阿里云李忠仁：CDN業(yè)務(wù)升級與創(chuàng )新

CDN行業(yè)發(fā)展與演變

• 第一個(gè)階段是以圖文內容消費為主的階段 ， 大家上網(wǎng)主要使用PC， 訪(fǎng)問(wèn)的主要是門(mén)戶(hù)網(wǎng)站等含有大量圖文的內容；

• 第二個(gè)階段是圖文+視頻內容消費為主的階段 ， 直播、短視頻、長(cháng)視頻的普及， 帶領(lǐng)CDN進(jìn)入了快速增長(cháng)期， 帶寬每年成倍的增長(cháng)。但第二個(gè)階段爆發(fā)式增長(cháng)期已經(jīng)過(guò)去， 帶寬的增長(cháng)已經(jīng)放緩， 第二個(gè)階段即將結束。 

• 第三個(gè)階段現在正處于醞釀期 ， 隨著(zhù)5G、IoT的發(fā)展， 物聯(lián)網(wǎng)設備大范圍普及， 越來(lái)越多的設備會(huì )接入網(wǎng)絡(luò )， 必將會(huì )有標志性的應用出現來(lái)帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。CDN的分發(fā)也會(huì )由單一帶寬的分發(fā)， 擴展到帶寬、算力、存儲等多維度的分發(fā)。 

基于邊緣云節點(diǎn)的新型CDN技術(shù)架構

XDN整體架構

• 資源交付層 ，基于運營(yíng)商資源構建廣域覆蓋邊緣云計算基礎設施。節點(diǎn)硬件、網(wǎng)絡(luò )構成是異構的，供應鏈需要保障各種異構資源的高效接入生產(chǎn)系統。
• 平臺層 ，銜接了上層業(yè)務(wù)和底層資源，將供應鏈能力進(jìn)行整合來(lái)構建XDN的PaaS平臺，包含中臺支撐、智能調度、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。其中中臺支撐系統包含監控、日志、業(yè)務(wù)管控、資源納管，這里會(huì )涉及海量數據處理、配管指令實(shí)時(shí)下發(fā)、業(yè)務(wù)和資源的管理、計費、運作狀態(tài)監控等等。
  智能調度包含業(yè)務(wù)編排、資源調度，主要解決自動(dòng)化決策哪些業(yè)務(wù)跑在哪些資源上，哪些資源上應該跑上業(yè)務(wù)的問(wèn)題；和全局負載均衡一起決定著(zhù)XDN系統的彈性能力。
• 組件層，有高性能接入網(wǎng)關(guān)、高性能緩存服務(wù)器，高性能4層集群負載均衡等傳統CDN基本組件功能；以及可編程CDN、函數計算、邊緣轉碼、流媒體處理等各種生態(tài)外延功能。
  廣域覆蓋的節點(diǎn)承接了海量業(yè)務(wù)，需要成體系的安全防護策略來(lái)進(jìn)行攻擊防護、內容數據保護、傳輸可靠性保障等。
• 最上層是產(chǎn)品輸出層 ，包含CDN加速、內容下載、直播、點(diǎn)播、SCDN、DCDN， 以及向邊緣云的EdgeImage、 EdgeRoutine、和視圖計算等新型產(chǎn)品。 

新型CDN與傳統CDN的差異

1. 算力消耗需要準確的評估： 帶寬消耗可以通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)日志準確評估出來(lái)， 但是算力因為很多業(yè)務(wù)共享宿主機上的CPU， 怎么做準確的評估是需要深入研究的；

2. 算力對調度的準確性要求更高： 帶寬如果調度的不準導致節點(diǎn)水位偏高， 對業(yè)務(wù)的影響較小， 網(wǎng)絡(luò )丟包通過(guò)重傳等機制， 可以近乎做到業(yè)務(wù)無(wú)感；但是如果CPU水位偏高， 那么整臺機器幾乎處于不可服務(wù)狀態(tài)， 對業(yè)務(wù)的影響是比較大的。 

邊緣創(chuàng )新場(chǎng)景-ER

• 第一種請求到達網(wǎng)關(guān)以后， 直接通過(guò)ER處理， ER處理完以后直接通過(guò)網(wǎng)關(guān)返回給客戶(hù)，不再經(jīng)過(guò)緩存；

• 第二種ER向其他公網(wǎng)服務(wù)比如OSS等發(fā)起子請求， 然后把結果通過(guò)網(wǎng)關(guān)返回給客戶(hù)；

• 第三種請求到了ER后，可以從緩存、KV存儲里讀取或寫(xiě)入計算后的結果，一次計算的結果可以讓其他大量的請求復用，減少不必要的重復計算，降低延時(shí)；

• 第四種最復雜，ER和CDN業(yè)務(wù)進(jìn)行耦合，請求到網(wǎng)關(guān)以后，先進(jìn)入ER前置處理， 然后再走后續的CDN緩存和回源邏輯， 然后在通過(guò)ER和網(wǎng)關(guān)把響應返回給客戶(hù)。

邊緣創(chuàng )新場(chǎng)景-EI

• 自適應webp

  CDN根據請求頭Accept，判斷當前請求的客戶(hù)端是否支持webp格式，如支持自動(dòng)轉換為webp格式再返回給客戶(hù)端。webp格式由于自身高壓縮比，比如和jpg格式相比，同樣分辨率，大小會(huì )壓縮的更小，節約流量。

• 一鍵瘦身

  可通過(guò)配置，對某種格式的圖片請求統一做質(zhì)量縮放。在肉眼看不出變化的前提下，降低圖片的質(zhì)量，給客戶(hù)節省帶寬。

• 弱網(wǎng)環(huán)境自適應質(zhì)量

  CDN可根據請求的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境判斷如果網(wǎng)速較慢，則將圖片壓縮質(zhì)量后再返回，提高成功率和響應時(shí)間。

邊緣創(chuàng )新場(chǎng)景-視圖計算

邊緣創(chuàng )新場(chǎng)景-GRTN

• 優(yōu)成本 ，GRTN是一個(gè)多業(yè)務(wù)融合的網(wǎng)絡(luò )，可以支持直播、RTC和視頻上云等多種場(chǎng)景，業(yè)務(wù)復用率高，另外 GRTN內部鏈路更短，節點(diǎn)內的成本也更低。

• 提質(zhì)量 ，GRTN內部組網(wǎng)支持采用動(dòng)態(tài)選路的方式來(lái)構建的網(wǎng)狀結構，內部鏈路延時(shí)可以做到20ms左右，并且內部鏈路采用了私有協(xié)議來(lái)進(jìn)行高效傳輸。另外客戶(hù)端的推流和分發(fā)都是基于WebRTC來(lái)構建的，QoS擁塞控制是專(zhuān)門(mén)針對流媒體特性來(lái)進(jìn)行設計的，并且還在基于線(xiàn)上數據建設進(jìn)行持續迭代和打磨。

• 易擴展 ，GRTN支持了WebRTC協(xié)議，可以在單個(gè)連接通道上進(jìn)行全雙工的通信，從而可以很自由的進(jìn)行發(fā)布和訂閱媒體流，在業(yè)務(wù)的擴展性上帶來(lái)了更大的想象空間。