CDN標準化工作的意義和背景

經過十幾年的發展,CDN已經在全球互聯網上廣泛部署和使用, 視頻、游戲、社交等業務的快速增長為CDN發展提供了持續動力，同時云計算、大數據、移動互聯網等新興技術的快速成熟促進了CDN技術與模式的創新，物聯網、工業互聯網與5G的興起，為CDN的發展提供了新動力，技術方向、商業模式、產業格局、監管策略均面臨深度調整。據彭博社預測，2018年CDN在云服務中的比重將達72%。在這種大環境下,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行業處于競爭激烈的狀態，專業的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勢大舉進入CDN市場，市場流量被分化，互聯網企業也利用云計算發力CDN，整個CDN市場一片繁華。據數據顯示，CDN已占網絡中通信業務量的90％以上，CDN已經是通信的基礎設施。對于CDN行業來說，其存儲能力換傳輸能力、投入產出比高；業務的就近服務能夠提高業務質量和用戶體驗。CDN是以重迭網的形態存在，介于承載網與業務網之間，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
 

第一是實現信息通信網絡整合：分組傳送網實現點到點數據專線、分組數據網實現端到端數據連接、內容分發要建成內容分發網絡（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的輔助網絡；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技術的趨同已經具備標準化的基礎，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行業國際標準化現狀 

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,在網絡視頻、IPTV、移動流媒體等業務的推動下,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協議(RFC2186和RFC2187),定義了相鄰緩存之間交換數據的機制。2000年,思科發起成立了內容聯盟(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互聯相關的三個RFC先后發布,包括CDN互聯場景(RFC 3570)和互聯模型(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互聯的其他議題進行了深入研究,不僅包括CDN互聯的內容分發需求和CDN互聯架構的宏觀研究,也包括CDN之間的AAA互通和請求路由互通的技術細節研究。然而由于技術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化(ALTO)和去耦合的應用和數據(DECADE)等與內容分發密切相關的研究。ALTO工作組主要對利用網絡信息優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信息,有助于提高內容部署和請求路由的有效性,從而使得CDN與承載網的關系更為密切,網絡傳輸和分發效率也能得到提升。

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

ETSI
 

 

ETSI于2008年底成立了媒體內容分發(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中的內容分發互操作。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互聯用例與需求》(TS 102 990),針對CDN互聯時不同的商業模式分別提出了資源共享(Resource sharing)和聯合(Federation)兩種場景,并計劃提出互聯場景下的接口、QoS控制、轉碼、DRM等需求。MCD未來還將開發CDN之間的互通接口協議。與IETF前期以Web CDN的標準化范圍相比,ETSI MCD更側重于多媒體內容的分發。
 

W3C

 

以往CDN網頁緩存機制只能保證靜態頁面數據被緩存,而大量的個性化數據、認證數據、服務器動態生成的數據等動態內容無法通過緩存實現加速。

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

CDN國內標準化現狀
 

在國內，為促進我國互聯網CDN服務市場規范健康發展,中國通信標準化協會(CCSA)于2010年4月19日組建了互聯網CDN技術與服務標準項目組。鑒于當前提高產業認知度、改善服務質量是我國CDN產業發展中的緊迫任務,項目組將定義服務質量指標體系作為首要工作。2010年底，我國首部專門針對互聯網CDN服務設立的技術標準《互聯網內容分發網絡定義與基本指標》正式推出。草案規定了互聯網CDN的基本概念、分類和服務的基本指標體系。

CDN的服務質量指標主要是從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.分發性能指標；3.服務質量保障指標；4.服務易用性指標。項目組將按照該指標體系聯合開展相關的評測,公開發布評測結果,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產業服務水平的整體提升。

2015年12月25日，工信部發布了《電信業務分類目錄(2015年版)》，目錄明確將CDN業務列為第一類電信增值業務BI2,位于四類電信增值業務（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會主辦的TC1 WG2&WG3第十二次聯合會于廈門召開。中國通信標準化協會協會成員單位，30余人齊聚廈門，一起對CDN的行業標準進行了詳細討論。信息產業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的輔助網絡；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。技術的趨同使CDN已經具備標準化的基礎，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，阿里與網宿分別提交了基于HTTPS的CDN標準文稿，經過與會討論決定，以網宿主導、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加密技術在CDN網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體系架構創新方面存在重大機遇。為此,項目組將聯合產學研各方,共同攜手開展下一代CDN的技術研究和標準化的調研,為新一代CDN的標準化做好技術儲備,在條件成熟時啟動標準化工作。同時,項目組將以國內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產業的國際競爭力。
 

CDN標準化工作的問題與解決方案

我國互聯網CDN產業近幾年來發展迅速,但仍然存在諸多問題:一是市場對CDN的認知程度低,服務質量參差不齊；二是CDN行業技術水平有待提高，低水平同質競爭嚴重；三是對CDN的監管方式有待完善。為了破解CDN產業發展面臨的這些問題,結合我國CDN產業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在基本概念、服務質量、安全、互操作和新型CDN技術架構五個方面。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務的發展再次成為熱點。我國互聯網CDN標準化工作雖然起步較晚,但具備良好的基礎,需要產業各方共同參與。結合國際標準化組織的經驗與我國產業發展的實際情況，國內開展CDN標準化應堅持幾個原則。

首先，將滿足市場需求作為優先目標。近期應注重服務質量和安全等外特性的規范化。其次，從IETF等組織的經驗來看,標準化需要與技術和產業發展的節奏相適應，遵從適度標準化原則。再次，在下一代CDN的標準研究方面,我國已經具備基礎，應該采取國內國際結合的策略形成合力，爭取在國際標準制定方面形成突破,引領產業技術升級。