CDN標準化工作的意義和背景

經(jīng)過十幾年的發(fā)展,CDN已經(jīng)在全球互聯(lián)網(wǎng)上廣泛部署和使用, 視頻、游戲、社交等業(yè)務的快速增長為CDN發(fā)展提供了持續(xù)動力，同時云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的快速成熟促進了CDN技術(shù)與模式的創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G的興起，為CDN的發(fā)展提供了新動力，技術(shù)方向、商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)格局、監(jiān)管策略均面臨深度調(diào)整。據(jù)彭博社預測，2018年CDN在云服務中的比重將達72%。在這種大環(huán)境下,如何推動CDN的標準化工作就顯得尤為重要。  

圖片來源：信通院 

目前，CDN行業(yè)處于競爭激烈的狀態(tài)，專業(yè)的CDN服務商通過綜合性解決方案維系領先地位，與此同時電信運營商利用管道優(yōu)勢大舉進入CDN市場，市場流量被分化，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也利用云計算發(fā)力CDN，整個CDN市場一片繁華。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，CDN已占網(wǎng)絡中通信業(yè)務量的90％以上，CDN已經(jīng)是通信的基礎設施。對于CDN行業(yè)來說，其存儲能力換傳輸能力、投入產(chǎn)出比高；業(yè)務的就近服務能夠提高業(yè)務質(zhì)量和用戶體驗。CDN是以重迭網(wǎng)的形態(tài)存在，介于承載網(wǎng)與業(yè)務網(wǎng)之間，其獨立設備是存儲設備和CDN管理設備。

CDN標準化的重要意義
 

第一是實現(xiàn)信息通信網(wǎng)絡整合：分組傳送網(wǎng)實現(xiàn)點到點數(shù)據(jù)專線、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)端到端數(shù)據(jù)連接、內(nèi)容分發(fā)要建成內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN）；

第二是CDN將成為通信的基礎設施，到目前為止，CDN的定位一直是通信網(wǎng)的輔助網(wǎng)絡；通信量的提升，重要性的提升，將成為信息通信的基礎設施；

第三是CDN技術(shù)的趨同已經(jīng)具備標準化的基礎，而通信基礎的設施，均是按照標準化模板進行建設。

圖片來源：信通院

CDN行業(yè)國際標準化現(xiàn)狀 

國際上,IETF、W3C等組織早在2000年左右就開始CDN的標準化工作。近幾年來,在網(wǎng)絡視頻、IPTV、移動流媒體等業(yè)務的推動下,CDN的重要程度日益提高,CDN的標準化重新受到各主要標準組織的重視,IETF、ETSI等紛紛啟動下一代CDN標準研究工作。

IETF在CDN相關標準化方面的研究起步早,研究范圍廣,影響非常廣泛。IETF早在Web Cache時代就制定了ICP協(xié)議(RFC2186和RFC2187),定義了相鄰緩存之間交換數(shù)據(jù)的機制。2000年,思科發(fā)起成立了內(nèi)容聯(lián)盟(Content Alliance),并在IETF下成立CDI(Content Distribution Interworking)工作組,著手制定CDN操作標準。2003年,CDI互聯(lián)相關的三個RFC先后發(fā)布,包括CDN互聯(lián)場景(RFC 3570)和互聯(lián)模型(RFC 3466),以及主要的CDN請求路由機制(RFC 3568)。除了上述議題,CDI工作還就CDN互聯(lián)的其他議題進行了深入研究,不僅包括CDN互聯(lián)的內(nèi)容分發(fā)需求和CDN互聯(lián)架構(gòu)的宏觀研究,也包括CDN之間的AAA互通和請求路由互通的技術(shù)細節(jié)研究。然而由于技術(shù)和市場等多方面原因最終未能形成正式的RFC。隨著CDI在2003年關閉,IETF相關工作就此停止。

近年來,IETF相繼啟動了應用層流量優(yōu)化(ALTO)和去耦合的應用和數(shù)據(jù)(DECADE)等與內(nèi)容分發(fā)密切相關的研究。ALTO工作組主要對利用網(wǎng)絡信息優(yōu)化應用層流量的問題進行研究。ALTO服務的目標是向P2P、NAT穿越等應用提供信息,以幫助其在節(jié)點選擇時進行更好的決策,在提高應用性能的同時降低底層網(wǎng)絡的資源消耗。2010年,ALTO工作組提出了CDN使用ALTO服務的草案,目前處于征求意見階段。ALTO向CDN服務提供更精確的承載網(wǎng)信息,有助于提高內(nèi)容部署和請求路由的有效性,從而使得CDN與承載網(wǎng)的關系更為密切,網(wǎng)絡傳輸和分發(fā)效率也能得到提升。

IETF的DECADE工作組的主要目標是定義開放的協(xié)議,解除各種P2P緩存技術(shù)與特定P2P協(xié)議的緊耦合,促進各種P2P系統(tǒng)對網(wǎng)絡中的存儲空間(in network storage)的充分利用,降低P2P對網(wǎng)絡帶寬的無序消耗。目前DECADE已經(jīng)完成了需求分析草案。DECADE方案進一步將緩存功能與路由器、交換機等數(shù)據(jù)設備融合在一起,使得承載網(wǎng)絡部分地具有了CDN的能力,對未來CDN技術(shù)走向的影響值得關注。

ETSI
 

 

ETSI于2008年底成立了媒體內(nèi)容分發(fā)(Media Content Distribution,MCD)工作組。MCD的主要目標是促進IPTV、手機電視和廣播電視系統(tǒng)中的內(nèi)容分發(fā)互操作。目前,MCD在CDN方面的研究主要集中在互操作方面。正在制定中的標準《CDN互聯(lián)用例與需求》(TS 102 990),針對CDN互聯(lián)時不同的商業(yè)模式分別提出了資源共享(Resource sharing)和聯(lián)合(Federation)兩種場景,并計劃提出互聯(lián)場景下的接口、QoS控制、轉(zhuǎn)碼、DRM等需求。MCD未來還將開發(fā)CDN之間的互通接口協(xié)議。與IETF前期以Web CDN的標準化范圍相比,ETSI MCD更側(cè)重于多媒體內(nèi)容的分發(fā)。
 

W3C

 

以往CDN網(wǎng)頁緩存機制只能保證靜態(tài)頁面數(shù)據(jù)被緩存,而大量的個性化數(shù)據(jù)、認證數(shù)據(jù)、服務器動態(tài)生成的數(shù)據(jù)等動態(tài)內(nèi)容無法通過緩存實現(xiàn)加速。

為了解決動態(tài)內(nèi)容加速問題,2001年,Akamai和Oracle向W3C提交了ESI(Edge Side Includes)的框架、語言規(guī)范等草案。ESI技術(shù)定義一種基于XML的標記語言,將可緩存靜態(tài)內(nèi)容和不可緩存的動態(tài)內(nèi)容加以區(qū)分,這樣一個包含動態(tài)和靜態(tài)內(nèi)容的網(wǎng)頁就可以部分地被緩存并在網(wǎng)絡邊緣組裝和發(fā)布,縮短網(wǎng)頁的整體傳輸時間。ESI技術(shù)在電子商務、網(wǎng)上銀行等企業(yè)網(wǎng)加速領域有所應用。

CDN國內(nèi)標準化現(xiàn)狀
 

在國內(nèi)，為促進我國互聯(lián)網(wǎng)CDN服務市場規(guī)范健康發(fā)展,中國通信標準化協(xié)會(CCSA)于2010年4月19日組建了互聯(lián)網(wǎng)CDN技術(shù)與服務標準項目組。鑒于當前提高產(chǎn)業(yè)認知度、改善服務質(zhì)量是我國CDN產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的緊迫任務,項目組將定義服務質(zhì)量指標體系作為首要工作。2010年底，我國首部專門針對互聯(lián)網(wǎng)CDN服務設立的技術(shù)標準《互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡定義與基本指標》正式推出。草案規(guī)定了互聯(lián)網(wǎng)CDN的基本概念、分類和服務的基本指標體系。

CDN的服務質(zhì)量指標主要是從CDN的使用者角度提出,用于對CDN的外部特點進行全面評價，主要包括:1.容量和冗余度指標；2.分發(fā)性能指標；3.服務質(zhì)量保障指標；4.服務易用性指標。項目組將按照該指標體系聯(lián)合開展相關的評測,公開發(fā)布評測結(jié)果,并廣泛征求CDN用戶和提供商的意見,推動標準完善,并借此促進我國CDN產(chǎn)業(yè)服務水平的整體提升。

2015年12月25日，工信部發(fā)布了《電信業(yè)務分類目錄(2015年版)》，目錄明確將CDN業(yè)務列為第一類電信增值業(yè)務BI2,位于四類電信增值業(yè)務（IDC、CDN、IP-VPN、ISP）中第二位。自此，CDN被提升到了一個新的高度。然而，受于多方原因，CDN的行業(yè)標準一直未被確立。

2017年6月28-30日期間，由中國通信標準化協(xié)會主辦的TC1 WG2&WG3第十二次聯(lián)合會于廈門召開。中國通信標準化協(xié)會協(xié)會成員單位，30余人齊聚廈門，一起對CDN的行業(yè)標準進行了詳細討論。信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院科技委主任蔣林濤受邀出席了此次會議。在2017年4月份舉辦的亞太CDN峰會上，蔣林濤曾表示，CDN將成為通信的基礎設施。到目前為止，CDN的定位一直是通信網(wǎng)的輔助網(wǎng)絡；通信量的提升、重要性的提升，CDN將成為信息通信的基礎設施。技術(shù)的趨同使CDN已經(jīng)具備標準化的基礎，通信基礎設施必須要標準化！會上，蔣林濤呼吁成員單位共同努力將CDN標準做大做實，他表示，“標準實用性和可落地性是標準制定要遵循的根本。”
 

會議期間，阿里與網(wǎng)宿分別提交了基于HTTPS的CDN標準文稿，經(jīng)過與會討論決定，以網(wǎng)宿主導、阿里參與的形式，連同其它公司一起共同完成此標準制定。這一標準一旦落地，將意味著HTTPS加密技術(shù)在CDN網(wǎng)絡中的應用有了切實可行的解決方案。HTTPS（全稱：Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全為目標的HTTP通道，簡單講是HTTP的安全版。

長遠來看,我國在新型CDN體系架構(gòu)創(chuàng)新方面存在重大機遇。為此,項目組將聯(lián)合產(chǎn)學研各方,共同攜手開展下一代CDN的技術(shù)研究和標準化的調(diào)研,為新一代CDN的標準化做好技術(shù)儲備,在條件成熟時啟動標準化工作。同時,項目組將以國內(nèi)標準化研究成果為基礎,積極參與到國際標準化競爭中去,提升我國CDN產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。
 

CDN標準化工作的問題與解決方案

我國互聯(lián)網(wǎng)CDN產(chǎn)業(yè)近幾年來發(fā)展迅速,但仍然存在諸多問題:一是市場對CDN的認知程度低,服務質(zhì)量參差不齊；二是CDN行業(yè)技術(shù)水平有待提高，低水平同質(zhì)競爭嚴重；三是對CDN的監(jiān)管方式有待完善。為了破解CDN產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的這些問題,結(jié)合我國CDN產(chǎn)業(yè)實際情況開展標準化工作是必然選擇。CDN的標準化需求具體體現(xiàn)在基本概念、服務質(zhì)量、安全、互操作和新型CDN技術(shù)架構(gòu)五個方面。IETF、ETSI和W3C等國際標準化組織先后在CDN領域開展了不同層面的標準化工作,但由于早期市場和技術(shù)等因素的制約,成效不一。

工信部信通院科技委主任蔣林濤在2017亞太CDN峰會上詳解CDN標準化工作
 

近年來CDN領域的標準化隨著多媒體業(yè)務的發(fā)展再次成為熱點。我國互聯(lián)網(wǎng)CDN標準化工作雖然起步較晚,但具備良好的基礎,需要產(chǎn)業(yè)各方共同參與。結(jié)合國際標準化組織的經(jīng)驗與我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況，國內(nèi)開展CDN標準化應堅持幾個原則。

首先，將滿足市場需求作為優(yōu)先目標。近期應注重服務質(zhì)量和安全等外特性的規(guī)范化。其次，從IETF等組織的經(jīng)驗來看,標準化需要與技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的節(jié)奏相適應，遵從適度標準化原則。再次，在下一代CDN的標準研究方面,我國已經(jīng)具備基礎，應該采取國內(nèi)國際結(jié)合的策略形成合力，爭取在國際標準制定方面形成突破,引領產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級。