电信运营商CDN网络建设探讨

    王鹏 陈鹏

    

    【摘?要】随着电信运营商在承载网上的投入不断增加，互联网家宽带用户规模的发展壮大，随之进行业务深入发展，由流量带来收入已成为现实。为了给用户提供高质量、快速度体验，同时通过CDN平台开放能力、实现差异化服务成为网络演进发展的必然趋势。但视频的高码率、高需求、高并发的特点，会导致传统建设模式的运营成本增高。本文对电信网络CDN建设模式进行探讨，对电信CDN网络建设提供借鉴。

    【关键词】CDN;运营商;建设方案

    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. 电信CDN网络

    1.1?CDN即内容分发网络。是搭建在承载网上，由分布在不同地点的节点服务器群组成的虚拟网络。通过增加一层新的网络建构于现有互联网，将网络内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得内容，解决互联网拥挤，提高服务质量。其实质是构建网中网。

    1.2?按照应用场景的不同，可以将CDN业务种类分为：

    （1）IP视频服务：视频加速、视频点播及直播。

    （2）自营业务：游戏、音乐、自营视频等业务。

    （3）互联网业务： OTT视频加速、合作签约网站、文件上传下载、大小文件加速等。

    （4）政企行业应用：流量增值经营、CDN能力出租等。

    1.3?基本思路就是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，使内容传输的更快、更稳。通过用户就近性和服务器负载的判断，CDN确保内容以一钟极为高效的方式为用户的请求提供服务（见图1）。

    1.4?融合CDN业务可以解决传统建设模式中的资源浪费、成本高等问题，解决Cashe业务的问题，业务流量组播下沉，调度灵活，实现业务Qos服务。

    2. 电信CDN网元化

    （1）一般而言，用户访问WWW万维网络资源，不完全是是由带宽决定的。通常要经过若干个服务器节点，每个节点服务器的硬件响应速度都会影响访问速度。把访问资源缓存到离用户最近的服务器上，能有效解决骨干网和城域网能力不足的问题。

    （2）CDN系统能够实时根据网络流量、节点的连接、负载状况、到用户的距离、响应时间等综合信息将用户的请求重新导向最近的节点。使用户可就近取得所需内容，解决网络拥挤，提高网站响应速度。

    （3）运营商的互联互通的网间结算费用也通过CDN服务节点的部署得到了转移，在CDN厂商在运营商内部署节点后，CDN厂商需要向运营商支付配套租用的费用，业务网站也在向CDN厂商支付服务费。运营商就省去了网间结算费用，同时提升宽带用户感知。运营商可以充分利用承载网资源，引进CDN业务。

    （4）目前，运营商有包括中国电信、中国联通、中国移动、金桥网、教育网等在内的9家营利性和非营利性的互联网网络运营单位，以及数百家跨省经营的ISP，各网络运营单位在网络规模、用户数量和网上资源差距很大，CDN服务的出现，弥补了运营商的相当一部分业务差距。

    3. 电信运营商CDN网络建设的必要性

    3.1?背景介绍。

    （1）当前，我国对于宽带市场的消费，对于互联网市场的消费在逐年攀升，用户对语音，文本，图片，视频，流媒体的需求不断升级。数据显示，视频流量占比持续提升，2016年占比为75%，预计到2020年占比将达到85%以上。高清、4K、VR等应用仅靠电信企业的裸宽带已经无法支撑，十分需要电信产业升级，而不单单是宽带通道，更需要体验好的寬带。

    （2）視频是用户对质量最敏感的信息形态，视频用户的体验优劣将成为影响用户对视频服务和宽带网络选择的决定性因素。

    3.2?电信行业发展的需求。

    在我国现有的电信运营商来说，移动，联通，电信，都不会以提供裸宽带作为终极目标，智能通道或者提供更多的宽带附加值已经成为共识。作为能够有效提升宽带品质，甚至彻底改善网络质量的CDN，不应该只被看作是秀一秀的增值服务，而是应该作为一项内化与宽带服务中的基本业务。

    通常一个网络访问要经过若干服务器，几十个路由器，网络速度慢，主要是由于环节太多造成，但是如果电信运营商原因往前走一步，把CDN作为网元内化到现有网络中，那么用户的体验就会完全不一样，电信行业的内涵就会有大提升。

    3.3?网络架构升级的需要。

    （1）从电信网络架构来看，所有的网络都是分级的，从骨干网到小区网格，每一级的下一级带宽量都大于上一级，最终的结果就是末梢的带宽量是骨干的100倍甚至1000倍。用户购买了100M的宽带，只是购买了末梢的100M的带宽容量，而在城域网和骨干网上容量是共享的。因此骨干网上的扩容远远低于用户的体验。只有把用户访问的资源缓存到本地服务器上，才能让用户真正体验到100M的效果。

    （2）互联网传输过程可以简单理解为三个“一公里”：第一个一公里，中间一公里，最后一公里。由于互联网整体网络架构的中间里程特别复杂，当同一份数据被不同用户请求访问的时候，数据需要传输多次，这是导致中间访问拥塞的根本原因。第一个一公里可以通过提高带宽和IDC服务来提升服务器端口流量。最后一个一公里可以通过宽带入户的方式来解决。但是中间一公里不能仅依赖于建设高速骨干网。如果增加CDN，网络架构就会大幅改善。通过网络访问模式的变化以及通信协议的变化，解决互联网拥挤的问题。

    3.4?社会责任的需要。

    2017年，国家发改委，工信部制定了《信息基础设施重大工程建设三年行动方案》，其中明确了“CDN网络延伸到所有涉及地市”，这也就是明确CDN节点要向用户侧下沉。这也是今后3～5年的发展方向。工信部发布的《信息通信行业发展规划（2016年～2020年）》明确要求，“十三五”期末，互联网设施与资源能力大幅提升，网路架构进一步优化，CDN网络延伸到所有地市。

    3.5?第三方CDN的局限。

    第三方CDN厂商是面向企业用户的服务商，第三方CDN厂商很可能成为宽带统一出口的垄断商。关键是第三方CDN并不承担“提速降费”的社会责任。责任与目标不匹配，最终导致目标实现不了。电信运营商增加CDN网元，在靠近用户侧发力，同时结合现有运营商的网络资源，将是最好的网络发展方向。

    3.6?从5G网络方向来看。

    5G网络，工业互联，智能家居，万物互联，无人驾驶等都会推动对CDN的需求。以无人驾驶为例，如果信号传输速度不够快，（3G的时延是100毫秒，4G的时延是20～30毫秒，5G的时延是1毫秒），就无法满足人和车的安全，该项目就无法推广开。这都需要更接近用户的CDN来解决。

    3.7?合作建设是绕不开主题。

    （1）目前，传统CDN厂商以有较为完备的布点，深厚的技术沉淀和经验，电信运营商有必要和这些大型CDN厂商合作。而且CDN在宽带网络中已经不可或缺，在这种情况下，自建是一种战略性选择，但是CDN厂商一旦成为宽带运营的整合者，电信运营商无疑成为裸宽带的提供商，就错失机会，前景黯淡了。

    （2）从现有CDN厂商的布局来看，互相合作，互相竞争的格局会长期存在。现在一直在说的社区云，就是CDN下沉到用户侧网络边缘。

    3.8?收费方式的变化。

    目前的CDN都是向网站商家收费的，而最终向用户收费的CDN还没有出现。通过提升网络带宽品质，来提升用户的黏度和ARUP值。这在电信运营商推出IPTV高清4K服务业务上已经得到了证明。运用CDN技术为最终用户提升加速服务，提升上网速度，让你在看视频，游戏，购物，下载文件等场景是享受大带宽服务。

    4. 总结

    （1）总之，CDN网络是通过把远端服务器内容缓存到本用户附近，从而提升访问速度。在现有的网络架构下，能够有效解决骨干网带宽不足的问题，是实现“提速降费”的有效途径之一。

    （2）电信运营商不应该只依赖于第三方CDN厂商提供服务，应该把CDN作为电信运营商的基本网络元素来建设，这能够提升宽带品质，优化宽带网络，是电信运营商网络发展的方向。

    参考文献

    [1]?彭峻. CDN应成为电信网络的基本元素吗？.通信企业管理，2017（4）.

    [2]?雷葆华，孙颖，王峰，陈晓益CDN技术详解，2012（4）.

    [3]?王洪波 内容分发网络 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，2009.