全球電信運營商普遍面臨業務收入結構調整，語音、短信等傳統業務下滑，數據業務對整體收入的貢獻率持續提升，據統計2013年中國數據業務對全行業收入增長的貢獻率達79.5%。隨著寬帶增速及4G網絡鋪開，移動數據業務成為信息通信業收入增長重要引擎。而數據業務快速發展的推動力除管道能力的快速提升，更來自于互聯網和其他領域業務內容的海量增長。如何將內容快速準確地提供給所需用戶，成為數據業務發展的關鍵點。
內容分發網絡（Content Delivery Network）系統能夠實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況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。其目的是使用戶可就近取得所需內容，解決數據網絡擁擠的狀況，提升用戶體驗，是數據業務發展的基礎設施之一。融合CDN是在傳統CDN基礎上實現多業務的融合承載，以及多種終端統一接入的技術，提供STB、PC、移動設備等多種終端上各種業務的內容分發網絡，從而滿足海量用戶的個性化需求。
融合CDN業務能力主要包括視頻服務、Web加速、應用加速、文件加速和各類增值服務。除上述基本功能外，融合CDN還需提供全方位的靈活部署與互通能力，實現資源集中云化和服務就近部署，并通過標準化的接口和業務流程，聚焦于內容引入、內容存儲、內容分發等服務能力的提升。為順應運營商技術發展需求，融合CDN技術在發展的同時需重點關注與云技術、SDN技術及移動網絡技術的結合。
融合CDN與云技術的融合
各大運營商根據自身網絡情況及業務發展需求，已經建設多級云計算資源池并完成部分平臺的云化。融合CDN對云計算技術的支持，可將CDN能力靈活疊加于現有云資源，實現計算能力、存儲能力和承載調度的資源平衡與靈活調整。
云計算基礎設施主要包括三個方面：
- 服務器虛擬化VM：實現計算資源的虛擬化和分配；
- 云存儲：實現存儲資源的虛擬化和分配，為實時性要求不高的內容提供存儲和IO；
- SDN：實現網絡資源的統一控制和分配。
融合CDN主要包括兩部分，少量的管理子系統（SES—服務開放、OMS—運營管理、GSLB—全局負載均衡）和較多的服務子系統（CCS—內容中心、SNS—服務節點）。
中興通訊融合CDN系統云化架構如圖1所示。
圖1 中興通訊融合CDN系統云化架構
- 融合CDN的管理網元OMS、GSLB和節點SLB、服務節點均可以運行在虛擬化操作系統上；
- 存儲方面，中興通訊融合CDN系統本身采用的ZXDFS分布式文件系統即為云存儲系統的精簡版，用于處理節點內所有存儲設備的云化，實現存儲的統一管理、統一維護、統一數據安全、統一平滑擴容、統一熱點副本的復制與遷移；
- 服務調度方面，中興通訊融合CDN系統能夠對云化的各個節點的性能狀況進行監控，采用各種調度策略選擇最優節點為用戶提供服務；當某個節點癱瘓或負荷過重時自動將用戶調度到其他節點服務，防止熱點瓶頸的產生，增強系統的可靠性，保障用戶服務的連續性，提供穩定的服務質量。
融合CDN的云化存儲建立在骨干層、城域網核心層，還是匯聚層？下面分別分析。
- 云存儲建立在全國或省骨干網層
云存儲與中心節點就近部署，僅為中心節點提供服務。中心節點重存儲輕帶寬，可通過云存儲提供海量內容的存儲和訪問，向上將CP/SP注入的內容或達到熱度的內容下拉到云存儲，向下為下級節點提供內容分發和中繼。
- 云存儲建立在城域網核心層
云存儲服務于所有的邊緣節點和區域中心，與由區域中心、邊緣節點直接讀取本地存儲相比，云存儲方式會消耗更多的城域網帶寬，為用戶提供服務的響應時間更長。
- 云存儲建設在城域網匯聚層
云存儲服務于分散的邊緣節點，對城域網帶寬的消耗、用戶的響應時間超過第一種方式，因為邊緣節點要跨域二級SR和CR。
綜上分析，結合融合CDN能力分發需求與云存儲服務特征，現階段建議采用第一種方式，先將融合CDN的管理子系統與內容中心實現云化，通過云資源池服務。
融合CDN對SDN的支持
軟件定義網絡（Software Defined Network，SDN ），是一種新型網絡創新架構，其核心技術Openflow通過將網絡設備控制面與數據面分離開來，從而實現了網絡流量的靈活控制，為核心網絡及應用的創新提供了良好的平臺。
為更好地適應承載網后續發展需求，方便運營商針對不同用戶需求提供多檔次服務選擇，實現流量寬帶與業務內容服務的綜合運營，中興通訊融合CDN支持SDN的北向接口與承載網對接，提供不同級別的QoS保障。
如圖2所示，中興通訊融合CDN的OMS網元通過與SDN的北向接口對接，實現節點間的動態帶寬調整和特定業務/用戶的QoS級別控制互動，從而提供靈活的運營服務能力。典型應用場景如下：
圖2 融合CDN和SDN技術對接應用示意圖
- CDN節點間的內容分發占用帶寬較多，且經常是每天固定時段（例如凌晨2點到5點）統計熱度，實現熱點內容及時預推到相應的邊緣節點；CDN的管理網元OMS在需要熱點內容下推時通知SDN控制器給CDN節點間分配相應帶寬，下推結束后再通知SDN控制器回收帶寬；
- CDN根據不同的業務、不同的用戶提供不同QoS服務，OMS通過SDN控制器調整相應節點和用戶間的Openflow交換機/路由器該鏈路的QoS保障級別，實現差別化服務。
融合CDN在LTE網絡中的應用
隨著移動網絡的業務類型逐漸增多，業務流量也逐步遞增，移動網絡中的服務質量、用戶體驗問題也逐漸暴露出來。目前移動網絡中核心網側的網絡帶寬存在一定的瓶頸，由于4G用戶帶寬的提速，以及突增的高清網絡視頻、軟件/游戲下載等移動互聯網業務流量也給本身處于瓶頸的核心網帶寬帶來更大的沖擊。另外訪問的源站都部署在IDC機房，IDC機房對于機房的基礎建設要求較高，IDC機房的選址目前運營商也偏向于較為偏遠的地區。由于終端用戶與源站的傳輸距離較遠，無法保證傳輸時延、抖動等傳輸網絡因素的影響，導致用戶體驗下降。
移動網絡本身終端的特性決定了與固網終端的差異，移動終端存在基站切換、接入帶寬變化的特點。如何在帶寬變化的網絡情況下，保證用戶訪問的效果，如視頻播放的流暢性、極速下載等，需要融合CDN和網絡服務能力的綜合保障。
基于上述需求，中興通訊融合CDN推出小型化Mobile-CDN部署于移動網絡中，提供熱點內容就近服務，結合LTE質量保障機制為用戶提供高級別業務體驗。
早期對于移動互聯網的加速大都采用CDN緩存類的產品，部署在核心網網絡機房中，能實現的加速功能比較有限，缺少針對移動網絡業務特性的功能開發。而中興通訊Mobile-CDN可在移動網絡基站側與核心網之間部署小型化CDN，有如下優勢：
- 節約移動互聯網、4G業務帶來的對核心網的帶寬需求；
- 網絡部署位置貼近用戶側，減少網絡延時、抖動，提升用戶體驗；
- 采用碼流自適應技術，可以根據網絡接入帶寬的變化，適時調整發送碼率，保障用戶觀看視頻的流暢性；
- 移動用戶在基站之間切換，可以保證文件下載、視頻觀看等服務的無縫性；
- 內容智能推送，充分利用移動網絡帶寬，避免低峰的帶寬資源浪費。
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本文標題：融合CDN，紓解數據擁塞之困
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