中国CDN产业标准化问题浅析

1998年，MIT的研究人员首次提出了内容分发网（CDN，Content delivery network）的技术和概念以期解决上述问题。CDN通过在Internet上分布式部署服务器缓存源站内容或代理服务请求，并通过应用层协议相互连接形成“重叠网（Overlay Network）”或者“内容服务网”。CDN综合运用分布式高速缓存、负载均衡、请求智能路由和内容管理等技术，将网站的内容分发到接近用户的部署服务器上，引导用户从就近的服务器上获取所需内容，一方面有效地解决了骨干网络拥塞和服务器过载问题，另一方面也提高了用户访问网站的响应速度。

经过十几年的发展，CDN已经在全球互联网上广泛部署和使用，应用范围覆盖了网络游戏、网络视频、SNS以及网站服务等各个领域。随着新应用的快速发展， CDN的重要性和在产业链中的地位将进一步提高，在这种大环境下，如何推动CDN的标准化工作就显得尤为重要。

标准化是CDN产业长远、健康发展的必然选择

在需求持续高涨的情况下，我国产业界对CDN的发展也投入了很大的热情。国内CDN的网络建设和运营最初大多作为独立的第三方出现，目前国内已有多家IDC厂商转型提供附加值更高的CDN服务。大型基础电信运营商为了缓解流量激增对带来的骨干网扩容压力，同时提升其价值，也纷纷涉足CDN市场。近年来，尽管我国CDN服务市场逐年快速增长，市场前景非常广阔，但市场普及率相对欧美等发达国家而言仍然偏低。主要原因有如下三点。

一是市场认知程度低，服务质量参差不齐。虽然近几年大型网站的CDN使用率快速上升，但总体上市场对CDN的认知程度普遍较低。调查显示，部分客户对CDN的概念、功能还缺乏清晰的认识，甚至片面地认为CDN服务仅仅是用来解决电信南北互通的问题，更多的客户将CDN与简单的网络加速混淆在一起。较低的认知度加大了CDN市场拓展的难度，阻碍产业发展。认知程度低的关键因素是服务质量得不到准确定义和有效保障。据调查，我国CDN产业由于服务质量不能满足客户需求导致客户流失在10%以上，高于欧美等发达国家。由于CDN的功能本质上是对网络服务质量的优化，客户对其应用效果本来就很难直接客观地进行衡量，再加上不同背景和技术水平的主体不断加入到CDN服务商的行列，服务质量参差不齐，造成客户在对CDN使用认识上的进一步混乱。

二是CDN行业技术水平有待提高。经过多年的发展，国内的蓝汛、网宿、世纪互联等CDN龙头企业不断加大关键技术研究，缩短了与国际先进水平的差距。然而应该看到，国内CDN行业的整体技术水平还有待提高。特别是近来很多IDC和其他互联网企业通过简单的购买设备、租用带宽、搭建网络的方式提供CDN服务，有些CDN公司还成为运营商带宽的转包商，鱼龙混杂引发价格战，导致行业利润率明显低于国际水平。

三是对CDN的监管方式有待改善。CDN已经成为当前互联网的重要基础设施，对网络架构、网络应用的影响越来越明显。由于CDN应用范围和领域的扩张，其在网络安全、用户隐私保护方面理应承担更重要的责任。然而我国行业主管部门对CDN的产业定位还不清晰，监管政策也未明确。到目前为止，主管部门还未明确界定CDN业务的定义，也未将CDN纳入《电信业务分类目录》，一直以来都将CDN业务作为IDC的一项功能监管，对CDN在网络和信息安全方面所担负的责任也没有界定。

为了解决CDN产业发展面临的这些问题，开展CDN的标准化工作是必然的选择。标准化的主要目的是为实行科学管理奠定基础，为保证产品质量提供依据，保护消费者利益，促进科研新成果的迅速推广和利用，从而加速科学技术进步。CDN产业在我国发展已经有十几年的历史了，但国内在CDN标准化方面的研究不多。结合我国CDN产业发展的实际情况和需求，开展标准化的工作，有助于统一对CDN的认识，提高市场认知度，保障CDN服务质量和消费者利益，提升CDN行业整体技术水平，最后也有利于政府监管的有效实施，从而为CDN产业的长远、健康发展打下坚实的基础。

CDN的标准化需求分析

具体来看，CDN的标准化需求体现在以下几个方面。

第一，基本概念。CDN技术和产业发展到今天，在基本概念和主要功能方面已经基本稳定，需要通过标准化进一步明确界定CDN的定义、基本概念和主要功能，消除业界对CDN认识上的偏差，促进CDN市场发展。

第二，服务质量。CDN最核心的应用目的在于帮助客户改进服务质量，CDN的服务质量越来越成为客户关注的焦点。但目前业界对从哪些方面来评价CDN服务，以及如何评价缺乏一致的认识。因此需要制定一套完善的CDN服务质量评价标准，通过可量化的指标全面、客观地反映CDN的服务质量。

第三，安全。CDN作为越来越重要的基础设施，不仅需要确保自身系统的安全性（如防DDoS攻击），还需要确保所承载客户的内容安全（如DRM、防盗链），确保最终用户的安全（如防病毒），并且要满足安全监管（如非法内容监管）的要求。为此，需要制定CDN安全相关标准，明确界定CDN的安全需求，定义相应的安全保障机制。

第四，互操作。随着CDN产业规模的扩大，CDN将面临不同层面的互操作标准化需求。首先是CDN与内容提供者之间需要通过标准接口实现内容注入、管理、运维等功能；其次是不同CDN之间互联以便扩大覆盖范围，需要CDN-CDN互联（Interworking）标准；再次，为了优化CDN的分发和路由决策，更好地利用承载网资源，CDN需要与承载网实现信息交换与对接，需要制定CDN与承载网的接口标准；最后，随着设备制造商和运营商的介入，未来可能需要采用多厂家设备组建CDN，为此也需制定不同CDN设备之间的互操作标准。

第五，CDN技术架构。近几年来，在P2P、云计算等新技术的带动下，CDN的技术架构酝酿着重大变化。国内学术界和产业界对新型CDN架构（如P2P-CDN混合架构）的研究非常活跃，我们认为已经具备了孕育CDN技术变革的土壤。据笔者粗略统计，仅2008年新型CDN架构与关键技术研究的中文学术论文就达320多篇，与“内容分发”相关的已公开国内发明专利达到289项。然而这些创新的研究成果却没有得到有效整合，各项新技术尚未形成一个能够协同工作的技术体系，制约了这些新技术的推广应用。标准化是对创新成果的提升和总结，可使CDN领域的技术创新成果得以巩固，为创新成果的应用提供途径。为此，需要联合产学研各方相互配合，加强新型CDN技术框架的研究和标准化，通过标准化促进我国CDN产业技术水平的整体提升。

CDN的国际标准化概况

国际上，IETF、W3C等组织早在2000年左右就开始CDN的标准化工作。近几年来，在网络视频、IPTV、移动流媒体等业务的推动下，CDN的重要程度日益提高，CDN的标准化重新受到各主要标准组织的重视，IETF、ETSI等纷纷启动下一代CDN标准研究工作。

IETF

IETF在CDN相关标准化方面的研究起步早，研究范围广，影响非常广泛。IETF早在Web Cache时代就制定了ICP协议（RFC2186和RFC2187），定义了相邻缓存之间交换数据的机制。2000年，思科发起成立了内容联盟（Content Alliance），并在IETF下成立CDI（Content Distribution Interworking）工作组，着手制定CDN操作标准。2003年，CDI互联相关的三个RFC先后发布，包括CDN互联场景（RFC 3570）和互联模型（RFC 3466），以及主要的CDN请求路由机制（RFC 3568）。除了上述议题，CDI工作还就CDN互联的其他议题进行了深入研究，不仅包括CDN互联的内容分发需求和CDN互联架构的宏观研究，也包括CDN之间的AAA互通和请求路由互通的技术细节研究。然而由于技术和市场等多方面原因最终未能形成正式的RFC。随着CDI在2003年关闭，IETF相关工作就此停止。

近年来，IETF相继启动了应用层流量优化（ALTO）和去耦合的应用和数据（DECADE）等与内容分发密切相关的研究。ALTO工作组主要对利用网络信息优化应用层流量的问题进行研究。ALTO服务的目标是向P2P、NAT穿越等应用提供信息，以帮助其在节点选择时进行更好的决策，在提高应用性能的同时降低底层网络的资源消耗。2010年，ALTO工作组提出了CDN使用ALTO服务的草案，目前处于征求意见阶段。ALTO向CDN服务提供更精确的承载网信息，有助于提高内容部署和请求路由的有效性，从而使得CDN与承载网的关系更为密切，网络传输和分发效率也能得到提升。

IETF的DECADE工作组的主要目标是定义开放的协议，解除各种P2P缓存技术与特定P2P协议的紧耦合，促进各种P2P系统对网络中的存储空间（in network storage）的充分利用，降低P2P对网络带宽的无序消耗。目前DECADE已经完成了需求分析草案。DECADE方案进一步将缓存功能与路由器、交换机等数据设备融合在一起，使得承载网络部分地具有了CDN的能力，对未来CDN技术走向的影响值得关注。

ETSI

ETSI于2008年底成立了媒体内容分发（Media Content Distribution，MCD）工作组。MCD的主要目标是促进IPTV、手机电视和广播电视系统中的内容分发互操作。目前，MCD在CDN方面的研究主要集中在互操作方面。正在制定中的标准《CDN互联用例与需求》（TS 102 990），针对CDN互联时不同的商业模式分别提出了资源共享（Resource sharing）和联合（Federation）两种场景，并计划提出互联场景下的接口、QoS控制、转码、DRM等需求。MCD未来还将开发CDN之间的互通接口协议。与IETF前期以Web CDN的标准化范围相比，ETSI MCD更侧重于多媒体内容的分发。

W3C

以往CDN网页缓存机制只能保证静态页面数据被缓存，而大量的个性化数据、认证数据、服务器动态生成的数据等动态内容无法通过缓存实现加速。为了解决动态内容加速问题，2001年，Akamai和Oracle向W3C提交了ESI（Edge Side Includes）的框架、语言规范等草案。ESI技术定义一种基于XML的标记语言，将可缓存静态内容和不可缓存的动态内容加以区分，这样一个包含动态和静态内容的网页就可以部分地被缓存并在网络边缘组装和发布，缩短网页的整体传输时间。ESI技术在电子商务、网上银行等企业网加速领域有所应用。

国内CDN标准化动态

为促进我国互联网CDN服务市场规范健康发展，中国通信标准化协会（CCSA）于2010年4月19日组建了互联网CDN技术与服务标准项目组。CCSA是我国唯一的通信行业标准化的权威组织，在工业和信息化部指导下组织运营企业、制造企业、大学和研究机构开展通信网和互联网技术标准研究和制修订工作。目前，CCSA的CDN项目组成员包括工业和信息化部电信研究院、蓝汛、Akamai、世纪互联、高明网络、华为、中兴、中国电信、UT斯达康、网宿科技、中科院声学所、神州坤达、中国互联网协会等13家单位。

鉴于当前提高产业认知度、改善服务质量是我国CDN产业发展中的紧迫任务，项目组将定义服务质量指标体系作为首要工作。目前，《互联网内容分发网络 定义与基本指标》草案已起草完成，并于2010年8月提交CCSA审查并进入了送审程序，计划2010年底制定完成。《互联网内容分发网络 定义与基本指标》草案规定了互联网CDN的基本概念、分类和服务的基本指标体系。CDN的服务质量指标主要是从CDN的使用者角度提出，用于对CDN的外部特点进行全面评价，主要包括：1.容量和冗余度指标；2.分发性能指标；3.服务质量保障指标；4.服务易用性指标。

《互联网内容分发网络 定义与基本指标》是该组成立后启动的第一个CDN服务标准项目，也是我国首部专门针对互联网CDN服务设立的技术标准。项目组将按照该指标体系联合开展相关的评测，公开发布评测结果，并广泛征求CDN用户和提供商的意见，推动标准完善，并借此促进我国CDN产业服务水平的整体提升。

下一步，项目组将围绕CDN的安全等问题，开展相关的标准化工作。主要内容包括定义CDN产业链中监管者、内容提供商、服务提供商、用户、网络运营商等不同角色的安全需求，根据需求确定相应的安全保障机制。此外，项目组还将重点开展CDN与承载网对接的标准化工作，促进CDN与承载网和谐发展。

长远来看，我国在新型CDN体系架构创新方面存在重大机遇。为此，项目组将联合产学研各方，共同携手开展下一代CDN的技术研究和标准化的调研，为新一代CDN的标准化做好技术储备，在条件成熟时启动标准化工作。同时，项目组将以国内标准化研究成果为基础，积极参与到国际标准化竞争中去，提升我国CDN产业的国际竞争力。

结论与建议

我国互联网CDN产业近几年来发展迅速，但仍然存在诸多问题：一是市场对CDN的认知程度低，服务质量参差不齐；二是CDN行业技术水平有待提高，低水平同质竞争严重；三是对CDN的监管方式有待完善。为了破解CDN产业发展面临的这些问题，结合我国CDN产业实际情况开展标准化工作是必然选择。CDN的标准化需求具体体现在基本概念、服务质量、安全、互操作和新型CDN技术架构五个方面。

IETF、ETSI和W3C等国际标准化组织先后在CDN领域开展了不同层面的标准化工作，但由于早期市场和技术等因素的制约，成效不一。近年来CDN领域的标准化随着多媒体业务的发展再次成为热点。我国互联网CDN标准化工作虽然起步较晚，但具备良好的基础，需要产业各方共同参与。

结合国际标准化组织的经验与我国产业发展的实际情况，国内开展CDN标准化应坚持几个原则。首先，将满足市场需求作为优先目标。近期应注重服务质量和安全等外特性的规范化。其次，从IETF等组织的经验来看，标准化需要与技术和产业发展的节奏相适应，遵从适度标准化原则。再次，在下一代CDN的标准研究方面，我国已经具备基础，应该采取国内国际结合的策略形成合力，争取在国际标准制定方面形成突破，引领产业技术升级。

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