從PC 時代到互聯網時代,再到移動互聯時代,技術的革新總是為行業發展提供催化劑。CDN 伴隨著互聯網的發展已被越來越多的互聯網企業使用,并逐步呈現出一些新的特點。近年來,云計算異軍突起,由于其本身具有很多不可替代的優勢,在互聯網行業得到越來越多的關注與應用。IDC、CDN 與云計算在一定程度上的發展與融合不僅造福了企業與運營商,而且對于信息時代的發展也起到了不小的推動作用。在此過程中,所面臨的挑戰和困難也是不可預期的,摸索中前進成為主要的發展方式。三網融合、云計算乃至移動互聯網的發展將為CDN 的發展注入新的動力。
1.CDN 、云計算的發展演進過程
CDN 的全稱是Content Delivery Network,即內容分發網絡,是一種基于C/S 結構的分布式媒體服務技術平臺。通過在現有的Internet 中增加一層新的網絡架構,將網站的內容發布到最接近用戶的網絡“邊緣”,使用戶可以就近取得所需的內容,解決了Internet 網絡擁擠的狀況,并提高用戶訪問網站的響應速度。
云計算是在分布式計算(Distributed Computing) 、網格計算(Grid Computing) 、并行計算(Parallel Computing)等發展的基礎上提出的一種新型計算模型,是一種新興的共享基礎框架的方法,它是超大規模的分布式環境,核心是提供數據存儲和網絡服務。是一種通過Internet 以服務的方式提供動態可伸縮的虛擬化的資源的計算模式。有三種服務模型:IaaS(Infrastructure as a Service)、PaaS(Platform as a Service)和SaaS(Software as a Service)。
作為一層建立在業務平臺和基礎網絡之上的架構,CDN 的誕生和發展與互聯網和新技術的發展、應用有著密切的關系,其目的就在于滿足應用需求。早期的CDN 主要以實現靜態文本和圖片等靜態內容的加速為主,CDN 作為IDC 的一個增值服務出現;以后隨著流媒體服務的發展和Web2.0 應用的出現,傳統HTTP和下載、網絡游戲產業以及網絡視頻等對服務器和網絡帶寬的需求壓力加大,流媒體、Flash、視頻和下載等網站內容及業務成了新的主要應用對象。為了給軟件下載、視頻流媒體、企業Web 應用、B2B 交易和Web 2.0 互動等各種服務加速,傳統的CDN 技術又增加了壓縮、流量整形、智能路由和網絡優化等技術。隨著CDN 能夠提供加速的內容類型不斷豐富,其提供的服務也已從單純的內容加速拓展到應用和服務的加速,但CDN 仍然作為IDC 的增值服務,CDN 技術依然是DNS+Cache 的模式,資源出租仍然是其主要的盈利模式; 隨著云計算應運而生,云計算+IDC 模式的出現,IDC 向云計算方向的遷移成為不可阻擋的趨勢后,CDN 開始扮演成為云計算加速器的重要角色,拉近了用戶與云端的距離,方便用戶通過終端設備快速從云端讀取所需要的數據,CDN 技術不可避免地受到云計算的影響,呈現出新的發展趨勢。一方面,很多云計算平臺在對外提供服務時不可避免地會用到CDN 的分發能力,另一方面,CDN 的技術特點使得它本身就很像一種云服務,很多CDN 服務商也開始積極嘗試各種云計算技術在CDN 系統中的應用。
在運營商方面,2000 年年初,中國電信建設了自己的CDN 網絡,2004 年,中國電信組建了自己的CDN流媒體分發網絡。隨后在中國電信推廣IPTV 業務時,為了使得用戶獲得良好的視頻業務體驗,又建設了部分CDN 節點。目前,中國電信的CDN 網絡一方面為電信內部業務提供加速服務,另一方面為中國電信的互聯星空,以及寬帶和IPTV 業務提供良好的資源和服務保障。 在企業市場,大型互聯網網站成為CDN 網絡的青睞者,新浪、搜狐、騰訊等大型門戶網站以及淘寶都采用了第三方的CDN 加速服務。目前,藍汛、網宿是國內領先的CDN 服務提供商,建設了遍布全國范圍的CDN 網絡節點。
2.云計算改變了CDN 的發展模式
2.1 技術的相互滲透與融合應用
2.1.1 服務器虛擬化是云計算的核心技術,它同時被運用到CDN 之中。虛擬化技術的采用,使得CDN系統可以根據用戶需要快速調整服務器的設備數量和處理能力,可以提升資源配置能力和優化部署方法。
2.1.2 除了虛擬化技術,云存儲也同樣被應用到CDN 中。將云存儲引用到CDN 的邊緣節點和中心節點,利用云計算的虛擬化,實現文件動態分布存儲,這需要邊緣域與中心域的全部服務器資源的設備相互配合,從而根據文件訪問的頻率程度和用戶需求自動調整存儲。高清視頻存儲的成功應用表明了云存儲適合大文件的讀取密集型訪問的特點完全符合CDN 的應用需求。
2.1.3 采用了云計算技術的CDN 系統還能具備智能化的日志處理能力,可以綜合運用統計分析、數據挖掘及時跟進用戶需求,進行針對性的資源調配。如果在CDN 系統的邊緣節點部署具有分布式計算功能的分布式的云系統架構,基于新計算集群的分布式計算模型能夠針對系統地采集的海量非結構化數據進行并行處理,使得整個系統具有強大的大數據的處理能力和更優化的擴展性。
2.2 網絡層次及架構的改變
在網絡層面,原互聯網數據中心(IDC)、CDN 的網絡架構層次由傳統的接入層、匯聚層、核心層三個層次優化為現在的數據層、共享層。數據流在互聯網數據中心的實際流向是從接入層—匯聚層—核心層,然后往返于匯聚層與核心層之間。這種數據流向不僅增加了網絡硬件設備的損耗,還造成了較明顯的延遲。層次優化后,數據流向往返于數據層與共享層之間,即往返于本地與服務器之間,大大提高了數據訪問的實時性。未來,隨著技術的進步和網絡整體性能的優化,網絡架構將逐步演變成核心層與邊緣層兩級:由核心層連接云計算的中心服務器、存儲和邊緣設備,執行各邊緣層流量匯聚及高速數據的轉發;更或者互聯網數據中心(IDC)、CDN 的核心層與云計算數據中心的邊緣層合二為一。
總之,云計算開啟了CDN 網絡架構、設計、應用的新思路。CDN 既是云計算的一種應用,也是云計算的加速器。一方面,CDN 服務商可以構建自己的云計算模式的CDN 平臺。另一方面,CDN 服務商可利用現有的云計算平臺來輔助內容分發服務,按需取用資源,在保證分發效率的同時,提供可靠的服務質量保障。
早在2005 年,亞馬遜推出的“CloudFront”的CDN 服務為中小型客戶帶來了前所未有的便捷和實用。此項服務將IDC、CDN 和云計算相融合,為全球的互聯網企業起到了示范作用。而我國在20011 年已有互聯網企業成功建設了一種基于云計算的CDN 網絡CloudCDN,采用分布式處理、并行化協同處理技術,實現了網絡資源的共享和高效利用,它透過全球各地不同的CDN 云(CDN Cloud)產生的一種新型CDN 服務。它是CDN 在云計算上的延伸和發展,是云計算在CDN 上的創新應用成果。
3.CDN、云計算發展存在的問題及未來展望
3.1、存在的問題
3.1.1 CDN 與云計算的發展遭遇規模瓶頸
由于中國的互聯網起步較晚,國內的互聯網廠商的服務模式還很單一,從原來的短信到現在的網絡游戲;由于帶寬租用成本在運營成本中占據較高比例,造成價格偏高,而若互聯網廠商選擇自己建設CDN,雖然節約了成本,但因缺乏專業的經驗與規模效益,CDN 建設后發揮的效果并不好;由于P2P 的建設很便宜,因而很多企業選擇采用P2P 實現加速作用。這些都在很大程度上阻礙了國內CDN 市場的發展。
盡管表面上看,人們對云計算與云服務有廣泛的興趣,但僅有低于20%的人完成了公共 IaaS 或PaaS項目,低于10%的人實施了SaaS 項目;在實施了云服務的地方,都明顯存在預期收益和實際收益的差距,比如在減少運行開支方面、IT 的靈活性和災難修復預備等方面。以上種種都在制約、影響著云計算及服務的廣泛運用。
3.1.2 內容安全問題
由于云計算僅改變了服務方式,并未顛覆傳統的安全模式,因此人們普遍擔心云計算的安全問題。盡管云計算服務提供商鄭重承諾安裝多重安全設備、采取分級控制和流程化管理的方法等安全防范措施,但在特定的服務中,不同客戶之間的數據溢出;云供應商系統遭到大量惡意軟件攻擊;“惡意人群操作”導致的資料外泄;共享信息的不安全性;以及黑客盜取供應商系統的數據等安全隱患仍然存在。對于互聯網企業來說,云計算使用的終極目標是將海量的數據快速安全的傳遞給最終用戶。而對于具有企業機密性的數據來說,企業去構建一個企業內部的私有云,則是最佳選擇方式。由于海量的用戶、業務數據傳輸時是通過普通的寬帶進行傳輸的,云端的數據是所有企業共享的,因此,如何有效保證私有云里企業機密數據傳輸的安全性、共享數據的私密性等安全性問題成為目前云計算及服務推廣應用過程中所遇到的最大難題。
目前有效的解決方案是:通過專業的云CDN 平臺進行傳輸;數據加密后放到云端保存;同時,數據備份和容災技術保證云存儲中的數據不會丟失,從而保證云計算及云存儲自身的安全和穩定。
3.1.3 系統管理的問題
CDN、云計算系統本身的可靠性、系統性能和系統的可擴展性、可用性、可管理性等都是需要重點解決的問題。可靠性問題產生根源眾多,如過載、代碼問題、磁盤空間問題、服務器崩潰、數據庫問題、帶寬、硬件、云問題、CDN、數據中心問題等等;系統性能問題包括超負荷,就是常見的CPU、RAM 及IO被大量占用;很多用戶同時登錄到客戶網站造成了各種問題等;系統擴展問題如系統架構應實現負載的均衡等等。
CDN、云系統之間的互操作是必須要考慮的另一個問題,當一個云系統需要使用另外一個云系統的計算資源時,要能夠提供跨云的管理策略,從而使得云系統之間能夠自動交互,同時為了保證SLA(Service-LevelAgreement),系統必須能夠進行SLA 的監測;當有服務失敗時,自動地進行資源的重新分配;在基礎設施層次上,云計算系統要能夠進行服務的動態遷移,目前的虛擬機只支持共享存儲的遷移,如何將虛擬機遷移到沒有共享存儲的其他物理主機上也是云計算系統面臨的挑戰之一。
3.1.4 另外,云計算應用的快速增長還帶來了諸多其他問題,例如:應用終端距離不斷增加、數據量增大、網絡擁塞、網站訪問速度降低等等。
3.2、未來發展前景的展望
3.2.1 從長遠來看,結合下一代最新網絡技術趨勢,構建融合、開放的CDN 網絡成為共識。
未來,CDN 定位于“云計算+SDN”模式的出現,將實現從服務器虛擬化到網絡虛擬化的CDN 的橫向整合,形成一個統一智能的融合CDN 網絡。未來CDN 的發展前景是通過業務平臺解耦,標準能力調用,內部模塊獨立,統一運營等能力的實現,構建能夠適配所有業務的CDN“全能”網絡。這是一張將業務和網絡松耦合、將網絡完全開放化、標準化并向上承載所有的業務平臺,同時適應各類應用的交付網絡。
由于融合CDN 網絡具有在任意時間、任意地點以及任意終端上看到任意內容的技術特點,以及統一性與智能性的特點,能實現業務內容在不同網絡、按照不同既定策略向多種終端的快速分發,能夠實現熱門內容自動存儲到融合CDN 各云端的節點,而無需增加額外的承載網設備,大大降低了CDN 服務商的建網成本,提高了投資收益率。例如高清視頻業務向移動終端播放時,CDN 網絡需根據終端的類型、網絡帶寬等因素,自動調整視頻類業務的分發策略,選擇適合手機屏幕的編碼格式,并采用預先設定好的手機視頻Qos 策略,使用戶快速獲得業務內容,降低承載網的流量壓力,從而保證用戶的業務體驗。 同時還能動態適配用戶和網絡情況,對視頻內容進行識別,實現智能管控,從而適時添加針對性的增值業務和廣告,保證用戶的業務體驗。
3.2.2 CDN 與云計算的融合業務、服務不斷推陳出新
隨著融合CDN 網絡的建設的日益完善,一方面,云計算“即需即用”的方式可以被CDN 服務商用來為客戶服務;另一方面,利用云基礎架構重新構建的CDN 的平臺,無論是從成本還是技術與服務都取得明顯優勢;云計算的推廣也使得CDN 服務商實現了網絡資源共享,降低設備閑置率的目的,同時還根據用戶需求制定靈活和多元化的服務策略,實現雙贏。內容豐富多彩的融合視訊類業務、融合在線網絡游戲、手機視頻監控、手機VOP 等融合創新業務如雨后春筍般層出不窮。未來,無論是在產業鏈聯合與重構方面,還是從最基本的互聯網接入到各種豐富多彩的業務應用,都將給眾多的CDN 服務提供商、云服務提供商、運營商、SP、CP 帶來豐厚的利益。
4.結語
CDN 與云計算的相互滲透發展引領了信息時代的潮流。站在互聯網產業鏈的角度來看,云計算和CDN是相輔相成,密不可分的。CDN 就是云端的一種形式,也是云端技術價值實現的基石所在。它們的融合提供了大量可以發展的新契機,未來其貢獻值與發展潛力是不可估量的。
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本文標題:淺談CDN與云計算的發展趨勢
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