Cache、CDN、IDC内容引入协同策略研究

孙银青，文静，李倩，于雅静

(1 中国移动通信集团政企客户分公司，北京 100053；2 中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司，石家庄 050021)

Cache、CDN、IDC内容引入协同策略研究

孙银青1，文静1，李倩1，于雅静2

(1 中国移动通信集团政企客户分公司，北京 100053；2 中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司，石家庄 050021)

目前，在各大运营商的网络中，普遍存在Cache、CDN、IDC引入三种内容提供方式。这三种方式实现的机制不同，对网络的提升效果不同，对运营商、ICP的影响也不同，如何实现三种方式的有效协同，最大化的提升网络性能，成为各大运营商需要重点考虑的问题。对三种内容提供方式进行多维度分析研究，提出协同策略，从而指导网络建设及运营。

Cache；CDN；IDC

1 Cache、CDN、IDC内容引入业务定位

IDC、CDN、Cache是各大运营商的核心组成部分，但各自的定位及发展策略存在差异。

IDC引入是根本：IDC是解决网内资源不足、用户体验不佳的最根本手段，具备成熟的商业模式。

CDN分发是关键：可面向CP/SP实现全业务、全内容的加速，是拓展服务能力的关键因素。

Cache缓存是补充：Cache是解决资源不足的临时性手段，实现灵活，可控性强，但缺乏商业模式。

2 Cache、CDN、IDC业务原理及关键问题分析

2.1 Cache原理及关键问题分析

Cache的原理是将用户访问或下载的热点内容在存储设备中保存一个副本，当内容再次被用户访问或下载时，不必连接到驻留（源）网站，而是由Cache中保留的副本直接提供，以达到加速访问或下载，降低网间带宽依赖的目的。一般Cache分为Web Cache和P2P Cache。 特点是一次外网访问，多次内网服务， 原理见图1所示。

系统部署：按照Cache系统部署位置分两种类型，分别是一级Cache和二级Cache ，一级Cache部署在骨干出口。二级Cache一般部署在各省出口。

缓存的策略：针对大文件、小文件、P2P分别采取不同的缓存策略，不同的重定向方式。

关键问题分析：

（1）单系统、手工配置：Cache服务白名单和缓存策略的管理由地方独立分析和配置，整体服务水平参差不齐，服务效率未达最优，缺乏统一运营机制。

（2）Cache对静态内容能提供正常服务，对动态内容服务易发生错误，需要精细化管控。

图1 Cache系统原理图

（3） Cache对互联网内容的变化具有一定的滞后性，会影响业务的正常体验，无法实时保证服务质量。

（4）缓存策略会对部分ICP产生恶劣影响，引起ICP反制、投诉。

（5）网内缓存后，用户对缓存后的网站访问效果会有一定提升，这样会减少ICP入驻IDC的意愿，对运营商的IDC引入产生部分影响。

2.2 CDN原理及关键问题分析

CDN（Content Delivery Network，内容分发网络），由分布在不同区域的服务器群构成内容叠加网络，能将热点内容分发至网络边缘处，根据网络、内容、节点状态动态调度用户访问最优节点，有效提升数据业务及互联网的访问质量。CDN通过与源站合作获取DNS解析控制权，依据调度策略计算得出最优节点，服务节点未命中场景时，依据回源策略向内容中心或源网站请求下载内容，原理见图2所示。

CDN策略采用集中配置——下发模式，通过统一运营，可实现策略的全局化、精细化管理。根据签约信息，生成面向CP预设策略，为客户分配节点及相关资源；根据综合调度策略，在备选集合内查询或计算最优节点 。

关键问题分析：

本质上Cache和CDN都是互联网内容资源访问的一个转向和再服务的系统，区别在于一个是主动，一个是被动；一个是单点服务，一个是集中化调度的体系服务 。

CDN没有统一的国际标准及行业标准，系统内部接口及实现均由各厂商自行定义。关键能力和技术如下：

算法类：综合网间热点调度、回源调度、内容缓存算法，用户访问行为预测、内容预推的模型和策略优化等。

适配类：防盗链适配、加密协议适配、视频协议适配等。

服务类：分时分发服务，分区分发服务，及时性服务，QoS分级服务。

分析类：运营服务指标分析、运营数据分析，拨测与运营效果评价等。

2.3 IDC内容引入分析

IDC内容引入是从根本上解决网内资源不足的最佳途径。然而，受机房、带宽、运营商和CP谈判等各种因素影响，并不能在短时间内解决需求内容源的引入。且引入存在重点网站引入深度不足、热点网站引入精度不足、IDC资源引入分布不均等种种问题。严重影响网内用户的访问体验。

图2 CDN系统原理图

3 Cache、CDN、IDC内容引入的协同策略

3.1 实现三者策略协同

IDC需要与Cache和CDN实现有效协同，优化资源使用效率及流量流向。

图3 Cache、CDN、IDC引入协同示意图

IDC已引入但未签约CDN：由IDC直接为用户提供服务，如图3流程①所示 ；Cache按需缓存：当已引入IDC内容访问质量下降，可临时性启动Cache服务，通过Cache缓存IDC的内容，并为用户提供服务。如图3流程④、⑤所示。IDC已引入且签约CDN：由CDN从IDC获取内容并为用户提供服务，如图3流程②、③所示 ；Cache/CDN内容互斥：Cache不应该对CDN签约内容进行缓存。

3.2 基于平台能力，实现有效协同

部署资源协同管理系统，并建立系统与流控、拨测、DNS等系统之间的接口：通过与流控系统对接，实现对各IDC出口流量的DPI深度分析；通过与拨测系统的对接，实现对全网内容源的动态质量探测；通过与DNS系统的对接，结合拨测系统，实现对用户访问内容源的有效牵引、调度。

通过资源协同管理系统，来实现对全网内容源的统一协同管理。首先通过对全网内容源的分布拨测，分析内容的服务质量。结合IDC的引入情况、CDN的分布情况，多维度分析，按照协同原则，实现Cache按需缓存、Cache/CDN内容互斥的协同，优化全网内容源服务。内容源协同示意见图4所示。

4 结论

图4 资源协同管理系统实现内容源的协同

Cache作为临时性手段，应当加强内容运营，限定其使用范围和时限，对于IDC已引入内容建议谨慎缓存；未来应逐步向CDN的内容节点融合演进。CDN应当支持作为IDC的增值能力对外出售，提升CDN的商业价值；在CDN运营中应充分考虑与IDC的协同运营。IDC是内容体系的基石，应大力发展，并持续推进和优化内容引入。

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中国移动与日本NTT DoCoMo、韩国KT签署5G合作联合声明

3月1日，在世界移动通信大会期间（MWC），中国移动与日本NTT DoCoMo、韩国KT共同发布了由奚国华董事长、加藤薰社长、黄昌奎会长签署的5G合作联合声明。

声明指出，4G的广泛应用和移动互联网的高速发展，将推动移动通信技术和产业的新一轮变革。同时，随着物联网的兴起，移动通信技术将向更广阔的新业务和新领域渗透。为实现4G向5G的平滑演进，构建一个可持续发展的5G生态系统，运营商应该一如既往发挥积极的作用。三家运营商将进一步把4G阶段的紧密合作延伸至5G，共同针对亚洲市场研究和丰富5G的需求，探索5G的新业务、新垂直市场，开展5G关键技术及系统验证，并与全球标准化组织（如ITU、3GPP、GMSA、NGMN和GTI等) 合作以实现全球协调一致的频谱规划和统一的5G标准。

（来源：中国移动通信集团公司)

Research on coordination strategy of introducing internet content by Cache, CDN and IDC

SUN Yin-qing1, WEN Jing1, LI Qian1, YU Ya-jing2
(1 China Mobile Communications Corporation Government and Enterprise Service Company, Beijing 100053, China; 2 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Hebei Branch, Shijiazhuang 050021, China)

At present, among the major carriers networks, there are three ways including Cache, CDN, IDC to introduce internet content by providers.These three ways are with different mechanisms, different effects of enhancening networks and impacting different carriers, ICP providers. How to achieve effective coordination of three ways to maximize network performance enhancement has become an important consideration major to carriers . In this paper, the contents introduce three ways to provide multi-dimensional analysis of proposed collaborative strategy to guide the construction and operation of the network.

Cache; CDN; IDCNews

TN915

A

1008-5599（2015）03-0051-04

2015-01-06