Cache、CDN、IDC內容引入協同策略研究

孫銀青，文靜，李倩，于雅靜

(1 中國移動通信集團政企客戶分公司，北京 100053；2 中國移動通信集團設計院有限公司河北分公司，石家莊 050021)

Cache、CDN、IDC內容引入協同策略研究

孫銀青1，文靜1，李倩1，于雅靜2

(1 中國移動通信集團政企客戶分公司，北京 100053；2 中國移動通信集團設計院有限公司河北分公司，石家莊 050021)

目前，在各大運營商的網絡中，普遍存在Cache、CDN、IDC引入三種內容提供方式。這三種方式實現的機制不同，對網絡的提升效果不同，對運營商、ICP的影響也不同，如何實現三種方式的有效協同，最大化的提升網絡性能，成為各大運營商需要重點考慮的問題。對三種內容提供方式進行多維度分析研究，提出協同策略，從而指導網絡建設及運營。

Cache；CDN；IDC

1 Cache、CDN、IDC內容引入業務定位

IDC、CDN、Cache是各大運營商的核心組成部分，但各自的定位及發展策略存在差異。

IDC引入是根本：IDC是解決網內資源不足、用戶體驗不佳的最根本手段，具備成熟的商業模式。

CDN分發是關鍵：可面向CP/SP實現全業務、全內容的加速，是拓展服務能力的關鍵因素。

Cache緩存是補充：Cache是解決資源不足的臨時性手段，實現靈活，可控性強，但缺乏商業模式。

2 Cache、CDN、IDC業務原理及關鍵問題分析

2.1 Cache原理及關鍵問題分析

Cache的原理是將用戶訪問或下載的熱點內容在存儲設備中保存一個副本，當內容再次被用戶訪問或下載時，不必連接到駐留（源）網站，而是由Cache中保留的副本直接提供，以達到加速訪問或下載，降低網間帶寬依賴的目的。一般Cache分為Web Cache和P2P Cache。 特點是一次外網訪問，多次內網服務， 原理見圖1所示。

系統部署：按照Cache系統部署位置分兩種類型，分別是一級Cache和二級Cache ，一級Cache部署在骨干出口。二級Cache一般部署在各省出口。

緩存的策略：針對大文件、小文件、P2P分別采取不同的緩存策略，不同的重定向方式。

關鍵問題分析：

（1）單系統、手工配置：Cache服務白名單和緩存策略的管理由地方獨立分析和配置，整體服務水平參差不齊，服務效率未達最優，缺乏統一運營機制。

（2）Cache對靜態內容能提供正常服務，對動態內容服務易發生錯誤，需要精細化管控。

圖1 Cache系統原理圖

（3） Cache對互聯網內容的變化具有一定的滯后性，會影響業務的正常體驗，無法實時保證服務質量。

（4）緩存策略會對部分ICP產生惡劣影響，引起ICP反制、投訴。

（5）網內緩存后，用戶對緩存后的網站訪問效果會有一定提升，這樣會減少ICP入駐IDC的意愿，對運營商的IDC引入產生部分影響。

2.2 CDN原理及關鍵問題分析

CDN（Content Delivery Network，內容分發網絡），由分布在不同區域的服務器群構成內容疊加網絡，能將熱點內容分發至網絡邊緣處，根據網絡、內容、節點狀態動態調度用戶訪問最優節點，有效提升數據業務及互聯網的訪問質量。CDN通過與源站合作獲取DNS解析控制權，依據調度策略計算得出最優節點，服務節點未命中場景時，依據回源策略向內容中心或源網站請求下載內容，原理見圖2所示。

CDN策略采用集中配置——下發模式，通過統一運營，可實現策略的全局化、精細化管理。根據簽約信息，生成面向CP預設策略，為客戶分配節點及相關資源；根據綜合調度策略，在備選集合內查詢或計算最優節點 。

關鍵問題分析：

本質上Cache和CDN都是互聯網內容資源訪問的一個轉向和再服務的系統，區別在于一個是主動，一個是被動；一個是單點服務，一個是集中化調度的體系服務 。

CDN沒有統一的國際標準及行業標準，系統內部接口及實現均由各廠商自行定義。關鍵能力和技術如下：

算法類：綜合網間熱點調度、回源調度、內容緩存算法，用戶訪問行為預測、內容預推的模型和策略優化等。

適配類：防盜鏈適配、加密協議適配、視頻協議適配等。

服務類：分時分發服務，分區分發服務，及時性服務，QoS分級服務。

分析類：運營服務指標分析、運營數據分析，撥測與運營效果評價等。

2.3 IDC內容引入分析

IDC內容引入是從根本上解決網內資源不足的最佳途徑。然而，受機房、帶寬、運營商和CP談判等各種因素影響，并不能在短時間內解決需求內容源的引入。且引入存在重點網站引入深度不足、熱點網站引入精度不足、IDC資源引入分布不均等種種問題。嚴重影響網內用戶的訪問體驗。

圖2 CDN系統原理圖

3 Cache、CDN、IDC內容引入的協同策略

3.1 實現三者策略協同

IDC需要與Cache和CDN實現有效協同，優化資源使用效率及流量流向。

圖3 Cache、CDN、IDC引入協同示意圖

IDC已引入但未簽約CDN：由IDC直接為用戶提供服務，如圖3流程①所示 ；Cache按需緩存：當已引入IDC內容訪問質量下降，可臨時性啟動Cache服務，通過Cache緩存IDC的內容，并為用戶提供服務。如圖3流程④、⑤所示。IDC已引入且簽約CDN：由CDN從IDC獲取內容并為用戶提供服務，如圖3流程②、③所示 ；Cache/CDN內容互斥：Cache不應該對CDN簽約內容進行緩存。

3.2 基于平臺能力，實現有效協同

部署資源協同管理系統，并建立系統與流控、撥測、DNS等系統之間的接口：通過與流控系統對接，實現對各IDC出口流量的DPI深度分析；通過與撥測系統的對接，實現對全網內容源的動態質量探測；通過與DNS系統的對接，結合撥測系統，實現對用戶訪問內容源的有效牽引、調度。

通過資源協同管理系統，來實現對全網內容源的統一協同管理。首先通過對全網內容源的分布撥測，分析內容的服務質量。結合IDC的引入情況、CDN的分布情況，多維度分析，按照協同原則，實現Cache按需緩存、Cache/CDN內容互斥的協同，優化全網內容源服務。內容源協同示意見圖4所示。

4 結論

圖4 資源協同管理系統實現內容源的協同

Cache作為臨時性手段，應當加強內容運營，限定其使用范圍和時限，對于IDC已引入內容建議謹慎緩存；未來應逐步向CDN的內容節點融合演進。CDN應當支持作為IDC的增值能力對外出售，提升CDN的商業價值；在CDN運營中應充分考慮與IDC的協同運營。IDC是內容體系的基石，應大力發展，并持續推進和優化內容引入。

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中國移動與日本NTT DoCoMo、韓國KT簽署5G合作聯合聲明

3月1日，在世界移動通信大會期間（MWC），中國移動與日本NTT DoCoMo、韓國KT共同發布了由奚國華董事長、加藤薰社長、黃昌奎會長簽署的5G合作聯合聲明。

聲明指出，4G的廣泛應用和移動互聯網的高速發展，將推動移動通信技術和產業的新一輪變革。同時，隨著物聯網的興起，移動通信技術將向更廣闊的新業務和新領域滲透。為實現4G向5G的平滑演進，構建一個可持續發展的5G生態系統，運營商應該一如既往發揮積極的作用。三家運營商將進一步把4G階段的緊密合作延伸至5G，共同針對亞洲市場研究和豐富5G的需求，探索5G的新業務、新垂直市場，開展5G關鍵技術及系統驗證，并與全球標準化組織（如ITU、3GPP、GMSA、NGMN和GTI等) 合作以實現全球協調一致的頻譜規劃和統一的5G標準。

（來源：中國移動通信集團公司)

Research on coordination strategy of introducing internet content by Cache, CDN and IDC

SUN Yin-qing1, WEN Jing1, LI Qian1, YU Ya-jing2
(1 China Mobile Communications Corporation Government and Enterprise Service Company, Beijing 100053, China; 2 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Hebei Branch, Shijiazhuang 050021, China)

At present, among the major carriers networks, there are three ways including Cache, CDN, IDC to introduce internet content by providers.These three ways are with different mechanisms, different effects of enhancening networks and impacting different carriers, ICP providers. How to achieve effective coordination of three ways to maximize network performance enhancement has become an important consideration major to carriers . In this paper, the contents introduce three ways to provide multi-dimensional analysis of proposed collaborative strategy to guide the construction and operation of the network.

Cache; CDN; IDCNews

TN915

A

1008-5599（2015）03-0051-04

2015-01-06