CDN業務發展現狀淺談

袁冰

CDN的全稱是Content Delivery Network，即內容分發網絡。通過在網絡各處放置節點服務器所構成的在現有的互聯網基礎之上的一層智能虛擬網絡，CDN系統能夠實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況以及到用戶的距離和響應時間等綜合信息將用戶的請求重新導向離用戶最近的服務節點上。其目的是使用戶可就近取得所需內容，解決Internet網絡擁擠的狀況，提高用戶訪問網站的響應速度。

一、CDN技術原理

首先，讓我們通過網絡結構圖，來了解CDN加速前與CDN加速后的效果區別：

1、傳統的Internet網絡的基本結構和數據傳輸情況，如下圖所示。

Internet 網絡基本結構及數據傳輸方式

根據傳統的網絡結構，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站的域名

瀏覽器向本地DNS請求對該域名的解析

本地DNS將請求發到網站授權的DNS服務器

授權DNS將服務器的IP地址作為解析結果送給本地DNS

本地DNS將解析結果返還給用戶，同時將該解析結果保存在自己的，直到相應的TTL（生存周期）過期，才再向網站的授權DNS請求解析

用戶在得到IP地址后，向該地址所指向的網站的服務器進行訪問；

上述傳統的訪問模式存在著如下幾個嚴重影響互聯網用戶的訪問效率和質量的環節：首先，傳統的DNS解析過程在將網站主機域名轉換為IP地址時，并不預先判斷該服務器是否正常工作；即使該服務器已經宕機不能提供服務了，用戶的請求仍將被發往這臺服務器，造成服務的中斷。其次，互聯網從誕生的第一天起，就缺乏一個專門的中央管理結構，也缺乏統一的產品和技術標準。這一點曾是互聯網得以迅速發展的優勢。但是，隨著互聯網的規模越來越大，這一點造成了眾多不同網絡結構并存的局面。不同網絡間的兼容以及不同網絡運營商/ISP之間的傳輸瓶頸等問題使得數據的流通受到限制。據統計，現有互聯網上的平均傳輸速率不高于30Kbps。另外，現有的互聯網以數據包傳輸為基礎，任何一個數據包的丟失或出錯都必須重新發送，而平均一個重傳過程需要3秒鐘，從而導致延遲。并且現有的HTTP協議也有誘發延遲的因素，據調查，完整下載一個網頁，需要在用戶和服務器之間往返20～100次。

最后，現有的路由技術以路由器工作狀態的歷史數據為依據來確定當前數據包的傳輸路徑，無法真實反應當前的路由和網絡連接狀況。這往往會導致數據傳輸所經過的路徑并不是當前的最佳路徑。而且，眾多的路由器和交換機不但使數據傳輸的時間延遲增大，還會增加出錯的幾率，因為任何一個路由器出現問題都會影響到整個傳輸過程。

2、使用CDN后的網絡的基本結構和數據傳輸情況。對于普通的Internet用戶來講，每個CDN節點就相當于一個放置在它周圍的WEB。通過全局負載均衡DNS的控制，用戶的請求被透明的指向離它最近的節點，節點中CDN服務器會像網站的原始服務器一樣，響應用戶的請求。由于它離用戶更近，因而響應時間更快。 CDN對網絡的優化作用主要體現在如下幾個方面：

探索性解決服務器端的“第一公里”問題

緩解不同運營商之間互聯的瓶頸造成的影響

減輕了各省的出口帶寬壓力

緩解了骨干網的壓力

優化了網上熱點內容的分布

二、目前國內關于CDN應用的現狀

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

CDN業務的旺盛需求，引發了行業的廣泛關注。2015年3月第三屆亞太CDN峰會在北京召開。2015年5月8日，工信部發布《關于實施“寬帶中國”2015專項行動的意見》。在2015年的重點工作任務中，《意見》明確提出，將優化寬帶網絡性能，提高寬帶網絡速率。“進一步加大CDN等應用基礎設施建設投資，推動優化網站設計、增加接入帶寬、擴容服務能力。”

目前，國內專業CDN服務商建設的CDN網絡已實現全國90%的覆蓋率。專家認為，隨著我國“互聯網+”計劃的推進，2015年“寬帶中國”專項行動的落地，CDN作為寬帶中國戰略中不可或缺的應用基礎設施，CDN行業將注定進入更快的發展階段，將發揮更大的作用。根據預測，2017年，全球CDN產業的規模將達到46億美元，而從中國CDN市場目前的發展狀況來看，這個目標極可能提前到達。

三、行業管理面臨的問題

當下國內CDN市場主要包括5種類型，第一類為傳統的專業CDN提供商，主要包括藍汛通訊、網宿科技和帝聯科技等，通過企業自身建設的服務器，提供專業的CDN服務；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；第三類是以UCloud、七牛為代表的代理CDN廠商，第四類為互聯網企業自建的CDN平臺；第五類是以迅雷為代表的創新型CDN提供商，通過P2P的技術和眾籌智能硬件的模式來擴展節點，實現無限節點的CDN服務模式。

CDN市場多企業多模式運營的格局也逐漸暴露出了以下問題：1、CDN技術門檻相對較低，互聯網企業可以通過自建的方式來實現CDN服務，但是每個公司的技術參差不齊，自建的CDN在穩定性上存在非常大的差異；2、國內CDN服務收費混亂且專業CDN服務價格較高，國內CDN服務的收費模式沒有一個統一的標準，有按每月最低消費、按請求數收費、按包時間段收費、按流量計價、按帶寬計價等多種多樣的收費模式，混亂的收費模式和信息的不對稱導致客戶容易花高價買到低質服務；3、缺乏一致性標準。隨著CDN產業規模的擴大，CDN將面臨不同層面的互操作標準化需求，CDN如何通過與內容提供者之間的標準化接口實現內容的注入、管理以及運維成為當下CDN規模化發展的重要依賴；為了實現國內不同CDN之間的互聯互通，擴大覆蓋范圍，CDN互聯標準正是目前所亟需的；為優化CDN的分發與路由決策，CDN如何與承載網實現信息交換與對接，將成為CDN與承載網的接口標準出臺的重要推動；最后再配合不同CDN設備之間的互操作標準。 4、CDN業務被一些別有用心的人利用來傳播有害信息，給行業監管工作提出了新的挑戰。依靠傳統手段，追查溯源傳播有害信息的網站地址，通常查到的都是某個CDN節點的地址，并不能真正起到查處和關閉有害信息網站的目的。

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服務規模的基礎上，需要提升自身的技術水平，將多樣的互聯網資源高效的分發出去，提升為不同類型客戶提供定制化服務的能力，提升CDN服務的穩定性以及安全性。

2、到目前為止，CDN的定位一直是通信網的輔助網絡，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設施。所以CDN的標準化工作要被提到日程上，技術趨同，已經具備標準化的基礎，通信基礎設施，必須要標準化。

3、政府行業管理部門和CDN企業都要嚴格履行互聯網網絡與信息安全管理責任，建設具有一定發現處置能力的基于CDN網絡的技術手段。目前，通用的解決方案通常是依托CDN企業部署的全國CDN節點，通過監測程序（DPI深度包檢測程序，網絡爬蟲程序），將全國節點中監測發現在的IP與域名對應關系，通過定時輪詢機制，動態更新到數據庫中。以判定是否為CDN加速節點（IP/域名）。并通過與工信部相關系統比對查詢，快速發現使用CDN域名的備案、含有害信息情況。