全球電信運營商普遍面臨業(yè)務收入結構調(diào)整，語音、短信等傳統(tǒng)業(yè)務下滑，數(shù)據(jù)業(yè)務對整體收入的貢獻率持續(xù)提升，據(jù)統(tǒng)計2013年中國數(shù)據(jù)業(yè)務對全行業(yè)收入增長的貢獻率達79.5%。隨著寬帶增速及4G網(wǎng)絡鋪開，移動數(shù)據(jù)業(yè)務成為信息通信業(yè)收入增長重要引擎。而數(shù)據(jù)業(yè)務快速發(fā)展的推動力除管道能力的快速提升，更來自于互聯(lián)網(wǎng)和其他領域業(yè)務內(nèi)容的海量增長。如何將內(nèi)容快速準確地提供給所需用戶，成為數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展的關鍵點。
內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（Content Delivery Network）系統(tǒng)能夠實時地根據(jù)網(wǎng)絡流量和各節(jié)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(jié)點。其目的是使用戶可就近取得所需內(nèi)容，解決數(shù)據(jù)網(wǎng)絡擁擠的狀況，提升用戶體驗，是數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展的基礎設施之一。融合CDN是在傳統(tǒng)CDN基礎上實現(xiàn)多業(yè)務的融合承載，以及多種終端統(tǒng)一接入的技術，提供STB、PC、移動設備等多種終端上各種業(yè)務的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡，從而滿足海量用戶的個性化需求。
融合CDN業(yè)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(xiàn)資源集中云化和服務就近部署，并通過標準化的接口和業(yè)務流程，聚焦于內(nèi)容引入、內(nèi)容存儲、內(nèi)容分發(fā)等服務能力的提升。為順應運營商技術發(fā)展需求，融合CDN技術在發(fā)展的同時需重點關注與云技術、SDN技術及移動網(wǎng)絡技術的結合。
融合CDN與云技術的融合
各大運營商根據(jù)自身網(wǎng)絡情況及業(yè)務發(fā)展需求，已經(jīng)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(xiàn)有云資源，實現(xiàn)計算能力、存儲能力和承載調(diào)度的資源平衡與靈活調(diào)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(xiàn)計算資源的虛擬化和分配；
- 云存儲：實現(xiàn)存儲資源的虛擬化和分配，為實時性要求不高的內(nèi)容提供存儲和IO；
- SDN：實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的統(tǒng)一控制和分配。
融合CDN主要包括兩部分，少量的管理子系統(tǒng)（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(tǒng)（CCS—內(nèi)容中心、SNS—服務節(jié)點）。
中興通訊融合CDN系統(tǒng)云化架構如圖1所示。
圖1 中興通訊融合CDN系統(tǒng)云化架構
- 融合CDN的管理網(wǎng)元OMS、GSLB和節(jié)點SLB、服務節(jié)點均可以運行在虛擬化操作系統(tǒng)上；
- 存儲方面，中興通訊融合CDN系統(tǒng)本身采用的ZXDFS分布式文件系統(tǒng)即為云存儲系統(tǒng)的精簡版，用于處理節(jié)點內(nèi)所有存儲設備的云化，實現(xiàn)存儲的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一維護、統(tǒng)一數(shù)據(jù)安全、統(tǒng)一平滑擴容、統(tǒng)一熱點副本的復制與遷移；
- 服務調(diào)度方面，中興通訊融合CDN系統(tǒng)能夠對云化的各個節(jié)點的性能狀況進行監(jiān)控，采用各種調(diào)度策略選擇最優(yōu)節(jié)點為用戶提供服務；當某個節(jié)點癱瘓或負荷過重時自動將用戶調(diào)度到其他節(jié)點服務，防止熱點瓶頸的產(chǎn)生，增強系統(tǒng)的可靠性，保障用戶服務的連續(xù)性，提供穩(wěn)定的服務質(zhì)量。
融合CDN的云化存儲建立在骨干層、城域網(wǎng)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(wǎng)層
云存儲與中心節(jié)點就近部署，僅為中心節(jié)點提供服務。中心節(jié)點重存儲輕帶寬，可通過云存儲提供海量內(nèi)容的存儲和訪問，向上將CP/SP注入的內(nèi)容或達到熱度的內(nèi)容下拉到云存儲，向下為下級節(jié)點提供內(nèi)容分發(fā)和中繼。
- 云存儲建立在城域網(wǎng)核心層
云存儲服務于所有的邊緣節(jié)點和區(qū)域中心，與由區(qū)域中心、邊緣節(jié)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(wǎng)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(wǎng)匯聚層
云存儲服務于分散的邊緣節(jié)點，對城域網(wǎng)帶寬的消耗、用戶的響應時間超過第一種方式，因為邊緣節(jié)點要跨域二級SR和CR。
綜上分析，結合融合CDN能力分發(fā)需求與云存儲服務特征，現(xiàn)階段建議采用第一種方式，先將融合CDN的管理子系統(tǒng)與內(nèi)容中心實現(xiàn)云化，通過云資源池服務。
融合CDN對SDN的支持
軟件定義網(wǎng)絡（Software Defined Network，SDN ），是一種新型網(wǎng)絡創(chuàng)新架構，其核心技術Openflow通過將網(wǎng)絡設備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡流量的靈活控制，為核心網(wǎng)絡及應用的創(chuàng)新提供了良好的平臺。
為更好地適應承載網(wǎng)后續(xù)發(fā)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(xiàn)流量寬帶與業(yè)務內(nèi)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(wǎng)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(wǎng)元通過與SDN的北向接口對接，實現(xiàn)節(jié)點間的動態(tài)帶寬調(diào)整和特定業(yè)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(jié)點間的內(nèi)容分發(fā)占用帶寬較多，且經(jīng)常是每天固定時段（例如凌晨2點到5點）統(tǒng)計熱度，實現(xiàn)熱點內(nèi)容及時預推到相應的邊緣節(jié)點；CDN的管理網(wǎng)元OMS在需要熱點內(nèi)容下推時通知SDN控制器給CDN節(jié)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(jù)不同的業(yè)務、不同的用戶提供不同QoS服務，OMS通過SDN控制器調(diào)整相應節(jié)點和用戶間的Openflow交換機/路由器該鏈路的QoS保障級別，實現(xiàn)差別化服務。
融合CDN在LTE網(wǎng)絡中的應用
隨著移動網(wǎng)絡的業(yè)務類型逐漸增多，業(yè)務流量也逐步遞增，移動網(wǎng)絡中的服務質(zhì)量、用戶體驗問題也逐漸暴露出來。目前移動網(wǎng)絡中核心網(wǎng)側的網(wǎng)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(wǎng)絡視頻、軟件/游戲下載等移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務流量也給本身處于瓶頸的核心網(wǎng)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(qū)。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(wǎng)絡因素的影響，導致用戶體驗下降。
移動網(wǎng)絡本身終端的特性決定了與固網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡中，提供熱點內(nèi)容就近服務，結合LTE質(zhì)量保障機制為用戶提供高級別業(yè)務體驗。
早期對于移動互聯(lián)網(wǎng)的加速大都采用CDN緩存類的產(chǎn)品，部署在核心網(wǎng)網(wǎng)絡機房中，能實現(xiàn)的加速功能比較有限，缺少針對移動網(wǎng)絡業(yè)務特性的功能開發(fā)。而中興通訊Mobile-CDN可在移動網(wǎng)絡基站側與核心網(wǎng)之間部署小型化CDN，有如下優(yōu)勢：
- 節(jié)約移動互聯(lián)網(wǎng)、4G業(yè)務帶來的對核心網(wǎng)的帶寬需求；
- 網(wǎng)絡部署位置貼近用戶側，減少網(wǎng)絡延時、抖動，提升用戶體驗；
- 采用碼流自適應技術，可以根據(jù)網(wǎng)絡接入帶寬的變化，適時調(diào)整發(fā)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(nèi)容智能推送，充分利用移動網(wǎng)絡帶寬，避免低峰的帶寬資源浪費。
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