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　　P2P CDN即以P2P手艺为根底，经由过程发掘操纵边沿收集海量碎片化闲置资本而构建的低本钱高品格内容分发收集效劳

　　P2P CDN即以P2P手艺为根底，经由过程发掘操纵边沿收集海量碎片化闲置资本而构建的低本钱高品格内容分发收集效劳。操纵P2P的自然散布式分享特征，将CDN收集的数据传输功用下沉到每个用户终端上，经由过程在用户侧组建并保护以CDN边沿节点为中间/超等节点的静态P2P收集来极大地节省CDN需求托付的数据流量，从而完成高效的B端、C端和CDN收集运营商相互互利的收集效劳形式。P2P对等效劳形式可比方为“人报酬我，我为大家”的同享效劳形式，将多量一般用户闲置的带宽、计较机械人手艺概述、存储资本变现，操纵P2P CDN自构造毗连的体系静态强健性劣势，配合修建CDN海量分发节点。因为P2P CDN本钱效益和灵敏性较高，愈来愈多的中小企业客户经由过程集成P2P CDN SDK接入该效劳后，能得到同等或高于CDN的分发质量，经由过程挪用海量散布式P2P节点，据互联网公然材料阿里云今朝能够做到均匀播放流利率97%，均匀首播工夫小于1秒；同时明显低落分发本钱；合用于视频点播、直播、大文件下载等营业场景。素质上讲P2P CDN和雾计较底层手艺类似，P2P CDN更合适于新型CDN运营企业面向本钱价钱敏感的中小企业内容分发需求。别的，在P2P CDN的数据宁静防护方面，SDK可利用加密鉴权机制，完成P2P节点缓存内容高强度加密。

　　C D N 接纳微效劳架构， 供给效劳注册、效劳管理、设置办理等全场景才能， 也是和容器完善搭配，由单体式架构( M o n o l i t h i c ) 酿成微效劳架构(Microservices)，相称于一个万能型酿成N个专能型。每一个专能型，分派给一个断绝的容器，付与了最大水平的灵敏，可充实完成营业功用的全营业解耦、组件化、模块化、可插拔、按需组合的面向效劳架构。在实践利用处景中，vCDN也是利用了假造化手艺按需分派资本来完效果劳断绝、布置和利用，对B端多租户供给差别效劳时，彼其间互相断绝，互不感知和滋扰。

　　传统逐级会聚、集合效劳的中心主干收集手艺架构日趋遭到万物互连接入、终端功用愈加智能、计较存储收集带宽才能不竭加强、流量越发宏大的应战，收集架构进一步扁平化，多中间化。南北向流量仍然是支流，工具向流量日趋增加，同享经济兴旺开展。跟着智能家庭网关、智能机顶盒、智妙手机、平板电脑等智能终端装备硬件机能的提拔，经由过程装置各种插件和外接存储装备，可充实操纵智能终端因持久在线而闲暇的计较、存储资本，将CDN的使用进一步下沉至用户侧，接纳P2P手艺构成雾计较才能收集手艺根底总结，并采纳积分、红包等鼓励机制，鼓舞用户的持久到场，完成低碳的收集同享经济。雾计较更合适作为传统通讯运营商的宽带营业开展的延长。

　　【择要】跟着“三千兆”营业快速开展，CDN为包管用户的快速上彀体验，优化收集资本设置，阐扬着相当主要的根底支持感化。文章阐发CDN的市场开展示状、手艺开展的趋向机械人手艺概述，和SDN/NFV、P2P、MEC边沿云网等的手艺交融及宁静开展态势，给出区块链手艺赋能CDN的体系架构，讨论CDN营业开展的积分鼓励形式，助力CDN更高质量的开展。

　　SDN(软件界说收集)、NFV(收集功用假造化)开启了收集装备软硬件解耦新时期。二者深度交融，组成新型的CDN。NFV是网元，包罗VPN、NAT、Cache装备、负载平衡装备、防火墙等装备的假造化。SDN是收集办理的新手艺，卖力高效毗连各网元节点，完成收集灵敏开通和主动调解的功用，以提拔收集操纵服从。CDN经由过程挪用SDN的收集感知才能，实如今CDN和传输节点的传输与掌握资本的按需分派、灵敏调理与最优路由等。CDN停止NFV化革新，可完成软硬件解耦，完成CDN资本的主动布置和流媒体才能的按需分派。

　　据研讨，将来有70%的互联网内容能够在接近用户的城域网范畴内被会见。艾瑞猜测到2030年中国边沿云计较市场范围将靠近2500亿元。收集当地化就近布置是满意用户快速会见收集内容，完成宁静牢靠互联的有用手腕。CDN次要处理视频、大文件的加快，在IPTV、4K/8K、VR、OTT视频、电商APP平台的内容分发加快等方面普遍使用。5G具有高带宽、低延时、大毗连的特性，效劳千行百业，特别是效劳高代价的2B垂直行业是新的营业增加点。经由过程MEC(Multi-Access Edge Computing)边沿云把中心网流量停止当地流量卸载，弹性操纵计较、存储及收集带宽资本，完成用户快速、宁静、就近接入，经由过程构建“云网边端业”五位一体的协同才能集，完成收集运营商从管道、机房物理资本批发，向卖平台集成才能、卖使用的数字化转型，提拔红利才能[8-11]。

　　CDN是物理根底收集IaaS之上的智能分发堆叠网PaaS，CDN平台的建立是基于IT效劳器的。跟着IT手艺的演进，CDN效劳也变得愈加火速，随需供给及时更优良的效劳。IT根底设备阅历了物理机、散布式计较、效劳器集群、假造化/云化、容器化几个阶段。假造化是云计较构建资本池的根底手艺，经由过程假造机办理器软件(VMM/Hypervisor)对计较机硬件资本镜像整合办理和再分派，经由过程如OpenStack云办理平台停止假造云资本池的集合同一纳管，完成断绝性、可扩大性、宁静性、资本可充实操纵等。假造机是操纵体系级此外资本断绝，对底层操纵体系有请求，效劳随需迁徙服从较低，而接纳容器化历程级的“轻量级”假造化资本断绝手艺，可完成跨平台的兼容性、更快的启动速率、更高的资本操纵率，占用的存储空间更小。今朝支流接纳Docker创立容器，接纳Kubernetes/K8S容器编排器(Container Orchestration)对容器停止集合办理、主动化布置和调理。

　　Akamai于1999年头次经由过程CDN胜利完成B端美国ESPN文娱体育节目热门赛事直播视频内容的互联网大范围无堵塞分发，C端用户就近上彀便可得到高质量视频内容效劳体验，处理了主干网带宽堵塞、ICT效劳资本的智能感知、负载平衡及调理完成高效复用，收集传输质量和服从劣势较着。CDN手艺素质是以存储/缓存调换带宽，接纳Overlay的组网方法，综合使用IP、HTTP、DNS(Domain Name Server，域名效劳)、流媒体、缓存Cache、GSLB(Global Server Load Balancing，全局负载平衡)、IT假造化，P2P(Peer to Peer，点对点)等手艺，为用户供给视频、文件、网页内容等的加快效劳。凡是关于静态内容(如Html页面、图片、各种文本文件、静态可施行文件、及流媒体视频文件等)的加快结果较好，文件越是热门加快感化越较着，对数据不断处于静态变革的网站则加快结果欠安。从CDN使用市场构造来看，收集视频、收集游戏和电子商务是当前CDN次要营业流量和支出滥觞，其次是流派网站、当局网站和云计较等，各项CDN营业细分市场占好比图1所示。

　　本文倡议可接纳基于区块链的CDN收集数字积分作为鼓励东西展开营业，如图4所示。关于C端一般用户，在用户智能终端或智能网打开装置P2P雾计较客户端或插件，操纵客户真个上行带宽、存储、计较等资本停止P2P内容就近分发，根据用户的供给效劳的流量、时长等作为得到数字积分的嘉奖根据，在同享过程当中接纳区块链停止数字积分记账，公然、通明、可托，而且许可用户间能够停止积分买卖或积分商品换购。关于B端企业，能够按需购买CDN运营商的数字积分兑换CDN云效劳。关于CDN收集运营商将C端用户闲暇的计较、存储、宽带收集资本操纵CDN手艺打包，以流量的情势卖给流量需求大的B端企业。用假造数字积分或链币构建流量买卖形式，吸收C端用户，开展B端用户，完成CDN收集低本钱运营，加强企业合作力。终极，构成CDN运营商低落了运营的本钱，B端用户得到了低价的优良效劳，C端用户赚取了数字积分，完成3方双赢的场面，并构成良性闭环生态。别的，区块链在庇护CDN内容版权、内容溯源，保护用户正当权益，营建愈加安康的贸易生态情况方面也具有凸起的感化[12-15]。

　　用户对网站内容随时随地会见的速率关于网站的保存相当主要，电商亚马逊的数据表白，假如有100毫秒会见提早会招致其贩卖额降落1%，75%的用户会基于优良的网站会见体验来保举品牌，19%的用户假如3秒钟都打不开网页会分开这个网站，44%的用户会由于网站的体验会见欠安而转向了合作敌手。别的，在视频范畴61%的用户在视频卡顿2次就会截至寓目机械人手艺概述。

　　跟着5G、光纤到房间FTTR(Fibre to the Room)的提高，挪动收集内容营业不竭丰硕，及时长途现场云直播、高清视频监控及人脸图象辨认、4K/8K超高清视频直播/点播、VR/AR/全息等及时、高高傲质的宽带数字音视频营业的迅猛开展，用户对及时高清、网页信息交互(如电商下单等)的及时极速上彀体验、随需随时随地快速上彀的请求越发刻薄，屡见不鲜的收集新形式新业态为CDN的增加供给了连续新动能，5G合作更是激发了收集效劳千行百业，万物接入互联“最初1千米”的边沿战[1]。据前瞻财产研讨院统计数据，2021年我国CDN市场范围到达407亿元，增加率连结在35%以上[2-4]。CDN手艺跟着ICT的开展在不竭迭代演进的同时，营业也从传统的边沿收集加快效劳向可托、智能、多种鼓励附加代价贸易化的标的目的高速开展，阐发CDN的团体开展趋向，分离区块链的共鸣、可托、宁静、代价鼓励等手艺劣势和特性，赋能构建区块链CDN收集体系架构及探究新业态等将是研讨的重点。

　　《信息通讯手艺》是中国结合收集通讯团体有限公司主管、主理的国表里公然辟行的中英理科技期刊（CN11-5650/TN，ISSN1674-1285)，2007年12月正式创刊。本刊旨在反应国表里信息通讯手艺最新研讨功效，供给信息通讯手艺交换平台，推行先辈信息通讯营业和使用，为我国建立信息社会和立异型国度效劳。

　　这里起首廓清几个根本观点及互相干系，IDC(Internet Data Center，互联网数据中间，简称IDC机房)，供给收集带宽和主机托管；云计较(Cloud Computing)以可设置的ICT资本同享池供给静态、扩大、假造化的效劳资本；CDN经由过程综合研判和调理可利用户就近获得所需内容，处理长距传输的收集提早成绩。CDN、云计较都是成立在效劳器集群即IDC上。IDC是云计较的硬件根底，云计较是在IDC根底上的假造化，可完成资本的弹性复用；CDN能够依托于IDC构建，也能够依托于云计较构建。CDN本就是智能的弹性堆叠网，今朝大多基于云网的方法停止构建。

　　区块链(Blockchain)是一种由多方配合保护，利用暗码学包管传输和宁静会见，操纵由主动化剧本构成的智能合约来编程和操纵数据，可以完成数据分歧存储、难以窜改、避免狡赖的记账手艺，典范的区块链按工夫次第以块—链构造存储数据。作为一种在不成托的合作情况中低本钱成立信赖的新型计较范式和合作形式，区块链具有去中间化、开放通明、多方共鸣、匿名性、可溯源、不成窜改等手艺特征，在信息可托、宁静等方面具有共同劣势。区块链凭仗其独占的信赖成立机制，正在改动诸多行业的使用处景和运转划定规矩，是将来开展数字经济、构建新型信赖系统的根底手艺之一，以至有人以为是继大型计较机、小我私家计较机、互联网、挪动互联网以后的第五次计较变化，是人类信誉退化史上继血心腹誉、贵金属信誉、央行纸币信誉以后的第四个里程碑。

　　跟着ICT、DT及OT手艺的开展，CDN从单营业烟囱式、多营业交融向着全营业智能标的目的不竭演进，SDN/NFV、P2P、云计较、MEC及边沿计较等手艺深入改动着CDN，传输和谈不竭优化，运营服从、质量获得不竭提拔，宁静防备保证进一步加强。经由过程与区块链手艺的交融，开展同享经济机械人手艺概述，构建可托积分鼓励机制，愈加公允公道操纵终端用户闲置资本，构建良性贸易生态链，可有力增进CDN的高服从、高质量、绿色、宁静开展。

　　在音视频解码掌握做一些极致的调优，能够更好地提拔用户的音视频体验。HLS(HTTP Live Streaming)和DASH(Dynamic Streaming)的尺度分片在6到10秒区间，它的时延普通在10到30秒，如许的时延仅可满意用户寓目一般影视剧的需求，但满意不了用户关于赛事类及时直播的寓目需求。为理解决低时延成绩，Apple公布了低时延HLS即LL-HLS，MPEG也公布了LL-DASH，这些标准仍然是基于HTTP的分片传输，今朝做到1~2秒的延时，无望能做到亚秒级的延时。

　　今朝收集进犯次要有两类，一类是针对效劳器层面的进犯，另外一类就是针对使用层面的进犯。针对效劳器层面的进犯最典范的就是DDoS进犯，典范的DDoS进犯次要有SYN Flood、UDP Flood、ICMP Flood等，这些进犯又称大水进犯，其道理根本上都是向效劳器发送假恳求，然后耗损效劳器的计较资本，直至效劳器瘫痪。针对使用层面的进犯次要有CC(Challenge Collapsar，应战黑洞)、WAF(Web Application Firewall，Web使用防火墙)、XSS(Cross Site Script Execution，跨站进犯)等，相似D D o S 大水进犯，而且假装更荫蔽，不容易被发明和辨认。

　　CDN比年来在海内已得到了长足的开展，据不完整统计，停止2022年11月18日，我国得到CDN派司的企业打破4000家。海内出名的有阿里云、腾讯云、网宿科技及三大运营商等，外洋次要是Akamai、亚马逊AWS、EdgeCast等[5-7]。

　　传输和谈优化是CDN提拔数据传输机能的有用路子之一。传统的TCP利用3次握手机制成立面向毗连、牢靠的数据传输，数据的传输服从相对不高；UDP无需成立毗连，传输的服从较高但牢靠性不高。谷歌于2013年提出QUIC(Quick UDP Internet Connections，快速UDP互联网毗连和谈)，经由过程0-RTT(Round-Trip Time，往复工夫)、多路并发毗连、TLS1.3(Transport Layer Security Protocol version 1.3)，完成低时延、牢靠和宁静传输。2018年10月，IETF HTTP及QUIC事情组正式将基于QUIC和谈的HTTP(HTTP over QUIC)重定名为 HTTP/3，使其成为互联网下一代尺度传输和谈。阿里云CDN接纳了QUIC/HTTP3.0手艺，胜利阅历了淘宝天猫双十一的历次磨练，很好地撑持了客户端APP内容的丰硕和深度开展。

　　跟着各种CDN企业的不竭入场，CDN营业也不竭得到了立异型的开展，P2P、SDN/NFV、容器化、区块链等手艺不竭赋能打造多功用CDN，CDN和云计较、边沿计较等不竭深度交融，以完成更多的附加代价，上面将一一阐发论述。

　　在“三千兆”(千兆5G、千兆宽带、千兆Wi-Fi)营业开展的时期布景下，分离区块链在暗示代价、通报信赖等方面具有的特征，赋能CDN及MEC等边沿云网，本文测验考试给出基于区块链的CDN/MEC交融收集体系架构，如图3所示，助力运营商面向公家、2B财产开辟新市场、新业态。从素质上讲，CDN、MEC、区块链等都不是一个单一的手艺，而是使用户及营业场景所需，由多种手艺组件化、模块化随需火速组合而成的收集体系生态体系，具有很好的顺应性和扩大性。

　　区块链按照使用的范畴和场景及到场者的差别，分为私有链、同盟链和私有链。最后的数字货泉多接纳私有链的情势，如比特币、以太坊等；同盟链经由过程到场者通道和权限的设置，合用于买卖、结算等2B/2C场景，今朝许多BaaS平台都接纳同盟链方法，既满意自有区块链营业体系的运营，又可跨链完成同其他行业区块链互联互通；私有链多用于内部开辟与测试场景，可为自有效户供给宁静、可追溯、不成窜改、主动施行的运算平台收集手艺根底总结。区块链手艺始于数字货泉比特币，经由过程不竭的功用完美和手艺扩大，今朝已在供给链金融、数字资产办理、食物溯源、征信、聪慧政务等范畴有了胜利的使用。

　　CDN的抵抗方法次要有：源站IP躲藏，扩大节点带宽增长进犯本钱，负载平衡多点灾备，限定非常会见次数和突发会见流量，经由过程这些手腕能在必然水平上抵抗大部门收集进犯。收集进犯的素质是流量，流量剧增带来效劳器计较资本的干涸，最初招致网站瘫痪。而CDN设想初志就是处理数据暴增带来的传输成绩，以是CDN自己就像一个流量分流器，能够有用应对突发流量，再加上节点浩瀚，计较资本丰硕，如许就可以很好抵抗大部门流量进犯收集手艺根底总结。

　　区块链为构建代价互联网缔造了能够。充实操纵闲置的智能终端，低落CDN建网本钱，提拔用户上彀体验，是CDN边沿云网开展的标的目的，同时也从供应侧和消耗侧同时做到资本的充实有用操纵，利于国度“双碳”绿色目的的完成。这里给出经由过程区块链赋能CDN，构建终端用户闲置资本帮助内容上传分发的积分鼓励、买卖机制，助力CDN的营业形式立异开展。

　　[1] 唐宏,陈戈,陈步华,等. 内容分发收集道理与理论[M],北京:群众邮电出书社,2018

　　挪动收集下MEC和CDN的交融开展如图2所示。跟着ICT/OT手艺、云网交融与算网一体的智能化收集开展，CDN、MEC都将以效劳才能组件化、可拔插的方法，经由过程运营商智能收集中台生态及边沿云根底设备，为差别用户供给量身定制的随需效劳。今朝财产界次要环绕MEC、CDN的尺度订定、手艺研讨、使用理论及生态构建等几个维度展开事情。

　　[13] 杨保华,陈昌.区块链道理、设想及使用(第2版)[M].北京:机器产业出书社,2020