1、 中國聯通中國聯通 CUBECUBE- -CDNCDN 技術白皮書技術白皮書 中國聯通網絡技術研究院中國聯通網絡技術研究院 20182018 年年 6 6 月月 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 1 目錄目錄 一、一、 引言引言 . 2 1.1 背景 . 2 1.2 定位 . 3 二、二、 新需求及挑戰分析新需求及挑戰分析 . 4 2.1 發展需求 . 4 2.1.1 新業務驅動 . 4 2.1.2 新技術驅動 . 6 2.1.3 產業發展驅動 . 7 2.2 挑戰分析 . 8 2.2.1 挑戰 1：緊耦合架構 . 8 2.2.2 挑戰 2：管道化趨勢 . 9 三、三、 總體架構總體架

2、構 . 9 3.1 總體架構及部署 . 9 3.2 云化 CDN . 13 3.2.1 云化 CDN 平臺 . 13 3.2.2 結合 SDN 網絡的 CDN 智能調度 . 19 3.3 邊緣 CDN . 20 3.3.1 固定網絡邊緣 CDN 部署 . 21 3.3.2 移動網絡邊緣 CDN 部署 . 22 3.3.3 固移融合邊緣 CDN 部署方案 . 23 3.3.4 邊緣虛擬VCDN . 25 3.4 霧 CDN . 26 3.4.1 霧 CDN 架構 . 26 3.4.2 基于機頂盒的霧 CDN 節點 . 28 3.4.3 基于智能網關的霧 CDN 節點 . 29 四、四、 演進規劃

3、演進規劃 . 30 五、五、 結束語結束語 . 34 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 2 一、一、 引言引言 1.1 背景背景 CDN（Content Delivery Network）在互聯網中扮演著護航者和加速者的角色，使得用戶可就近獲取所需內容，在各種網絡環境下盡可能地保障內容在轉發、傳輸過程中的連貫性。CDN 如同互聯網中的快遞員，可將源站的內容分發到分布全球的 CDN 節點，快速地響應用戶請求，為用戶帶來極致的業務體驗。 CDN 與互聯網業務緊密結合， 隨著互聯網超高速發展， 進入 “大視頻時代”帶動了多媒體內容不斷豐富、超高清視頻業務及應用數量不斷激增， 大幅推動了對 C

4、DN 發展的需求； 同時， 云計算、 大數據、5G、SDN（Software Defined Network） 、NFV（Network Function Virtualization） 、 物聯網、 產業互聯網、 人工智能等新興技術不斷涌現，要求 CDN 進行革新與重構。 中國聯通致力于成為 “信息生活的創新服務領導者” ，著力實施“移動寬帶領先與一體化創新戰略” ， 通過提供領先的寬帶網絡能力以及一體化的服務策略來滿足客戶各類信息生活需求。 充分發揮全國寬帶網絡資源和服務優勢，加快固網寬帶升級提速，并推進固定和移動寬帶的融合和協同發展。多年來，中國聯通的 CDN 服務主要專注于自有視頻業務

5、，如 IPTV、手機視頻等業務的內容加速服務，積累了覆蓋廣泛的 CDN 基礎設施建設。當前，CDN 面臨新一輪的發展機中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 3 遇，中國聯通將在堅持以“網絡運營”為本，在提供高帶寬、低時延以及高可靠的網絡連接服務同時，基于現有 CDN 現狀能力，結合自身 網 絡 價 值 優 勢 ， 利 用 新 興 ICT(Information Communications Technology)技術，構建新型 CDN 架構，開放 CDN 能力資源，實現與產業鏈各方的合作共贏。 1.2 定位定位 中國聯通于 2013 年啟動了面向未來可運營的新一代新一代網絡網絡技術體技術體

6、系和架構系和架構CUBE-Net1.0 研究計劃，2015 年，為進一步提升端到端的用戶體驗、實現 CT 與 IT 深度融合以及云管端協同發展， 又開啟了新一代網絡架構 CUBE-Net 2.0，CUBE-Net 的內涵進一步豐富，在面向云服務（面向云服務（Cloud）的基礎上，引入面向客戶（面向客戶（Customer） 、面向面向內容（內容（Content）等新的服務元素。 本白皮書是中國聯通新一代網絡架構 CUBE-Net 2.0 中面向內容面向內容（Content）的延伸與擴展，遵循 CUBE-Net 2.0 的整體架構及技術演進方向，結合 CDN 的業務屬性和技術特性，并隨著 CUBE

7、-Net 的架構發展和演進及 CDN 技術的發展同步更新。 中國聯通將 CDN 的建設和發展定位為基礎網絡設施資源，聚焦大視頻及超高清視頻業務，著眼于各類互聯網業務的內容分發特性，提升端到端的用戶體驗、實現 CDN 的云管端協同發展，通過合理利用各類網絡節點布局，應用云計算、霧計算、SDN、NFV、P2P、MEC等新技術，既為自有視頻業務提供高效的分發服務，也為互聯網內容中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 4 服務商、第三方 CDN 服務商提供差異化的能力開放服務，構建覆蓋云端、霧端的邊緣能力開放的 CUBE-CDN，即即面向內容服務的開放面向內容服務的開放商業商業生態生態 CDN（Co

8、ntent-oriented Unlimited Business Ecological Content Delivery Network） ，提供靈活的網絡調度和內容分發能力，成為內容服務商和最終用戶之間的紐帶，構建新型的 B2B2C 商業模式，打造合作共贏的開放商業生態環境。 二、二、 新需求新需求及及挑戰挑戰分析分析 2.1 發展發展需求需求 2.1.1 新業務新業務驅動驅動 近年來，互聯網數據流量出現爆炸式增長，視頻、游戲、社交等業務快速增長，其中視頻業務是推動 IP 流量和總體互聯網流量增長的主力軍，根據思科可視化網絡指數（VNI）完整預測，到 2021 年將占互聯網總流量的 80%

9、，相比 2016 年的 67%增長顯著。到 2021年，全球每月互聯網視頻觀看時長將達到三萬億分鐘，這相當于每月有長達 500 萬年的視頻被觀看， 或每秒大約有 100 萬分鐘的視頻被觀看。 隨著視頻技術的發展，以 4K、8K、VR、AR 等業務為代表的極致清晰、極致鮮艷、極致流暢、360 度視角的超高清視頻成為人們新的需求，由此催生了視頻業務發展的新時代的到來大視頻時代！ 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 5 全球電信運營商積極布局大視頻業務， 中國聯通已經將視頻業務等同于語音、寬帶等業務，作為基礎業務發展，在網絡規劃與發展中增強與優化網絡傳送視頻的能力。 根據 Conviva 用戶

10、視頻報告的數據，35%的用戶把視頻觀看體驗作為選擇視頻服務的首要條件。當遇到卡頓時，56%的用戶會覺得難以忍受，從而選擇放棄。隨著 4K、8K、VR、AR 等大視頻業務的發展，將對網絡帶來數 10 倍的帶寬增長需求。4K 的分辨率為 38402160 是高清（19201080）的 4 倍，經過 H.265 編碼后，4K 視頻的碼率是高清視頻的 210 倍，對帶寬的需求為 22.5M75M。8K，VR則對帶寬提出了更高的要求，8K 視頻的帶寬需求為 4K 的 4 倍，約為 90M300M，VR 則為 4K 的 416 倍，每分鐘視頻的傳輸數據大約40-120GB， 會需要高效的傳輸效率， 同時由

11、于涉及多鏡頭內容拼接，對于實時 VR 的顯示要求又高，多流內容之間需要同步的傳輸，可能需要更高的傳輸質量監測和控制技術。 如此巨大的流量需求， 將會給運營商的網絡帶來前所未有的壓力。用戶視頻服務體驗對網絡延遲和抖動的變化極為敏感， 要求網絡具備低時延、高性能。因此，CDN 是保障視頻業務快速流暢體驗的“利器” 。 除了超高清晰度的視頻加速服務外，Web 加速、應用加速、文件加速等各類 CDN 服務需求也日益旺盛。對分發過程中的信息安全管理、保障內容分發過程中的安全服務技術要求也成為 CDN 的必備功中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 6 能。 因此，要求 CDN 具備新型的內容存儲技術、

12、流媒體分發技術、多業務加速技術、路由管理技術、CDN 資源管理技術、用戶管理策略、安全監管能力、靈活部署架構、節點向網絡邊緣下沉部署等將CDN 資源合理部署，運用多種新技術構建優質新型 CDN。 2.1.2 新技術新技術驅動驅動 5G、云計算、NFV、SDN 和 ICT 等技術的發展催生了 CDN 的發展。 SDN 通過網絡設備控制層面與數據層面的分離，基于軟件實現了網絡流量的智能控制，將網絡的管道功能變得更加靈活，實現網絡的集中管控與能力開放， 并具備可編程的能力。 CDN 可通過調用 SDN的網絡感知能力，實現在 CDN 和傳輸節點傳輸和控制資源的按需重分配，由此實現 CDN 的靈活調度與

13、最優路由。 NFV 通過使用通用硬件及虛擬化的技術，實現承載部分網絡功能，網絡資源可以達到靈活調、充分共享的目的，同時實現新業務的快速開發、按需部署、彈性伸縮、故障自愈等能力。將 CDN NFV 化可實現軟硬件解耦，實現 CDN 資源的自動部署和流媒體能力的按需分配。 5G 時代將為用戶提供極低延時、超大帶寬的業務，多接入邊緣計算 MEC（Mobile Edge Computing）是實現這些業務的關鍵技術，中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 7 MEC 可以按需、分場景靈活部署在無線網絡的邊緣，該架構使得無線網絡側業務可下沉至網絡邊緣， 構建無線邊緣云計算環境和網絡能力開放平臺，由此，

14、無線網絡側的 CDN 邊緣節點的下沉可在 MEC中靈活部署。 隨著 ICT 技術的發展， 加快了各類智能終端的硬件升級， 在計算、存儲、處理等性能方面有極大的提升。智能家庭網關、智能機頂盒、智能手機、智能平板等終端設備的硬件性能的提升，可安裝各類插件和外接存儲設備。利用智能終端長期在線、具有閑置計算資源和存儲資源的能力，將 CDN 的應用進一步下沉至用戶的家庭終端節點，采用 P2P 技術， 形成霧計算能力， 由此可提供更加優質的內容分發服務。 2.1.3 產業產業發展發展驅動驅動 面對大視頻時代下超高清視頻業務的快速增長， 需要在網絡邊緣部署大量的 CDN 節點，以提升用戶體驗?；ヂ摼W CDN

15、 服務商、OTT視頻的 CDN 節點只部署在集中的 IDC 內，而邊緣節點的部署將面臨巨大的帶寬資源和機房資源成本投入。 而電信運營商則天然具備廣泛覆蓋在邊緣網絡資源、海量的用戶終端網絡的計算資源和帶寬資源，但是卻缺乏 CDN 的開發、運營能力，面對互聯網復雜多樣的內容分發需求，無法提供靈活多樣的軟件迭代開發能力?；ヂ摼W CDN 服務商則在 CDN 的技術積累、運營經驗、服務品質、網絡布局上占有很大優勢。有成熟的 CDN 系統軟件和支撐系統；電信運營商對 CDN的運營是互聯網轉型的重要嘗試，CDN 的運營可掌控互聯網的內容中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 8 及數據信息，通過大數據的分

16、析形成價值鏈，參與互聯網內容及數據運營。 綜上，電信運營商與互聯網 CDN 服務商在 CDN 的運營上各有千秋，各有發展訴求。因此，電信運營商通過各種網絡資源的整合與統一能力開放，可以與互聯網 CDN 服務商、OTT 視頻內容商進行合作，通過靈活的商業模式，加快整個 CDN 產業的發展，優化用戶視頻業務的感知，提升用戶滿意度和粘性，提升內容、感知、成本掌控力，支撐流量運營和增值業務，打造多方共贏的產業圈，助力運營商戰略轉型。 2.2 挑戰挑戰分析分析 2.2.1 挑戰挑戰 1：緊耦合緊耦合架構架構 中國聯通已經建設了覆蓋全國 31 省各地市的 IPTV CDN， 但各省CDN 獨立發展建設，形

17、成了“煙囪式” 、 “孤島式” 、 “緊耦合”的架構，省內多套獨立的 CDN 平臺共存，與各自的 IPTV 業務平臺緊耦合，只能提供 IPTV 業務，不能形成資源共享與互通，無法實現 CDN資源的能力開放。只能在省內進行服務，不能實現全國的分發能力。 然而，IPTV CDN 已經具備相當大的規模，并且具備大量的下沉至網絡邊緣層面的節點資源，如何將這些資源進行改造和再利用，形成滿足新業務需求、應用新技術發展的新型 CDN 架構，是當前迫切需要解決的問題。一方面為 IPTV 等自有視頻業務提供靈活、多樣的中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 9 服務，另一方面，形成全國統一的 CDN 服務能力

18、，構建 CDN 基礎網絡服務，將 CDN 進行能力開放，形成新的價值。 2.2.2 挑戰挑戰 2：管道化趨勢管道化趨勢 隨著互聯網 OTT 業務的蓬勃發展， 電信運營商逐漸失去優勢價值，面臨被管道化的困境。 主要表現在用戶感知受制于內容提供商 （CP）及 CDN 服務提供商，互聯網企業通過 CDN 逐漸滲透電信基礎網絡業務。電信運營商很難通過 OTT 業務獲利，面臨被管道化危機。 由此，電信運營商需要利用自身優勢進行轉型，運營 CDN 是轉型的重要舉措。在數據業務時代，CDN 將網絡價值最大化，依靠運營商的基礎網絡、基礎設施的資源優勢，通過自建互聯網 CDN，開展差異化的 CDN 業務服務，以

19、最優的質量、低廉的投資提供業務；通過與互聯網 CP/SP 及第三方 CDN 公司的合作，將 CDN 資源進行能力開放。 通過對大量流經 CDN 的互聯網內容進行數據分析與識別，掌控內容資源、數據資源，構建 “雙贏”的平臺，重新獲得運營話語權，避免被管道化的困境。 三、三、 總體總體架構架構 3.1 總體總體架構及部署架構及部署 CUBE-CDN 的核心思想是構建覆蓋云端、網絡邊緣、霧端的服務能力，可提供固移融合的、面向自營業務 B2C 業務及面向 CP/SP中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 10 的 B2B 業務，通過邊緣能力開放、網絡虛擬化、智能精準調度、P2P終端服務等技術，構建如

20、圖 1 所示的頂層架構，其目標技術架構包含三個部署組成部分。 集中控制與資源管理的云化平臺部分。 下沉固移網絡邊緣節點服務能力部分。 家庭終端提供對等服務的霧節點部分。 圖圖 1 中國中國聯通聯通 CUBE-CDN 目標技術架構目標技術架構 （1）集中控制與資源管理的云化平臺部分集中控制與資源管理的云化平臺部分 云計算技術在信息通信領域廣泛應用， 將 IT 基礎設施變成如水電一樣按需使用和付費的社會公用基礎設施， 正在成為信息服務的主體模式。CUBE-CDN 將中心控制、管理、存儲等部分業務功能部署在中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 11 云資源上，可實現計算能力、存儲能力和承載調度能

21、力的資源平衡與靈活調配，同時實現統一的能力開放。 云化的平臺可提升系統的擴展性和可運營性，在迎接未來業務發展時，可提供更加敏捷的技術支持、自動高效的運營支撐、靈活豐富的業務接入模式，靈活適應各類互聯網業務應用，快速響應業務與部署，支持未來新出現的各類新業務。滿足自動化、智能化、開放化的運營需求， 為多租戶提供優質調度路由、 QoS 保障等差異化服務保障。同時，提升整個系統的穩定可靠性，當某個節點癱瘓或負荷過重時，自動將用戶調度到其他節點服務，防止熱點瓶頸的產生，保障用戶服務的連續性，提供穩定的服務質量。采用虛擬化的架構，將各類計算資源、存儲資源形成虛擬資源池，根據具體需求進行資源動態分配，可大

22、幅節省建設運維成本。 （2）下沉固移網絡邊緣節點服務能力部分下沉固移網絡邊緣節點服務能力部分 隨著未來 4K、8K、VR、AR 等超高清視頻業務的普及發展，要求網絡具備高帶寬、高并發、高突發、高感知、低時延的特性。為了降低骨干網絡壓力，提升用戶訪問相應速度，規避網絡傳輸過程中的瓶頸，最有效的方案是將 CDN 下沉至網絡邊緣，為用戶提供快速響應的分發服務。邊緣 CDN 重點提供邊緣節點的內容存儲與緩存、局部負載均衡與調度，為邊緣用戶提供內容分發服務。形成一張敏捷、智能和有價值的邊緣 CDN 資源能力。 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 12 對于固定網絡，CDN 節點下沉至 BNG（Br

23、oadband Network Gateway）業務控制網絡設備層，在人口稠密的熱點地區，可進一步下沉至 OLT 接入網絡設備層； 對于移動網絡， 隨著 5G MEC 的部署，為 CDN 提供了下沉至移動網絡內部的技術解決方案，可根據 MEC節點的部署及業務規模的需求，可下沉至 IP RAN(Internet Protocol Radio Access Network)匯聚層，在熱點業務區，可下沉至基站層。隨著 CO（Central Office）重構的發展，構建邊緣 DC（Data Central） ，固移網絡掛接在匯聚網絡層面的 CDN 節點可融合部署，將移動網與互聯網業務深度融合，利用虛

24、擬化技術、SDN/NFV 技術將節點虛擬化，通過云化 CDN 的資源調度，提供第三方應用集成，實現網絡和應用的無縫結合。邊緣 CDN 是電信運營商的獨有的能力資源，可統一開放給各類 CP/SP、第三方 CDN，按需提供資源服務。 固移融合的邊緣 CDN 可有效減少超高清視頻業務流量傳輸路徑，減少丟包、延時，有利于提高視頻業務質量；同時，由于用戶視頻業務就近得到服務，極大減輕了匯聚網絡和核心網絡的擴容壓力，繼而大幅降低網絡建設成本。 （3）家庭終端提供對等服務的霧節點部分家庭終端提供對等服務的霧節點部分 隨著 IT 技術的發展，家庭終端的計算能力、存儲能力越來越強，家庭網關、光貓、機頂盒、路由器

25、等設備數量龐大，并且存在大量的空閑資源。 將這些終端資源進行整合， 可以作為一個個的 “霧節點” ，利用 P2P 技術把霧計算的概念引入 CDN 網絡，形成“霧 CDN” 。霧中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 13 計算拓展了云計算（Cloud Computing）的概念，相對于云來說， “霧是比云更貼近地面” ， 即用戶獲取內容的節點， 霧 CDN 的內容存儲及服務相關的處理和應用程序都集中于用戶終端的設備中， 由終端設備直接為用戶提供服務。 霧 CDN 利用終端間的 P2P 傳輸提供 CDN 服務，將 CDN 的邊緣節點延伸至家庭網絡內。 通過云端的后端調度管理中心將這些終端進行內

26、容資源的部署、霧節點的連接互通，并根據訪問需求調度到最優的霧節點，由霧節點直接為各類用戶提供服務。 霧 CDN 的引入，為運營商帶來諸多好處。首先，由于霧節點離用戶更近，時延更小，可以為 4K/VR 等超高清視頻提供優質的用戶業務感知，提升了用戶的業務滿意度；其次，由于用戶獲取的資源更多的位于用戶終端上，可以不用從邊緣 CDN 節點去獲取內容，從而可以大幅緩，解邊緣 CDN 節點壓力，同時節省骨干網絡的流量壓力，節省網絡建設成本；利用寬帶網絡豐富的“閑置”上行帶寬資源，將霧 CDN 資源出租給 CP/SP 及第三方 CDN，從而創造新的業務收入。 3.2 云化云化 CDN 3.2.1 云化云化

27、 CDN 平臺平臺 云化 CDN 平臺將計算資源、存儲資源進行池化，具備智能化、高可靠性等優勢。 為了進一步提升CDN的擴展性和可運營性， 將CDN中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 14 的中心控制、 管理、 存儲等部分業務功能部署在云資源上， 云化 CDN支持全網流量定向智能化調度、兼容固移網絡業務，支持多平臺服務器協同管理服務，可實現計算能力、存儲能力和調度能力的資源配置與靈活調配，并實現整個 CDN 的統一的能力開放。 云化 CDN 平臺充分利用云計算的自動化、快速應用部署和開放接口帶來的諸多便利，云化資源池提供了部署的靈活性、自適應、高可靠性、高可擴展性等特性，使得 CDN 資

28、源利用率、服務效率極大地提高，加快了全網資源配置速度，增強了管理控制節點的可靠性，節省了運營建設成本。 云化 CDN 由物理層、平臺層及應用層構成，如圖 2 所示。 圖圖 2 云化云化 CDN 架構架構 （1）應用層：應用層： 應用層提供統一的業務接入，部署各類 CDN 業務，包括 B2B 的中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 15 合作業務和 B2C 的自營業務等應用，B2B 業務可面向 CP/SP、互聯網企業、 第三方CDN企業提供CDN出租服務； B2C業務可提供IPTV、手機視頻、OTT 視頻、應用加速等服務。依據不同業務的個性化需求，靈活的進行業務服務功能配置，快速適應業務需求

29、的變更。 （2）平臺層：平臺層： 在物理層所提供的虛擬化資源、 網絡資源的基礎上， 將云化 CDN管理應用部署的虛擬化資源池中， 利用云計算海量處理數據的并行處理能力，使得云平臺資源具備更高的性能、更高的利用率。 平臺層主要包含了內容分發功能、 全局調度功能和云平臺資源管理等功能，同時提供統一 API 接口向 B2B 業務用戶進行能力開放。 內容分發處理功能內容分發處理功能 由云化 CDN 統一管理視頻、大文件、小文件等內容資源注入、存儲調度、內容分發等業務邏輯，由內容注入模塊、內容分發模塊、存儲調度模塊組成。 內容管理：負責內容在 CDN 內各項屬性的信息登記與管理，包括內容 ID、媒體元數

30、據信息、生命周期、內容狀態、更新策略等功能。 內容注入：根據 CP 的內容注入請求，從指定的地址獲取到相應的內容元數據信息及實體文件，并根據相應的文件進行適當的預處理工作， 預處理后將內容保存在云化 CDN 內容存中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 16 儲設備，CP 可根據部署地點，就近選擇云化 CDN 中心進行內容注入， 多個云化 CDN 中心內部自動實現注入內容的實時同步。 內容推送： 內容推送依據內容調度策略、 邊緣節點 CDN 或霧CDN 的請求進行內容的分發。根據 CDN 中各內容的熱度情況、 是否新片等， 以推、 拉的方式動態地調整內容在邊緣 CDN或霧 CDN 中的分布。

31、 內容存儲： 內容存儲模塊為云化 CDN 系統存儲各種內容文件，作為 CDN 系統的中心存儲模塊， 受內容管理模塊管理。 支持智能空間管理，根據磁盤空間、內容訪問熱度等多種策略更新自身存儲內容，以提高緩存命中率?？蓪崟r查看云化 CDN內存儲占用情況并提供內容列表。 全局調度功能全局調度功能 主要負責接受終端用戶業務訪問請求，作為 CDN 業務的訪問入口，負責將用戶根據策略調度到不同的 CDN 節點進行服務調度，并為各類終端用戶提供業務服務。 智能控制模塊 智能控制模塊負責 CDN 系統的全局調度控制，根據調度策略將其調度到合適的節點提供服務。在接收用戶的服務請求后，查找內容的存儲位置，根據節點

32、的健康狀況、負載情況將服務調度到最優的節中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 17 點，由節點業務服務器向用戶提供服務，智能調度的準確性和效率決定了整體 CDN 的效率和性能。 智能控制模塊支持基于 DNS 解析、HTTP 重定向、IP 地址調度等多種調度方式。隨著承載網絡向 SDN 方向的發展，智能控制模塊可通過與網絡 SDN 控制器之相互協同合作，靈活滿足用戶的網絡需求，是未來構建內容分發網絡的智能調度功能的重點。 能力開放能力開放 在 云 化CDN平 臺 提 供 并 建 立OPEN API(Application Programming Interface)應用接口體系，提供了一個通

33、用的 CDN 服務能力，允許各類企業用戶（CP/SP、第三方 CDN 服務商）調用中國聯通 CDN 資源。 當終端用戶向企業用戶的業務發起內容請求時， 由企業用戶控制，既可以使用其自有的 CDN 節點進行內容傳輸，同時也可以通過 API接口將用戶請求發給中國聯通開放的 CDN 資源服務于終端用戶。云化 CDN 對 API 接入的權限進行控制，使得企業用戶安全地使用中國聯通的 CDN 資源節點。 在 OPEN API 接口中， 定義了企業用戶自身的調度控制模塊和云化 CDN 的調度控制模塊交互所需信息，通過開放式的多級調度控制模塊對接，可以跟蹤并記錄內容訪問歷史、軌跡，終端用戶的位置信息、 內容

34、信息等， 通過接口將這些信息開放給云化 CDN 和企業用戶，最終由調度控制模塊進行調度，選擇距離終端用戶最近、傳輸鏈路最中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 18 短、鏈路帶寬最寬的節點進行內容分發。 云平臺管理云平臺管理 虛擬資源 管理各類虛擬化資源的生命周期，根據用戶需求添加、移除或更改虛擬資源的配置，是共享計算資源、網絡資源、存儲資源的集中管理模塊， 同時支持多租戶管理功能， 為不同的租戶提供差異化的支撐。實現云平臺虛擬服務器資源、存儲資源、網絡資源的統一管控。 網絡管理 網絡管理對云平臺進行全方位的指標監控， 包括服務器、 數據庫、網絡設備等網元的負載和性能等指標監控。提供云化 C

35、DN 設備的網絡拓撲結構，提供分級的網絡拓撲圖像及其相關信息，維護和管理網絡資源，并按照多種業務策略配置監控告警策略。 服務統計 提供統一的服務統計功能，實時收集云化 CDN、邊緣 CDN 及霧CDN 的運行狀態、網絡狀態、用戶訪問數據等各類日志數據，根據服務對象提供統計分析功能。 （3）物理層：物理層： 為平臺層提供所需要的計算、存儲和網絡資源，由 x86 通用服務器、網絡設備、存儲設備等組成，通過虛擬化等技術將物理資源池組化，作為基礎設施資源保障所提供的能力被平臺層按需使用和訪問。 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 19 在云化 CDN 的部署上，為了保障整體云化 CDN 系統的高

36、可靠性，云化 CDN 的部署采用分布式多中心方式。選取全國不同區域或地市的機房部署兩個或多個資源集群，進行分布式的建設；多個中心的功能、地位相同，互相協同工作，并行的為業務訪問提供服務。并且當其中一個云化 CDN 中心故障無法服務的情況下，其他的云化CDN 中心可以快速接管業務，達到異地備份的效果，實現用戶業務的故障無感知。 3.2.2 結合結合 SDN 網絡的網絡的 CDN 智能調度智能調度 隨著未來 SDN 技術的成熟和應用，CDN 網絡可按需獲取 SDN網絡資源。如圖 3 所示，根據 CDN 業務需求實現精準調度和配置網絡資源，通過與 SDN 控制器協同工作，實時調用 SDN 網絡連接、

37、拓撲、帶寬和 QoS 等網絡能力，結合 CDN 網絡感知用戶業務質量的能力，基于用戶體驗為各類終端用戶提供差異化的、實時的、動態的內容分發服務。 圖圖 3 基于基于 SDN 網絡網絡的的 CDN 智能調度智能調度 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 20 SDN控制器可以根據實時網絡流量，在網絡上實現用戶流量的轉發控制，從實時并發網絡流量、歷史網絡鏈路資源負荷兩個維度上進行策略配置， 通過SDN控制器動態計算網絡拓撲和流量狀態并分配最優路徑，最大化利用網絡資源，讓節點提供服務。 結合SDN控制器，云化CDN的調度將從傳統的基于負荷調度機制轉變為基于終端用戶體驗和網絡資源的智能調度。 根據

38、終端用戶行為、業務模型，CDN節點在線并發的時間曲線，云化CDN調度按照業務需求向SDN控制器申請網絡資源， SDN控制器依據業務需求進行網絡資源的調度和策略配置的優化，實現內容分發網絡智能、靈活的資源調度。 3.3 邊緣邊緣 CDN 邊緣 CDN 是部署在網絡邊緣節點， 為高帶寬、 低延時類業務提供高質量的內容分發服務，邊緣節點提供內容存儲與緩存、局部負載均衡與調度等功能。邊緣 CDN 架構如圖 4 所示。 圖圖 4 邊緣邊緣 CDN 架構圖架構圖 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 21 固定網絡邊緣 CDN 節點一般部署在 SR/BNG 網絡設備層，在熱點地區、人口稠密地區下沉至

39、OLT 接入網絡設備層，讓 CDN 節點更貼近用戶。 移動網絡邊緣 CDN 節點是隨著未來 5G 網絡 MEC 部署架構進行移動 CDN 節點的下沉部署。隨著 NFV、虛擬化的技術發展，將邊緣 CDN 向虛擬化 vCDN 演進。 3.3.1 固定網絡邊緣固定網絡邊緣 CDN 部署部署 固定網絡邊緣 CDN 網絡以基礎承載網絡模式構建，向下服務多種終端用戶，采用分布式的架構建立高效綜合的內容分發網絡，從而更好地支持超高清視頻業務，部署方式如圖 5 所示。 圖圖 5 固定網絡邊緣固定網絡邊緣 CDN 部署部署 地區地區級固網邊緣級固網邊緣 CDN 部署部署 地區級固網邊緣 CDN 部署在某省、地市

40、的核心機房內，旁掛于城域網 CR 設備。 在業務流量相對較小，帶寬容量充足的地市，地區級的邊緣 CDN可滿足該地區的全部業務需求；在業務量較大的地市，地區級的邊緣CDN 與更下級的邊緣 CDN 協同工作，可以作為區域級 CDN、熱點地區中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 22 邊緣 CDN 的服務能力的補充和服務中繼節點。 區域級區域級固網邊緣固網邊緣 CDN 部署部署 邊緣 CDN 部署在城域網的 SR/BNG 網絡設備層，邊緣 CDN 節點旁掛于多個 SR/BNG 進行部署，區域級 CDN 服務范圍覆蓋依賴于SR/BNG 的覆蓋范圍，適用于大規模、大流量的視頻內容分發業務。 固網邊緣

41、 CDN 部署在 SR/BNG 是目前采用較多 CDN 部署方案，從傳輸鏈路上來看比較接近用戶，為用戶提供服務在傳輸路徑較短，服務質量可以得到比較好的保障。 減少了核心 CR 至 SR/BNG 之間和大帶寬業務流量對核心網 CR 設備的容量沖擊，降低了核承載心網的壓力。 熱點地區邊緣熱點地區邊緣 CDN 部署部署 在部分熱點地區可將 CDN部署到接入機房進行部署。 熱點地區邊緣 CDN節點可旁掛于 OLT或接入交換機等設備下。 對于人口密集、超高清視頻業務需求量大的社區、企業園區、校園等熱點地區選擇性部署熱點邊緣 CDN。熱點邊緣 CDN 為用戶提供服務時， 業務流量只需要通過家庭網絡與接入網

42、絡設備之間這段鏈路進行傳輸，傳輸路徑最短，時延最低，視頻服務質量可以得到良好的保障，對核心網絡帶寬壓力大幅的下降。 3.3.2 移動網絡邊緣移動網絡邊緣 CDN 部署部署 移動網絡邊緣 CDN 可依托于 MEC 進行部署，MEC 運行在物理平臺或虛擬化平臺上，承載和部署本地應用，在 MEC的 IaaS層部署中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 23 移動邊緣 CDN節點，基于中國聯通 LTE網絡 MEC的三種典型部署方式，對應移動邊緣 CDN有相應的三種部署方案，如圖 6 所示。 圖圖 6 基于基于 MEC 的移動邊緣的移動邊緣 CDN 邊緣級移動 CDN：隨著 MEC 部署于基站與回傳網

43、絡之間。該部署情況下，CDN節點服務于少數基站下終端用戶，終端用戶和 CDN服務節點之間傳輸影響較小， 傳輸鏈路時延最短，更貼近終端用戶側提供最短路徑的服務。 區域級移動 CDN：隨著 MEC 部署于匯聚層和接入層之間。在區域級的場景下， 可以服務于某些固定范圍內的移動 CDN業務， 如： 大型商業 Mall、 大型場館、 園區等面積較大區域，針對范圍內進行定制化的 CDN加速服務， 覆蓋范圍面積較大，時延也比較低。 地區級移動 CDN：部署在匯聚核心層，可以覆蓋相對較大的區域范圍，這種部署方式可以適用于某些區域性業務，相較于邊緣、區域級別的部署延遲相對較大。 3.3.3 固移融合邊緣固移融合

44、邊緣 CDN 部署方案部署方案 未來新一代的網絡是以數據中心 DC 為中心的網絡，中國聯通的中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 24 部分網絡局點 CO 改造后形成邊緣 DC，將部署通用服務器、存儲資源、DC 交換機、控制器、協同器、虛擬網絡功能、各類應用軟件、接入設備、城域網設備等，實現固網資源、無線資源的集中控制和管理，固移融合邊緣 CDN 節點可部署在邊緣 DC，同時掛接固網和移網的匯聚網絡層面設備，實現邊緣 CDN 的固移融合部署，如圖 7 所示。 圖圖 7 邊緣邊緣 DC 固移融合邊緣固移融合邊緣 CDN 部署部署 將固移融合邊緣 CDN 節點下沉部署在邊緣 DC 內部，邊緣

45、CDN既可服務于固網 CDN 業務，同時也可以服務于移網 CDN 業務，提高了邊緣 CDN 的資源利用率，又極大的降低了邊緣 CDN 的投資建設成本。 在未來面向 CO 重構、5G無線技術的發展、邊緣 CDN固移融合業務場景， 邊緣 CDN節點的下沉更能發揮網絡運營商網絡控制優勢，體現運營商的競爭優勢，提供更開放、豐富的固移融合 CDN服務。 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 25 3.3.4 邊緣邊緣虛擬虛擬 vCDN 傳統的 CDN 系統依賴于專用 CDN 硬件設備，虛擬 vCDN 部署在虛擬化平臺所提供的計算資源、 存儲資源和網絡資源， 允許 vCDN 能夠在數分鐘之內完成 CD

46、N 資源的調整和部署，而不用更長的項目實施周期，能夠大幅降低 CDN 部署的時間成本以及建設成本，如圖 8所示。 圖圖 8 虛擬虛擬 vCDN 部署部署 邊緣 CDN 部署在邊緣 DC 和 MEC 所提供的虛擬資源池之中，結合云化 CDN 和 vCDN 技術將所有邊緣節點進行虛擬化管理，將 CDN的服務能力進行彈性的擴展， 為不同業務提供不同的虛擬節點進行服務，動態按需規劃 vCDN 資源，使得 vCDN 的使用率最大化，依托云計算實現 vCDN 能力的編排與調度， 形成虛擬 CDN 資源池， 包括：虛擬主機資源、虛擬存儲資源和虛擬交換網絡資源。 虛擬 vCDN 可以達到資源的一點管控、一次集

47、成，達到全國多地域、本地及遠程部署效果，根據企業用戶的業務需求，提供差異化、中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 26 快速精準的服務響應。 3.4 霧霧 CDN 在家庭網絡中部署著多種終端設備，包括家庭網關、機頂盒、路由器等。這些設備分布廣泛且數量龐大，把霧計算的概念引入未來CDN 的架構中，將家庭網絡中的終端設備作為的霧計算的節點，引入P2P技術構建霧CDN節點。 通過云化CDN智能調度模塊將霧CDN進行連接， 最終 CDN 系統的服務節點可以下沉延伸至家庭網絡內部，使得霧 CDN 節點離終端用戶更近，時延更小，提升 4K 等超高清大帶寬的業務體驗和用戶感知。 霧 CDN 的部署， 可

48、以極大緩解傳統 CDN 服務節點的承載壓力，提升 CDN 網絡在節點分布少和流量高峰時期的整體服務能力。同時由于距離用戶更近，在終端上可直接掌握視頻播放體驗，實時調整優化 CDN 調度的算法，保障服務質量。 3.4.1 霧霧 CDN 架構架構 霧 CDN 的部署部署在家庭網絡內部，由云化 CDN 管理調度，整體架構如圖 9 所示。 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 27 圖圖 9 霧霧 CDN 系統架構圖系統架構圖 霧 CDN 作為資源分享的 Peer 點， 由安裝了 P2P 軟件的終端設備組成。具有 P2P 服務和使用功能，可以從其他 Peer 點獲取資源，同時也可以為別的 Peer

49、 點提供資源。 通過云化 CDN 智能調度模塊進行霧 CDN 節點的調度控制，由云化 CDN 內容分發處理功能進行霧 CDN 資源預部署，由服務統計模塊對霧 CDN 進行數據統計。 內容分發處理功能的內容推動模塊， 可以根據業務需求將熱點資源提前部署到霧 CDN 節點內， 當有業務觸發時， 霧 CDN 節點的 P2P使用模塊去云化 CDN 智能控制模塊請求獲取資源，調度控制根據預先部署的資源列表返回多個 Peer 點提供服務，霧節點 CDN 內部 P2P使用模塊和其他 Peer 點之間進行資源共享和獲取。 中國聯通 CUBE -CDN 技術白皮書 28 圖圖 10 霧霧 CDN 系統組成系統組

50、成 3.4.2 基于基于機頂盒機頂盒的的霧霧 CDN 節點節點 傳統的 IPTV 網絡，邊緣 CDN 一般部署在城域網出口 CR 處，機頂盒資源需要從邊緣 CDN 處獲取，通過接入網到家庭終端，最終到機頂盒，用戶的網絡時延=CDN+家庭網絡+終端時延。隨著 4K、8K 等超高清視頻的發展，這類業務對時延要求苛刻，為了滿足這類業務的用戶感知，可以把 CDN 的邊緣節點延伸至機頂盒，通過在機頂盒上安裝 P2P 的軟件，每一個機頂盒形成一個 Peer 點， 可以從別的 Peer 點獲取資源，也可以從現網邊緣 CDN 獲取。同時也可以為別的 Peer 點提供資源。更多的資源從機頂盒之間獲取，大大緩解了