从PC 时代到互联网时代,再到移动互联时代,技术的革新总是为行业发展提供催化剂。CDN 伴随着互联网的发展已被越来越多的互联网企业使用,并逐步呈现出一些新的特点。近年来,云计算异军突起,由于其本身具有很多不可替代的优势,在互联网行业得到越来越多的关注与应用。IDC、CDN 与云计算在一定程度上的发展与融合不仅造福了企业与运营商,而且对于信息时代的发展也起到了不小的推动作用。在此过程中,所面临的挑战和困难也是不可预期的,摸索中前进成为主要的发展方式。三网融合、云计算乃至移动互联网的发展将为CDN 的发展注入新的动力。
1.CDN 、云计算的发展演进过程
CDN 的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络,是一种基于C/S 结构的分布式媒体服务技术平台。通过在现有的Internet 中增加一层新的网络架构,将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”,使用户可以就近取得所需的内容,解决了Internet 网络拥挤的状况,并提高用户访问网站的响应速度。
云计算是在分布式计算(Distributed Computing) 、网格计算(Grid Computing) 、并行计算(Parallel Computing)等发展的基础上提出的一种新型计算模型,是一种新兴的共享基础框架的方法,它是超大规模的分布式环境,核心是提供数据存储和网络服务。是一种通过Internet 以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。有三种服务模型:IaaS(Infrastructure as a Service)、PaaS(Platform as a Service)和SaaS(Software as a Service)。
作为一层建立在业务平台和基础网络之上的架构,CDN 的诞生和发展与互联网和新技术的发展、应用有着密切的关系,其目的就在于满足应用需求。早期的CDN 主要以实现静态文本和图片等静态内容的加速为主,CDN 作为IDC 的一个增值服务出现;以后随着流媒体服务的发展和Web2.0 应用的出现,传统HTTP和下载、网络游戏产业以及网络视频等对服务器和网络带宽的需求压力加大,流媒体、Flash、视频和下载等网站内容及业务成了新的主要应用对象。为了给软件下载、视频流媒体、企业Web 应用、B2B 交易和Web 2.0 互动等各种服务加速,传统的CDN 技术又增加了压缩、流量整形、智能路由和网络优化等技术。随着CDN 能够提供加速的内容类型不断丰富,其提供的服务也已从单纯的内容加速拓展到应用和服务的加速,但CDN 仍然作为IDC 的增值服务,CDN 技术依然是DNS+Cache 的模式,资源出租仍然是其主要的盈利模式; 随着云计算应运而生,云计算+IDC 模式的出现,IDC 向云计算方向的迁移成为不可阻挡的趋势后,CDN 开始扮演成为云计算加速器的重要角色,拉近了用户与云端的距离,方便用户通过终端设备快速从云端读取所需要的数据,CDN 技术不可避免地受到云计算的影响,呈现出新的发展趋势。一方面,很多云计算平台在对外提供服务时不可避免地会用到CDN 的分发能力,另一方面,CDN 的技术特点使得它本身就很像一种云服务,很多CDN 服务商也开始积极尝试各种云计算技术在CDN 系统中的应用。
在运营商方面,2000 年年初,中国电信建设了自己的CDN 网络,2004 年,中国电信组建了自己的CDN流媒体分发网络。随后在中国电信推广IPTV 业务时,为了使得用户获得良好的视频业务体验,又建设了部分CDN 节点。目前,中国电信的CDN 网络一方面为电信内部业务提供加速服务,另一方面为中国电信的互联星空,以及宽带和IPTV 业务提供良好的资源和服务保障。 在企业市场,大型互联网网站成为CDN 网络的青睐者,新浪、搜狐、腾讯等大型门户网站以及淘宝都采用了第三方的CDN 加速服务。目前,蓝汛、网宿是国内领先的CDN 服务提供商,建设了遍布全国范围的CDN 网络节点。
2.云计算改变了CDN 的发展模式
2.1 技术的相互渗透与融合应用
2.1.1 服务器虚拟化是云计算的核心技术,它同时被运用到CDN 之中。虚拟化技术的采用,使得CDN系统可以根据用户需要快速调整服务器的设备数量和处理能力,可以提升资源配置能力和优化部署方法。
2.1.2 除了虚拟化技术,云存储也同样被应用到CDN 中。将云存储引用到CDN 的边缘节点和中心节点,利用云计算的虚拟化,实现文件动态分布存储,这需要边缘域与中心域的全部服务器资源的设备相互配合,从而根据文件访问的频率程度和用户需求自动调整存储。高清视频存储的成功应用表明了云存储适合大文件的读取密集型访问的特点完全符合CDN 的应用需求。
2.1.3 采用了云计算技术的CDN 系统还能具备智能化的日志处理能力,可以综合运用统计分析、数据挖掘及时跟进用户需求,进行针对性的资源调配。如果在CDN 系统的边缘节点部署具有分布式计算功能的分布式的云系统架构,基于新计算集群的分布式计算模型能够针对系统地采集的海量非结构化数据进行并行处理,使得整个系统具有强大的大数据的处理能力和更优化的扩展性。
2.2 网络层次及架构的改变
在网络层面,原互联网数据中心(IDC)、CDN 的网络架构层次由传统的接入层、汇聚层、核心层三个层次优化为现在的数据层、共享层。数据流在互联网数据中心的实际流向是从接入层—汇聚层—核心层,然后往返于汇聚层与核心层之间。这种数据流向不仅增加了网络硬件设备的损耗,还造成了较明显的延迟。层次优化后,数据流向往返于数据层与共享层之间,即往返于本地与服务器之间,大大提高了数据访问的实时性。未来,随着技术的进步和网络整体性能的优化,网络架构将逐步演变成核心层与边缘层两级:由核心层连接云计算的中心服务器、存储和边缘设备,执行各边缘层流量汇聚及高速数据的转发;更或者互联网数据中心(IDC)、CDN 的核心层与云计算数据中心的边缘层合二为一。
总之,云计算开启了CDN 网络架构、设计、应用的新思路。CDN 既是云计算的一种应用,也是云计算的加速器。一方面,CDN 服务商可以构建自己的云计算模式的CDN 平台。另一方面,CDN 服务商可利用现有的云计算平台来辅助内容分发服务,按需取用资源,在保证分发效率的同时,提供可靠的服务质量保障。
早在2005 年,亚马逊推出的“CloudFront”的CDN 服务为中小型客户带来了前所未有的便捷和实用。此项服务将IDC、CDN 和云计算相融合,为全球的互联网企业起到了示范作用。而我国在20011 年已有互联网企业成功建设了一种基于云计算的CDN 网络CloudCDN,采用分布式处理、并行化协同处理技术,实现了网络资源的共享和高效利用,它透过全球各地不同的CDN 云(CDN Cloud)产生的一种新型CDN 服务。它是CDN 在云计算上的延伸和发展,是云计算在CDN 上的创新应用成果。
3.CDN、云计算发展存在的问题及未来展望
3.1、存在的问题
3.1.1 CDN 与云计算的发展遭遇规模瓶颈
由于中国的互联网起步较晚,国内的互联网厂商的服务模式还很单一,从原来的短信到现在的网络游戏;由于带宽租用成本在运营成本中占据较高比例,造成价格偏高,而若互联网厂商选择自己建设CDN,虽然节约了成本,但因缺乏专业的经验与规模效益,CDN 建设后发挥的效果并不好;由于P2P 的建设很便宜,因而很多企业选择采用P2P 实现加速作用。这些都在很大程度上阻碍了国内CDN 市场的发展。
尽管表面上看,人们对云计算与云服务有广泛的兴趣,但仅有低于20%的人完成了公共 IaaS 或PaaS项目,低于10%的人实施了SaaS 项目;在实施了云服务的地方,都明显存在预期收益和实际收益的差距,比如在减少运行开支方面、IT 的灵活性和灾难修复预备等方面。以上种种都在制约、影响着云计算及服务的广泛运用。
3.1.2 内容安全问题
由于云计算仅改变了服务方式,并未颠覆传统的安全模式,因此人们普遍担心云计算的安全问题。尽管云计算服务提供商郑重承诺安装多重安全设备、采取分级控制和流程化管理的方法等安全防范措施,但在特定的服务中,不同客户之间的数据溢出;云供应商系统遭到大量恶意软件攻击;“恶意人群操作”导致的资料外泄;共享信息的不安全性;以及黑客盗取供应商系统的数据等安全隐患仍然存在。对于互联网企业来说,云计算使用的终极目标是将海量的数据快速安全的传递给最终用户。而对于具有企业机密性的数据来说,企业去构建一个企业内部的私有云,则是最佳选择方式。由于海量的用户、业务数据传输时是通过普通的宽带进行传输的,云端的数据是所有企业共享的,因此,如何有效保证私有云里企业机密数据传输的安全性、共享数据的私密性等安全性问题成为目前云计算及服务推广应用过程中所遇到的最大难题。
目前有效的解决方案是:通过专业的云CDN 平台进行传输;数据加密后放到云端保存;同时,数据备份和容灾技术保证云存储中的数据不会丢失,从而保证云计算及云存储自身的安全和稳定。
3.1.3 系统管理的问题
CDN、云计算系统本身的可靠性、系统性能和系统的可扩展性、可用性、可管理性等都是需要重点解决的问题。可靠性问题产生根源众多,如过载、代码问题、磁盘空间问题、服务器崩溃、数据库问题、带宽、硬件、云问题、CDN、数据中心问题等等;系统性能问题包括超负荷,就是常见的CPU、RAM 及IO被大量占用;很多用户同时登录到客户网站造成了各种问题等;系统扩展问题如系统架构应实现负载的均衡等等。
CDN、云系统之间的互操作是必须要考虑的另一个问题,当一个云系统需要使用另外一个云系统的计算资源时,要能够提供跨云的管理策略,从而使得云系统之间能够自动交互,同时为了保证SLA(Service-LevelAgreement),系统必须能够进行SLA 的监测;当有服务失败时,自动地进行资源的重新分配;在基础设施层次上,云计算系统要能够进行服务的动态迁移,目前的虚拟机只支持共享存储的迁移,如何将虚拟机迁移到没有共享存储的其他物理主机上也是云计算系统面临的挑战之一。
3.1.4 另外,云计算应用的快速增长还带来了诸多其他问题,例如:应用终端距离不断增加、数据量增大、网络拥塞、网站访问速度降低等等。
3.2、未来发展前景的展望
3.2.1 从长远来看,结合下一代最新网络技术趋势,构建融合、开放的CDN 网络成为共识。
未来,CDN 定位于“云计算+SDN”模式的出现,将实现从服务器虚拟化到网络虚拟化的CDN 的横向整合,形成一个统一智能的融合CDN 网络。未来CDN 的发展前景是通过业务平台解耦,标准能力调用,内部模块独立,统一运营等能力的实现,构建能够适配所有业务的CDN“全能”网络。这是一张将业务和网络松耦合、将网络完全开放化、标准化并向上承载所有的业务平台,同时适应各类应用的交付网络。
由于融合CDN 网络具有在任意时间、任意地点以及任意终端上看到任意内容的技术特点,以及统一性与智能性的特点,能实现业务内容在不同网络、按照不同既定策略向多种终端的快速分发,能够实现热门内容自动存储到融合CDN 各云端的节点,而无需增加额外的承载网设备,大大降低了CDN 服务商的建网成本,提高了投资收益率。例如高清视频业务向移动终端播放时,CDN 网络需根据终端的类型、网络带宽等因素,自动调整视频类业务的分发策略,选择适合手机屏幕的编码格式,并采用预先设定好的手机视频Qos 策略,使用户快速获得业务内容,降低承载网的流量压力,从而保证用户的业务体验。 同时还能动态适配用户和网络情况,对视频内容进行识别,实现智能管控,从而适时添加针对性的增值业务和广告,保证用户的业务体验。
3.2.2 CDN 与云计算的融合业务、服务不断推陈出新
随着融合CDN 网络的建设的日益完善,一方面,云计算“即需即用”的方式可以被CDN 服务商用来为客户服务;另一方面,利用云基础架构重新构建的CDN 的平台,无论是从成本还是技术与服务都取得明显优势;云计算的推广也使得CDN 服务商实现了网络资源共享,降低设备闲置率的目的,同时还根据用户需求制定灵活和多元化的服务策略,实现双赢。内容丰富多彩的融合视讯类业务、融合在线网络游戏、手机视频监控、手机VOP 等融合创新业务如雨后春笋般层出不穷。未来,无论是在产业链联合与重构方面,还是从最基本的互联网接入到各种丰富多彩的业务应用,都将给众多的CDN 服务提供商、云服务提供商、运营商、SP、CP 带来丰厚的利益。
4.结语
CDN 与云计算的相互渗透发展引领了信息时代的潮流。站在互联网产业链的角度来看,云计算和CDN是相辅相成,密不可分的。CDN 就是云端的一种形式,也是云端技术价值实现的基石所在。它们的融合提供了大量可以发展的新契机,未来其贡献值与发展潜力是不可估量的。
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本文标题:浅谈CDN与云计算的发展趋势
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