶用戶感知。運(yùn)營商可以充分利用承載網(wǎng)資源，引進(jìn)CDN業(yè)務(wù)。

（4）目前，運(yùn)營商有包括中國電信、中國聯(lián)通、中國移動(dòng)、金橋網(wǎng)、教育網(wǎng)等在內(nèi)的9家營利性和非營利性的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營單位，以及數(shù)百家跨省經(jīng)營的ISP，各網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營單位在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶數(shù)量和網(wǎng)上資源差距很大，CDN服務(wù)的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了運(yùn)營商的相當(dāng)一部分業(yè)務(wù)差距。

3. 電信運(yùn)營商CDN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必要性

3.1?背景介紹。

（1）當(dāng)前，我國對(duì)于寬帶市場的消費(fèi)，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)市場的消費(fèi)在逐年攀升，用戶對(duì)語音，文本，圖片，視頻，流媒體的需求不斷升級(jí)。數(shù)據(jù)顯示，視頻流量占比持續(xù)提升，2016年占比為75%，預(yù)計(jì)到2020年占比將達(dá)到85%以上。高清、4K、VR等應(yīng)用僅靠電信企業(yè)的裸寬帶已經(jīng)無法支撐，十分需要電信產(chǎn)業(yè)升級(jí)，而不單單是寬帶通道，更需要體驗(yàn)好的寬帶。

（2）視頻是用戶對(duì)質(zhì)量最敏感的信息形態(tài)，視頻用戶的體驗(yàn)優(yōu)劣將成為影響用戶對(duì)視頻服務(wù)和寬帶網(wǎng)絡(luò)選擇的決定性因素。

3.2?電信行業(yè)發(fā)展的需求。

在我國現(xiàn)有的電信運(yùn)營商來說，移動(dòng)，聯(lián)通，電信，都不會(huì)以提供裸寬帶作為終極目標(biāo)，智能通道或者提供更多的寬帶附加值已經(jīng)成為共識(shí)。作為能夠有效提升寬帶品質(zhì)，甚至徹底改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的CDN，不應(yīng)該只被看作是秀一秀的增值服務(wù)，而是應(yīng)該作為一項(xiàng)內(nèi)化與寬帶服務(wù)中的基本業(yè)務(wù)。

通常一個(gè)網(wǎng)絡(luò)訪問要經(jīng)過若干服務(wù)器，幾十個(gè)路由器，網(wǎng)絡(luò)速度慢，主要是由于環(huán)節(jié)太多造成，但是如果電信運(yùn)營商原因往前走一步，把CDN作為網(wǎng)元內(nèi)化到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，那么用戶的體驗(yàn)就會(huì)完全不一樣，電信行業(yè)的內(nèi)涵就會(huì)有大提升。

3.3?網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)升級(jí)的需要。

（1）從電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來看，所有的網(wǎng)絡(luò)都是分級(jí)的，從骨干網(wǎng)到小區(qū)網(wǎng)格，每一級(jí)的下一級(jí)帶寬量都大于上一級(jí)，最終的結(jié)果就是末梢的帶寬量是骨干的100倍甚至1000倍。用戶購買了100M的寬帶，只是購買了末梢的100M的帶寬容量，而在城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)上容量是共享的。因此骨干網(wǎng)上的擴(kuò)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于用戶的體驗(yàn)。只有把用戶訪問的資源緩存到本地服務(wù)器上，才能讓用戶真正體驗(yàn)到100M的效果。

（2）互聯(lián)網(wǎng)傳輸過程可以簡單理解為三個(gè)“一公里”：第一個(gè)一公里，中間一公里，最后一公里。由于互聯(lián)網(wǎng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的中間里程特別復(fù)雜，當(dāng)同一份數(shù)據(jù)被不同用戶請(qǐng)求訪問的時(shí)候，數(shù)據(jù)需要傳輸多次，這是導(dǎo)致中間訪問擁塞的根本原因。第一個(gè)一公里可以通過提高帶寬和IDC服務(wù)來提升服務(wù)器端口流量。最后一個(gè)一公里可以通過寬帶入戶的方式來解決。但是中間一公里不能僅依賴于建設(shè)高速骨干網(wǎng)。如果增加CDN，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就會(huì)大幅改善。通過網(wǎng)絡(luò)訪問模式的變化以及通信協(xié)議的變化，解決互聯(lián)網(wǎng)擁擠的問題。

3.4?社會(huì)責(zé)任的需要。

2017年，國家發(fā)改委，工信部制定了《信息基礎(chǔ)設(shè)施重大工程建設(shè)三年行動(dòng)方案》，其中明確了“CDN網(wǎng)絡(luò)延伸到所有涉及地市”，這也就是明確CDN節(jié)點(diǎn)要向用戶側(cè)下沉。這也是今后3～5年的發(fā)展方向。工信部發(fā)布的《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016年～2020年）》明確要求，“十三五”期末，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施與資源能力大幅提升，網(wǎng)路架構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，CDN網(wǎng)絡(luò)延伸到所有地市。

3.5?第三方CDN的局限。

第三方CDN廠商是面向企業(yè)用戶的服務(wù)商，第三方CDN廠商很可能成為寬帶統(tǒng)一出口的壟斷商。關(guān)鍵是第三方CDN并不承擔(dān)“提速降費(fèi)”的社會(huì)責(zé)任。責(zé)任與目標(biāo)不匹配，最終導(dǎo)致目標(biāo)實(shí)現(xiàn)不了。電信運(yùn)營商增加CDN網(wǎng)元，在靠近用戶側(cè)發(fā)力，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)資源，將是最好的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向。

3.6?從5G網(wǎng)絡(luò)方向來看。

5G網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)互聯(lián)，智能家居，萬物互聯(lián)，無人駕駛等都會(huì)推動(dòng)對(duì)CDN的需求。以無人駕駛為例，如果信號(hào)傳輸速度不夠快，（3G的時(shí)延是100毫秒，4G的時(shí)延是20～30毫秒，5G的時(shí)延是1毫秒），就無法滿足人和車的安全，該項(xiàng)目就無法推廣開。這都需要更接近用戶的CDN來解決。

3.7?合作建設(shè)是繞不開主題。

（1）目前，傳統(tǒng)CDN廠商以有較為完備的布點(diǎn)，深厚的技術(shù)沉淀和經(jīng)驗(yàn)，電信運(yùn)營商有必要和這些大型CDN廠商合作。而且CDN在寬帶網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)不可或缺，在這種情況下，自建是一種戰(zhàn)略性選擇，但是CDN廠商一旦成為寬帶運(yùn)營的整合者，電信運(yùn)營商無疑成為裸寬帶的提供商，就錯(cuò)失機(jī)會(huì)，前景黯淡了。

（2）從現(xiàn)有CDN廠商的布局來看，互相合作，互相競爭的格局會(huì)長期存在?，F(xiàn)在一直在說的社區(qū)云，就是CDN下沉到用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)邊緣。

3.8?收費(fèi)方式的變化。

目前的CDN都是向網(wǎng)站商家收費(fèi)的，而最終向用戶收費(fèi)的CDN還沒有出現(xiàn)。通過提升網(wǎng)絡(luò)帶寬品質(zhì)，來提升用戶的黏度和ARUP值。這在電信運(yùn)營商推出IPTV高清4K服務(wù)業(yè)務(wù)上已經(jīng)得到了證明。運(yùn)用CDN技術(shù)為最終用戶提升加速服務(wù)，提升上網(wǎng)速度，讓你在看視頻，游戲，購物，下載文件等場景是享受大帶寬服務(wù)。

4. 總結(jié)

（1）總之，CDN網(wǎng)絡(luò)是通過把遠(yuǎn)端服務(wù)器內(nèi)容緩存到本用戶附近，從而提升訪問速度。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，能夠有效解決骨干網(wǎng)帶寬不足的問題，是實(shí)現(xiàn)“提速降費(fèi)”的有效途徑之一。

（2）電信運(yùn)營商不應(yīng)該只依賴于第三方CDN廠商提供服務(wù)，應(yīng)該把CDN作為電信運(yùn)營商的基本網(wǎng)絡(luò)元素來建設(shè)，這能夠提升寬帶品質(zhì)，優(yōu)化寬帶網(wǎng)絡(luò)，是電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

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