打造算网融合的新一代CDN算力网络

（CWW）在过去的20年，数智化浪潮席卷全球，数字化内容持续丰富、数量飞速增长，特别是数据流量无规则趋势的加剧，为网络感知保障带来了新的挑战。为支撑5G、家庭宽带用户的快速增长，近年来运营商相继将CDN（内容分发网络）作为新型信息基础设施加以大规模建设，有效推动了网络高质量发展，大幅提升了用户访问质量。

伴随着新一轮科技革命和产业变革的深入推进，对于超高带宽、超低时延、超大算力有着巨大需求的AR/VR、元宇宙、自动驾驶等新兴业务的场景日趋丰富，而当前的云计算和边缘计算技术已经无法充分满足其需求，如何发挥运营商网络优势，实现以网强算，成为当下热门研究课题。新业态催生跨界技术融合，传统CDN网络向CDN算力网络快速演进迫在眉睫。

互联网技术激发电话网“软交换革命”

【资料图】

电话网是面向连接构建的，在建立通信的过程中沿途节点必须进行资源占用的申请，并实时记录通信状态。电话网的优点是能够比较轻松地保障通信质量和安全，缺点是支持新业务上线极其困难。

互联网在建立通信的过程中不需要进行资源占用的申请，而是采用报文逐跳转发的形式，中间节点也不用记录通信状态。互联网IP技术天然可灵活支持多业务形态，同时具备超强的生存能力，即只要存在任何一个通信信道，通信就不会中断；但因为缺少建立连接占用的申请，而存在无法保证通信安全和质量的缺点。

将电话网与互联网技术相融合，则可以扬长避短，充分打造算网融合的新一代CDN算力网络发挥两种技术的优势。据测算，通过互联网IP技术改造电话网，以软交换代替硬交换，1个IP软交换机架容量可以实现约40倍于硬交换机架的容量；电话网与互联网技术融合，可节省大约85%的建设、运维和电力成本。可以说，互联网技术激发了电话网的“软交换革命”。

可连接DNS锻造CDN特色能力

DNS（域名解析系统）是互联网的关键组成部分，本文提出跨界结合的可连接DNS技术概念。

传统DNS运营完全采用面向非连接的互联网架构模型，使用首问负责制的树状架构，其解析结果无法得到保证。可连接DNS通过构建中央控制台，实现所有省（区、市）DNS的有组织连接；通过改造DNS节点，建立更加可管可控的面向连接的DNS运营体系。当前，可连接DNS技术已经支持中央节点和分布式节点保存及利用数据状态信息，支持对所有分支DNS递归和缓存服务器的有效控制。这等价于在互联网DNS架构之上，创新构建面向连接的能力，并基于可连接DNS的可靠性保障，结合大数据技术，构建高可靠的互联网信令体系。

当前，业界已经就可连接DNS与CDN跨界技术的深度融合开展了实践测试，结果表明，两者深度融合可以带来巨大效益。

一是域名调度更新可在1秒内极速生效。业界对于CDN或者云业务的调度往往通过域名进行，受限于CNAME（别名记录）、DNS TTL（DNS生存时间）、DNS树状控制技术等，调度更新生效往往需要5分钟左右。本研究依托可连接DNS体系，建立了DNS中央控制台与CDN调度中心的交互接口，制定了域名快速再上线的规范，提供了业务域名1秒内极速生效的能力。

二是CDN超精准调度。CDN能够获取用户所属省份DNS的IP信息，并依赖该IP判断用户的归属省份，不过仅能精确到省，严重影响超低时延应用的加速效果。运营商掌握市、县、乡、村级别更为精细的网络拓扑信息，可连接DNS与CDN成功对接后，支持将用户位置标签发送到CDN调度中心，用户请求即可调度至市、县、乡、村。借力大网的可连接DNS，可构建全国20ms、省内5ms、地市1ms的三级算力时延圈调度能力，满足自动驾驶业务等的苛刻要求。目前，调度至区县的能力已向业界开放试用。

综上可知，借助运营商独有的大网可连接DNS，构建CDN超快速调度生效、超精准调度的能力，并已赋能音视频、AR/VR、云游戏等新型算网应用流量超10Tbit/s，真正实现了以网强算。未来，必将创造出更多特色CDN新能力，因此拥有非常广阔的拓展空间。

云边端融合，打造运营商CDN算力网络新“蓝图”

IT界有着三大著名定律：摩尔定律、吉尔德定律、麦特卡夫定律。摩尔定律描述了计算性能约每两年翻一番的变化规律，吉尔德定律描述了带宽约每6个月翻一番的变化规律，麦特卡夫定律揭示了网络价值正比于用户数的平方。

算力资源包括“算”“传”“存”三部分，因此同样遵循以上三大定律。例如，中国移动过去10年间接入主带宽由2Mbit/s提升到1Gbit/s，年增长率高达67%；按照麦特卡夫定律，中国移动的网络价值约为美国AT&T的157倍。那么这些网络价值蕴藏在什么地方？（见表1）

此处以家庭宽带网络“传”资源为研究对象进行分析。中国移动接入侧总带宽约为24000Tbit/s，总体平均带宽利用率不到1%，假设只使用3%的端侧传送资源，总带宽则远超现有的CDN总容量。2022年，浙江移动试点验证了该方案的可行性，在保障视频流畅、质量稳定的前提下，试点范围内的终端算力贡献流量达1.7Tbit/s，单次即可节省1870万元的建设成本。实践表明，端侧算力资源价值巨大，且可稳定高效使用。

运营商每年在建设、运维方面投入高达数百亿元的资金，然而目前仅使用单连接，多连接所蕴藏的巨大能量尚未充分发掘。终端算力具有超低成本、超大能量的特点，随着运营商重视程度的增强、管理能力的提升，以及技术的持续进步，算力应用必将走向多元化。

前瞻探索终端算力价值，结合“云”“边”已有能力，本文提出了“分两级建设新一代CDN算力网络的方案”。

其中，一级平台依托庞大的CDN基础设施和其他网络资源，基于运营商CDN自研队伍和软能力，迭代升级集中运维、集中客户响应体系，以及“云边端”协同管理等，主要负责集中化业务的统一管理、统一计费，以及算网业务的分发和调度。

省级平台需要跨专业对接现有管理手段，包括但不限于软探针、城域网网管等，主要负责终端侧的管理和控制。省级平台决定着终端算力挖潜的进度，其建设的艰巨性、功能的重要性不言而喻。值得一提的是，终端算力的价值与终端数量和分布等密不可分，脱离网络拓扑和分布调度，终端算力就没有价值可言。

终端算力的价值广阔无垠，但其价值利用也并非一帆风顺，特别在产业协同、可管可控等方面存在一些制约因素。一方面，要想发挥算力价值，需要对网络、业务等进行再平衡、再匹配，需要进行大量试点探索，以及提升资源、质量调度的自主研发能力；另一方面，如果策略制定得当，终端算力的价值将快速显现。因此，对于“算”“传”“存”资源不宜采用平行开采的方式，技术落地要“先传后算”，能力利用要“先内后外”。

为有效满足AR/VR、元宇宙、AIGC等新生代业务的超高带宽、超低时延、超大算力需求，产业链上下游需要协同合作，充分打通网、业、云、边、端各个环节，不断积累“软硬”能力，加快算网技术融合与能力融通。惟其如此，算力网络方能充分有效服务于千行百业。

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