CDN向视频算力网络演进之路

        随着数字化转型推进，算力网络逐渐成为行业焦点。而CDN（内容分发网络）最核心的功能就是内容分发和加速，将用户需要访问的资源通过调度策略，分发到离用户更近的地方，提升内容访问效率，缓解网络拥塞。算力网络和CDN在服务器、机房及网络等基础资源分布需求上基本一致。CDN与算力网络不是简单替代关系，在视频领域，CDN可以向算力网络演进，成为算力网络的重要组成部分。

CDN是视频服务承载主力

        随着4G、5G通信技术的成熟，全球互联网迎来发展浪潮，进入移动互联网时代。除了网页内容加速需求爆发之外，短视频、直播等应用得到普及发展，CDN也迎来高速发展阶段。据统计，互联网流量中视频流量占据总流量的80%以上，CDN更加注重媒体服务能力和用户体验，比如高吞吐、超低时延、低成本、高流畅、高可靠等特性，关注的技术指标也从基础的缓存命中率、延时、源站带宽降低，扩展到首播时间、推流稳定性、卡顿率等。这些变化对CDN提出了更高的要求，CDN需要采用更加精准的智能调度系统来实现节点之间的负载均衡，结合节点内部的稳定性优化策略，在缓解流媒体的潮汐流量对CDN节点的冲击同时，能够确保上述各项服务指标不受影响。

CDN是算力网络的基础资源

        信息化发展、数字化转型催生海量大数据，需要更多下沉的计算能力，算力网络需要一个具备边缘能力的载体，基于分布式架构的CDN成为不二之选。

CDN成为算力网络基础底座的几大优势有：

- CDN网络拥有遍布各地、接近用户的庞大服务器集群，是优势边缘计算资源；

- CDN具备很强的弹性能力，可以很好地应对高并发，做到合理使用计算和带宽资源，节省成本；

- CDN本身具备防攻击以及流量清洗的能力，基于CDN建设的算力网络也就具备很强的安全性。

视频业务新场景驱动CDN技术变革

        随着全千兆时代的到来，泛在化场景渗透、沉浸式交互体验成为发展方向，超高清技术为消费升级、行业创新提供新的场景，比如VR、AR等一系列沉浸式视频技术逐渐成熟，并在赛事直播、文旅直播、教育、医疗等行业广泛应用。

        视频呈现形式、业务应用场景正在不断丰富和完善，典型的视频场景包括：

- 传统电视大屏、手机电视，新兴的云电脑、云游戏等；

- 业务创新和视频经济融合，如机器视觉、芯片质检、智能驾驶等；

- 全新的视频生态，如元宇宙、视频看房等。

        各种视频应用的支持技术各有不同，但都对网络提出了新的要求，要求网络的时延越来越低、带宽越来越大、网络可靠性越来越高，这些需求都对承载视频业务的CDN网络提出了新的挑战。

CDN向视频算力网络演进路径

        为了迎接这些变化和挑战，中兴通讯提出视频算力网络解决方案，推动融合CDN向视频算力网络演进（见图1）。算力网络演进分为三个阶段，以CDN虚拟化为基础，逐步支撑多业务融合并向新场景拓展。

                                                                                      图1   CDN演进为视频算力网络

阶段一：云化CDN

        CDN的资源云化是演进的基础，只有将CDN节点进行虚拟化，转变成边缘云架构，支持CDN和其他视频应用的灵活快速部署，才能对CDN网络进行改造和转型。

        目前中兴通讯的CDN系统已经实现了全面容器化，具备与主流云平台对接部署的能力，同时优化性能指标，vCDN的性能达到物理机的90%以上，实现分钟级的容器动态弹缩，大大提升了CDN部署和服务的灵活性。

阶段二：视频算力的统一调度管理

        在第一阶段的基础上，对CDN已经云化的资源进行统一管理，实现算力资源共享与多业务综合调度。整体视频算力的统一包含纳管与调度服务，在纳管多云资源，完成各应用的资源申请管理和分配的基础上，结合网络及算力信息，指导网络调优及应用部署。

        传统CDN的调度决策依据是一维的，主要基于节点的状态、内容的分布，基于用户就近原则进行调度，对实际物理链路的情况并不感知。这样就会出现一个问题，即使节点轻载，但因为用户到节点的链路状态异常，仍会引起用户的质差。中兴通讯打通了CDN和网络之间的信息通道来解决这个问题，通过CDN调度与IP网络控制器的交互实现算力与网络的协同，实现算力对网络的信息告知和网络对算力的QoS保证。

阶段三：赋能视频业务新场景

        前两个阶段的基础上，中兴通讯提出基于现网CDN搭建视频算力网络的解决方案，通过算网融合实现算力和网络的协同调度，赋能视频业务新场景。

        在视频能力上，具备基础视频算力，如存储、录制、时移、编解码、转码、截图等视频处理能力。面向低时延互动直播、短视频/UGC等新型业务场景，逐步具备低时延、实时交互等能力；面向多视角、自由视点、VR/AR等多维高码率视频业务场景，逐步具备快速分发、FOV、帧同步、视频渲染等能力；面向多业务协同，逐步具备实现资源共享能力，实现vCDN、vSTB、vEPG、云电脑等多种业务的资源申请和编排，并进行业务的动态部署和统一调度。

视频算力网络的探索与实践

        中兴通讯已与运营商展开了视频算力网络的广泛探索，在算网协同、CDN云间协同等方面进行了技术验证。

浙江移动：“CDN+IP承载网”算网协同

        传统CDN系统根据负荷、内容资源分布、客户位置等情况来进行调度，一般情况下，调度系统会选择存有用户访问内容的近距离可用CDN节点来提供服务，CDN调度主要参考业务维度因素，无法根据网络质量做出选择。2022年5月，中兴通讯在嘉兴移动进行“CDN+IP”协同技术验证。在IP城域网上启用BRAS间的网络测量、路径调优、IP控制器管控能力，将CDN业务与IP网络相协同，增加控制器和CDN调度器间的接口，将网络能力向CDN系统开放，实现基于电视视频业务与网络整体信息的综合智能调度，有效提升用户体验。CDN+IP算网协同架构如图2所示。

                                                   图2   CDN+IP算网协同架构

福建移动：CDN云间协同

        算力资源广泛布局，算力需求持续增长，多类型边缘云上的算力资源如何有效利用，是算力网络的一大课题。在福建移动，通过部署视频服务使能平台ESS（Elastic Service Scheduler）弹性服务和调度系统，根据现网多类型视频应用的业务忙闲特征，建立云间调度机制，实现了CDN移动边缘云、MEC网络边缘云之间的业务跨资源池协同与能力调度。除此之外，基于业务的快速编排部署、云间适配，为拓展云电脑、云机顶盒等泛视频类应用提供了条件。面对流量的潮汐效应，云间协同大幅提升云资源利用率，实现一套云资源池多业务的复用。

        中兴通讯CDN遍布50多个国家，为150多个运营商、2亿用户提供视频分发服务。中兴通讯希望通过对CDN的升级改造，将视频算力网络建设成为新的信息基础设施，和更多的行业合作伙伴一起，通过产品、技术、资源的深度合作，打造视频产品的生态圈，为客户持续创造价值。