云网协同，运营商CDN云化技术应用

王维

【摘要】 随着三网融合的推进，运营商视频业务进入高速发展期，承载视频业务的CDN规模迅速增长，随之而来的问题是大量的硬件资源闲置。本文通过分析论证，寻找到三种方案并实践，有效优化资源配置，形成新型产品。

【关键词】 CDN Docker 云计算 CDN+P2P

运营商CDN目前基本专用承载视频业务，但视频业务对服务器的消耗仅局限于磁盘I/O和内存，使得大量的CPU、存储资源闲置，运营商一方面大量资源闲置，另一方面应对业务需求大量扩容云资源，如何有效提升资源利用率，形成新的服务能力，成为困扰运营商的一大难题。

一、运营商CDN云化的意义

随着国家战略转型，运营商也从业务、技术等多方面开始转变，中国电信提出了转型3.0战略，要以CTNet 2025为目标建设简洁、敏捷、开放、集约的下一代网络，其中重点支撑的2+5业务就包括视频和云业务。战略目标的确定使得2016年开始视频和云的投资、规模加速增长。随之而来的问题是CDN体量越来越大，但是单一的业务，导致闲置的如CPU、存储等资源也越来越多。以存储为例，目前安徽电信CDN共闲置16PB，而安徽电信全部云和大数据的存储仅为6PB。若能将这些闲置资源整合利用，可以大大节省投资，形成新业务能力。

二、运营商CDN云化方案

笔者团队通过细致的分析和论证，通过以下三个步骤的应用，最终达到“云网协同，优化资源配置和用户体验”的目的。

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，將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。进一步与现网云管理平台对接，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。

第三步，利用运营商优势，网随云动，提升用户体验：

主要解决节点集约化体验差和分散化利用率低的两难问题，节点集约，势必网络层级比较高，离用户较远，网络体验差，而节点分散，虽离用户较近，但需建设大量小节点，资源不均会带来50%利用率的损耗。通过将下级节点（Bras）传输直拉至CDN，既保证CDN节点的集约化，又更加贴近用户，取得一举两得的效果。

三、CDN云化初显成效

通过多措并举，已初显成效。云存储方式具备500T能力，云计算方式已试点商用，具备200G能力；CDN+P2P承载超过100万用户，可节省65%的CDN负荷，硬件吞吐能力提升250%；网络扁平至“2跳”，用户体验提升25%，节点下沉至县一级。

同时形成云+CDN一体化产品，具有以下三个特点：1、面向中小企业和新兴业务，如政府扶持的初创公司、高校等，没有资金建自己的CDN或云，且这些公司多为VR等新兴业务，这类业务不仅需要云，同时需要CDN，云+CDN的产品可提供融合服务。2、提供网+云+CDN的整体解决方案，用户不用从A租网络、从B租云、从C租CDN，一站式解决用户需求。并且因为运营商的网络优势，节点覆盖更广，更贴近用户，体验更好。3、资源高效复用，闲置率低，预计2017年可节省投资7500万、机架120个，年节电375万度。

结束语：面临互联网化发展的大环境，电信运营商也需想方设法降低CAPEX和OPEX，在降本增效的同时提供优质差异化服务。本文通过多种技术手段的结合，实现网+云+CDN的协同，达到“资源优化配置、用户体验提升、新产品能力提供”的目的。

参 考 文 献

[1] 聂 华，张 敏，郭敬荣，阳小龙. 基于内容流行度差异性的CDN-P2P融合分发网络缓存替换机制研究. 通信学报，2015，36（S1）：9-15.

[2] 吴哲夫，邬新东，张 彤. 基于Docker的OpenStack云平台卷存储模块的设计. 互联网天地，2015，11：22-26.