内容分发网络（CDN）的未来？

随着互联网的发展，我们越来越多地使用网络媒体观看节目、接收资讯、传播信息等。尤其是网络视频的出现，为我们获取外界信息提供了极大的便利。但是我们在收看互联网视频节目的过程中，或多或少地会遇到播放等待、视频卡顿等现象，其根本是视频内容无法及时和完整下载至本地播放器所致，那么如何解决这一问题？

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CDN是什么

CDN技术的存在极大程度地解决了上述问题。CDN为内容分发网络，该技术本质上是一种提升网络访问速度的技术，能够通过网络流量特征和带宽分布、复制内容以及用户的访问特征等因素，对用户的请求进行数字化的定量分析，从而实现对于网络内容的全网高质量分送，CDN主要通过4个网络体系结构进行运作。

（1）内容缓存系统。系统分散与世界各地各个运营商的IDC机房，主要负责缓存互联网访问内容以及对用户请求作出响应。在CDN中也叫作服务节点。这些节点由服务器集群组成，通过设备负载均衡及应用负载均衡保障单节点负载能力及可扩展性，以满足大规模用户访问的需求。这些节点往往非常靠近互联网用户，互联网用户在这些节点获得请求响应，减少了回源访问源站服务器的次数，并避免远距离获取数据，从而降低源站负载，并缩短了网络传输距离所需要的时间，从而提升了互联网服务的响应速度，并提升了源站的稳定性及服务能力。

（2）日志系统。分布于各个节点，并通过节点缓存软件，将流量日志及访问日志定时吐出，然后通过数据同步，将数据同步到中心的日志处理服务器，数据统计后用于CDN服务计费，并可以根据访问日志排查故障、监测服务质量、预警服务故障。

（3）监控系统。包括设备监控、网络监控及应用监控，实时将监控状态汇总到中央监控中心，并通过监控中心设置的阈值发出告警。这些告警数据，实时为CDN运营提供支撑数据，运营人员根据告警数据及时排除故障，并将服务器切换到正常的服务器上去执行。监控中心的告警数据也作为调度中心的自动调度依据，以保障CDN服务的连续性。

（4）调度中心。主要是实现对于用户访问路径的管理和实施。主要通过预设的节点覆盖方案、故障调度方案以及路径探测结果，根据用户IP地址属性等信息，将不同用户请求分别导向不同的分支节点，从而实现用户就近访问及最优路径访问，缩短响应时间。

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CDN技术的应用

针对于当下互联网环境,不同的应用场景对于CDN又有不同的需求。单纯只是提供流量的CDN已经无法满足用户的需求,不同服务场景对于不同性能与不同适应性的CDN的需求不同。CDN在当下互联网领域有诸多应用场景，比如：

（1）图文社群平台网站

从门户时代开始,图文门户就一直都是坚守在互联网一线的服务平台,新浪、网易、搜狐等平台都会每日分发海量的图片及文字信息给到广大的互联网用户。从博客到论坛,再到贴吧,图文网站作为最早的社群网媒平台,具有用户数量庞大、粘性高、不易转移等特点。所以,用户对图文网站平台的访问在近几年依旧很高。

（2）在线视频

在北京发布的《传媒蓝皮书:中国传媒产业发展报告(2019)》中显示,2018年中国在线视频市场规模达到2016.8亿元,同比增长39.1%。随着5G正式商用,未来用户对在线视频的数量和质量需求只会更大。如何在巨大流量的涌入下,保证视频不卡顿,成为了CDN服务关键。

（3）短视频平台

2017年,短视频平台爆发,为CDN行业带来了巨大的红利。至今,短视频平台的日活跃用户已经过亿,人均每日刷视频时间达到一个小时之久。随着5G时代的到来,5G用户势必逐渐增加,将带来更大的流量加持,用户流量成本将持续下降,可以预见,短视频的用户会持续增加。访问上,海量并发的访问对源站造成巨大的压力,进而导致用户打开视频的耗时长,体验差;传输上,短视频文件较大,在传输链路中,由于网络链路抖动造成用户观看卡顿等情况出现,这是面向短视频平台的重要障碍之一。

（3）网游

从千禧年网游进入中国开始,热度就居高不下。5G高速、低时延的时代会让游戏进入爆发增长时代,5G大环境下,高并发、用户分布广、网络环境复杂多样等因素影响着用户的游戏体验。

此外,游戏下载安装包文件大、游戏场景内容多让用户在下载或加载时限制更多。而网友对极致网速、逼真画面的追求会越来越苛刻,尤其在MOBA类游戏盛行的当下,游戏的低时延以及稳定性完全决定了手游以及端游能否成功在这个分秒必争的市场存活下来。这时候,CDN的加速效果就要求能保障游戏用户优质稳定的游戏体验。

（4）物联网、AR等

如今,CDN技术已经深入到用户生活的方方面面,其能够为用户提供更便捷、更有质量的生活方式。实际上,智慧城市、智慧家居、物流交通等等实际场景,都离不了CDN,尤其是一些在实时性要求比较高的,交通、路况、天气等智慧应用。

（5）电商平台

电商平台是CDN服务的老话题,今年双11,各家电商平台再一次纷纷刷新了自己的成交额记录。巨额数字的背后意味着电商交易流量的高峰,要让电商走得更远、更顺畅,也少不了CDN技术的加持。

从以上实用场景中, CDN需要做到节点更多更边缘,带宽储备更大,监控更精密,安全防护要到位,端边云协同,充分结合5G、区块链、边缘计算等高质量科技,售后服务有保障,平台要稳定又安全。但是目前市场上的CDN存在以下痛点：

（1）传统CDN动态加速效果不好。这就导致无法无卡顿播放4K视频、大规模并发式视频等。

（2）CDN受制于服务器等设备。云CDN需要添置大量的服务器、网络设备及存储设备。

（3）成本高。传统CDN受制于电信运营商带宽租用费用，带宽成本是刚性的，不能形成价格优势。云CDN成本高则极大部分来自于设备成本。

如何解决上述问题，成为CDN厂商着重思考的问题。

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内容分发网络的未来何在

借助内容分发网络CDN和基于对等网P2P技术是实现内容数据的分发最具代表性的两种技术方案。但由于用户规模激增、用户异构性日益突出以及用户对业务体验要求越来越高，上述两项技术暴露出各自的技术局限。最近几年云计算技术的快速兴起及数据中心等云设施在全球范围的广泛部署为实现大规模互联网应用提供了新的技术途径，但是云计算仍然需要大量的设备支撑，成本仍然较高。如果能够将传统CDN、P2P、云计算结合起来，取长补短，将极大程度推动内容分发行业的发展。现有的技术方案多为以下步骤：

第一步，CDN云化，同时承载视频和云业务，大幅提升资源利用率。其中 CDN云化有两种资源利用方式：

1、云存储方式：重点利用大量闲置的存储资源，通过在服务器上部署云存储系统，将CDN上的剩余存储组合起来，构建成一个可管理的CDN云存储。通过能力封装，供第三方系统调用。该方法适合医疗影响等冷数据存储场景。

2、云计算方式：同时利用闲置的存储和计算资源，在CDN服务器上部署Docker虚拟化技术，通过kubernetes管理， 实现分布式集群云计算。进一步与云管理平台对接，实现多个云节点的资源统一收集、分配、统计、管理等功能。该方案中云和视频业务硬件资源共享，实现弹性分配。

第二步，CDN资源挖潜，节省CDN资源再服务于云业务，资源利用率再提升。主要通过两个手段实现资源挖潜：

1、利用CDN+P2P技术，将热点内容存储至机顶盒，以种子的形式服务于其他用户，用户获取内容不用再去访问CDN，只要访问相邻的机顶盒即可，大幅降低CDN负荷；并且自主研发实现通过CDN系统控制用户的P2P功能开关， 提升掌控权和安全性。

2、持续不断的提升CDN单机吞吐能力。通过四个方面不断提升能力，挖潜资源。调度优化，大幅度提高内存命中率；存储优化，充分挖掘磁盘 I/O 能力；网络优化，合理分配集群网络能力；业务优化，点播、直播、下载分级保障。

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CDN行业展望

以上简单介绍了CDN、P2P与云计算技术的结合。该项技术究竟有多大市场？《中国内容分发网络(CDN)行业市场竞争与投资前景预测报告》统计数据显示，2019年中国CDN行业市场规模将达到250亿元左右，增长率保持在35%以上。根据国际电信联盟公布数据显示， 2012-2016年 CDN 承载流量在全球互联网流量中的占比从 33.7%上升到 52.0%，到 2021 年，CDN承载流量将累积至 70%以上。 

而随着5G时代的到来，内容视频化+5G势必会带来互联网流量的爆发式增长，进而将驱动CDN市场需求端快速增长。传统CDN已无法满足高并发、大流量的信息传输，广阔的互联网流量市场急需新型的CDN技术注入，上述CDN+P2P+云计算就是一条方向。不难看出，能够同时实现优秀的用户体验和低廉的价格，将是迅速占领新型CDN市场的制胜法宝。

图片来源及内容参考：

[1]陈健法.CDN技术的主要机制和关键技术研究[J].无线互联科技,2019,16(16):147-148.

[2]李俊杰.CDN技术应用研究[J].网络安全技术与应用,2017,(4):51,54. DOI:10.3969/j.issn.1009-6833.2017.04.035.

[3]蒋杰.CDN系统的关键技术[J].数字通信世界,2018,(8):12-13. DOI:10.3969/J.ISSN.1672-7274.2018.08.006.

[4]张铁楠.云环境下融合P2P技术的群组视频分发机制的研究[J].电脑知识与技术,2019,15(25):11-12,17.

[5]王维.云网协同,运营商CDN云化技术应用[J].中国新通信,2017,19(6):126.

[6]公开网络资源