隨著互聯網的發展，我們越來越多地使用網絡媒體觀看節目、接收資訊、傳播信息等。尤其是網絡視頻的出現，為我們獲取外界信息提供了極大的便利。但是我們在收看互聯網視頻節目的過程中，或多或少地會遇到播放等待、視頻卡頓等現象，其根本是視頻內容無法及時和完整下載至本地播放器所致，那么如何解決這一問題？
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CDN是什么
CDN技術的存在極大程度地解決了上述問題。CDN為內容分發網絡，該技術本質上是一種提升網絡訪問速度的技術，能夠通過網絡流量特征和帶寬分布、復制內容以及用戶的訪問特征等因素，對用戶的請求進行數字化的定量分析，從而實現對于網絡內容的全網高質量分送，CDN主要通過4個網絡體系結構進行運作。
（1）內容緩存系統。系統分散與世界各地各個運營商的IDC機房，主要負責緩存互聯網訪問內容以及對用戶請求作出響應。在CDN中也叫作服務節點。這些節點由服務器集群組成，通過設備負載均衡及應用負載均衡保障單節點負載能力及可擴展性，以滿足大規模用戶訪問的需求。這些節點往往非常靠近互聯網用戶，互聯網用戶在這些節點獲得請求響應，減少了回源訪問源站服務器的次數，并避免遠距離獲取數據，從而降低源站負載，并縮短了網絡傳輸距離所需要的時間，從而提升了互聯網服務的響應速度，并提升了源站的穩定性及服務能力。
（2）日志系統。分布于各個節點，并通過節點緩存軟件，將流量日志及訪問日志定時吐出，然后通過數據同步，將數據同步到中心的日志處理服務器，數據統計后用于CDN服務計費，并可以根據訪問日志排查故障、監測服務質量、預警服務故障。
（3）監控系統。包括設備監控、網絡監控及應用監控，實時將監控狀態匯總到中央監控中心，并通過監控中心設置的閾值發出告警。這些告警數據，實時為CDN運營提供支撐數據，運營人員根據告警數據及時排除故障，并將服務器切換到正常的服務器上去執行。監控中心的告警數據也作為調度中心的自動調度依據，以保障CDN服務的連續性。
（4）調度中心。主要是實現對于用戶訪問路徑的管理和實施。主要通過預設的節點覆蓋方案、故障調度方案以及路徑探測結果，根據用戶IP地址屬性等信息，將不同用戶請求分別導向不同的分支節點，從而實現用戶就近訪問及最優路徑訪問，縮短響應時間。
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CDN技術的應用
針對于當下互聯網環境,不同的應用場景對于CDN又有不同的需求。單純只是提供流量的CDN已經無法滿足用戶的需求,不同服務場景對于不同性能與不同適應性的CDN的需求不同。CDN在當下互聯網領域有諸多應用場景，比如：
（1）圖文社群平臺網站
從門戶時代開始,圖文門戶就一直都是堅守在互聯網一線的服務平臺,新浪、網易、搜狐等平臺都會每日分發海量的圖片及文字信息給到廣大的互聯網用戶。從博客到論壇,再到貼吧,圖文網站作為最早的社群網媒平臺,具有用戶數量龐大、粘性高、不易轉移等特點。所以,用戶對圖文網站平臺的訪問在近幾年依舊很高。
（2）在線視頻
在北京發布的《傳媒藍皮書:中國傳媒產業發展報告(2019)》中顯示,2018年中國在線視頻市場規模達到2016.8億元,同比增長39.1%。隨著5G正式商用,未來用戶對在線視頻的數量和質量需求只會更大。如何在巨大流量的涌入下,保證視頻不卡頓,成為了CDN服務關鍵。
（3）短視頻平臺
2017年,短視頻平臺爆發,為CDN行業帶來了巨大的紅利。至今,短視頻平臺的日活躍用戶已經過億,人均每日刷視頻時間達到一個小時之久。隨著5G時代的到來,5G用戶勢必逐漸增加,將帶來更大的流量加持,用戶流量成本將持續下降,可以預見,短視頻的用戶會持續增加。訪問上,海量并發的訪問對源站造成巨大的壓力,進而導致用戶打開視頻的耗時長,體驗差;傳輸上,短視頻文件較大,在傳輸鏈路中,由于網絡鏈路抖動造成用戶觀看卡頓等情況出現,這是面向短視頻平臺的重要障礙之一。
（3）網游
從千禧年網游進入中國開始,熱度就居高不下。5G高速、低時延的時代會讓游戲進入爆發增長時代,5G大環境下,高并發、用戶分布廣、網絡環境復雜多樣等因素影響著用戶的游戲體驗。
此外,游戲下載安裝包文件大、游戲場景內容多讓用戶在下載或加載時限制更多。而網友對極致網速、逼真畫面的追求會越來越苛刻,尤其在MOBA類游戲盛行的當下,游戲的低時延以及穩定性完全決定了手游以及端游能否成功在這個分秒必爭的市場存活下來。這時候,CDN的加速效果就要求能保障游戲用戶優質穩定的游戲體驗。
（4）物聯網、AR等
如今,CDN技術已經深入到用戶生活的方方面面,其能夠為用戶提供更便捷、更有質量的生活方式。實際上,智慧城市、智慧家居、物流交通等等實際場景,都離不了CDN,尤其是一些在實時性要求比較高的,交通、路況、天氣等智慧應用。
（5）電商平臺
電商平臺是CDN服務的老話題,今年雙11,各家電商平臺再一次紛紛刷新了自己的成交額記錄。巨額數字的背后意味著電商交易流量的高峰,要讓電商走得更遠、更順暢,也少不了CDN技術的加持。
從以上實用場景中, CDN需要做到節點更多更邊緣,帶寬儲備更大,監控更精密,安全防護要到位,端邊云協同,充分結合5G、區塊鏈、邊緣計算等高質量科技,售后服務有保障,平臺要穩定又安全。但是目前市場上的CDN存在以下痛點：
（1）傳統CDN動態加速效果不好。這就導致無法無卡頓播放4K視頻、大規模并發式視頻等。
（2）CDN受制于服務器等設備。云CDN需要添置大量的服務器、網絡設備及存儲設備。
（3）成本高。傳統CDN受制于電信運營商帶寬租用費用，帶寬成本是剛性的，不能形成價格優勢。云CDN成本高則極大部分來自于設備成本。
如何解決上述問題，成為CDN廠商著重思考的問題。
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內容分發網絡的未來何在
借助內容分發網絡CDN和基于對等網P2P技術是實現內容數據的分發最具代表性的兩種技術方案。但由于用戶規模激增、用戶異構性日益突出以及用戶對業務體驗要求越來越高，上述兩項技術暴露出各自的技術局限。最近幾年云計算技術的快速興起及數據中心等云設施在全球范圍的廣泛部署為實現大規模互聯網應用提供了新的技術途徑，但是云計算仍然需要大量的設備支撐，成本仍然較高。如果能夠將傳統CDN、P2P、云計算結合起來，取長補短，將極大程度推動內容分發行業的發展。現有的技術方案多為以下步驟：
第一步，CDN云化，同時承載視頻和云業務，大幅提升資源利用率。其中 CDN云化有兩種資源利用方式：
1、云存儲方式：重點利用大量閑置的存儲資源，通過在服務器上部署云存儲系統，將CDN上的剩余存儲組合起來，構建成一個可管理的CDN云存儲。通過能力封裝，供第三方系統調用。該方法適合醫療影響等冷數據存儲場景。
2、云計算方式：同時利用閑置的存儲和計算資源，在CDN服務器上部署Docker虛擬化技術，通過kubernetes管理， 實現分布式集群云計算。進一步與云管理平臺對接，實現多個云節點的資源統一收集、分配、統計、管理等功能。該方案中云和視頻業務硬件資源共享，實現彈性分配。
第二步，CDN資源挖潛，節省CDN資源再服務于云業務，資源利用率再提升。主要通過兩個手段實現資源挖潛：
1、利用CDN+P2P技術，將熱點內容存儲至機頂盒，以種子的形式服務于其他用戶，用戶獲取內容不用再去訪問CDN，只要訪問相鄰的機頂盒即可，大幅降低CDN負荷；并且自主研發實現通過CDN系統控制用戶的P2P功能開關， 提升掌控權和安全性。
2、持續不斷的提升CDN單機吞吐能力。通過四個方面不斷提升能力，挖潛資源。調度優化，大幅度提高內存命中率；存儲優化，充分挖掘磁盤 I/O 能力；網絡優化，合理分配集群網絡能力；業務優化，點播、直播、下載分級保障。
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CDN行業展望
以上簡單介紹了CDN、P2P與云計算技術的結合。該項技術究竟有多大市場？《中國內容分發網絡(CDN)行業市場競爭與投資前景預測報告》統計數據顯示，2019年中國CDN行業市場規模將達到250億元左右，增長率保持在35%以上。根據國際電信聯盟公布數據顯示， 2012-2016年 CDN 承載流量在全球互聯網流量中的占比從 33.7%上升到 52.0%，到 2021 年，CDN承載流量將累積至 70%以上。
而隨著5G時代的到來，內容視頻化+5G勢必會帶來互聯網流量的爆發式增長，進而將驅動CDN市場需求端快速增長。傳統CDN已無法滿足高并發、大流量的信息傳輸，廣闊的互聯網流量市場急需新型的CDN技術注入，上述CDN+P2P+云計算就是一條方向。不難看出，能夠同時實現優秀的用戶體驗和低廉的價格，將是迅速占領新型CDN市場的制勝法寶。
圖片來源及內容參考：
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[6]公開網絡資源
