中国移动张慧勇:与边缘计算融合发展,助力5G业务快速落地

9月25日下午举行的MEC分发&CDN节点论坛上,中国移动集团公司 网络部 CDN运营中心 产品负责人 张慧勇做了题为《与边缘计算融合发展,助力5G业务快速落地》的主旨演讲。

中国移动家宽、无线用户数保持领先,业界在资源部署时需充分考虑

中国移动近期刚对外公布了一组耀眼的成绩。截止今年8月份,中国移动的家庭宽带市场仍然保持着第一的位置,其宽带用户数已经达到了1.75亿的规模,份额达到42.9%;

其移动用户规模已达9.35亿,其中4G用户为7.34亿,渗透率高达79%;

其电视用户已达1.18亿,大屏电视的发展为中国移动以及其合作伙伴的发展提供了更多的契机;

此外,其在全球拥有最大的物联网专网,物联网的连接数达到了6.93亿。

随着5G商用牌照的下发,中国移动正在实施5G+计划,推动5G网络的商用落地。目前中国移动已在超过50座城市推进应用试验,按照相关规划将增加至5万+ 个5G基站。

5G+大视频时代,内容必须要下沉

内容下沉是提供高速率服务的必然要求。互联网内容的传输速率与距离有密切的关系,5G无线侧可以提供低时延、高速率及低丢包的特性,但如果内容仍然部署在远端,用户所感知到的实际速率仍然会不高。要向用户提供真正的端到端的高速高质服务,需要无线侧和内容侧的紧密配合,对内容侧的最主要要求就是将内容部署到贴近用户的位置。

视频的高集中度支持内容下沉的实现。根据对互联网电视热点的统计,点播的内容集中度非常高,TOP3500可以命中50%点播请求,对应的热点点播内容主要为热门连续剧和少儿娱乐及教育节目。视频热点内容的高集中度,也适合将此部分内容进一步下沉到最靠近用户的地方。

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图1:视频节目的分布符合长尾理论

中国移动提供“高智能、高安全、深下沉、深融合、广服务”的极致CDN服务

立足强大的基础网络,面向5G和大视频,中国移动一向致力于为客户、为业界提供极致的CDN基础设施服务。中国移动CDN具备了“两高、两深、一广”的特性:

1、高智能:运用运营商独有的EDNS0技术保障内容精准调度到其所在的地市和区县节点;基于业务质量和网络质量的智能调度,保障用户访问的“路径、节点双优”。

2、高安全:具有安全分发能力,为高等级客户提供多个分发平面,实现突发故障时的无感知切换。

3、深下沉:最贴近用户的CDN,下沉至341个地市,近240个区县,节点数规模超过1500个,带宽能力150T,峰值流量90T;推进嵌入式CDN取得新突破,为后续进一步下沉储备了充足的技术能力。

4、深融合:与无线网络、家庭网络深度融合。中国移动CDN节点部署在流量出口位置,在4G网络下,用户的流量一出核心网设备,就能够访问到CDN节点;在家宽环境下,用户的流量一出接入网设备,就能够访问到CDN节点;在5G时代,中国移动正在推动CDN节点与边缘计算的深度融合,未来能够向业界提供更丰富的边缘能力。

5、广服务:中国移动遍布总部、省、地市网络战线的员工,可以为用户提供全程全网的端到端服务。

节点下沉成为业界共识,嵌入式CDN应运而生

“下沉”成为紧追“5G”和“边缘计算”之后峰会的第三高频词。2017年中国移动就开始倡导的下沉的理念,现在成为了业界的共识。中国移动已完成全部341个地市CDN节点的下沉,为了进一步推动区县和热点高校区域的下沉,联合合作伙伴,开展了嵌入式CDN的试点,张慧勇以“技术发展的产物,CDN下沉的利器”来形容。

现有机房条件和ICT技术的发展推动了嵌入式CDN的发展:

1、传统通信机房难以满足通用服务器的要求。原有的县区机房,主要是面向传输等传统通信设备,不能满足通用服务器对耗电、散热、温度等的严格要求,DC化改造工作量大。

2、IT/CT技术器件发展带来契机。CPU、存储小尺寸、低功耗、高性能化,BRAS和OLT等接入侧设备端口密度和槽位宽度越来越大,存在空余机框槽位。

基于以上两个因素,中国移动开展了嵌入式CDN的试点,并在现网进行了部署。使用嵌入式CDN相对于外置服务器,部署上更具便利性,功耗更低、成本方面可以省下接口和链路,通道方面使用了内部通道、带宽大。此外其性价比也更高,机架空间利用率更高。

以OLT CDN为例,部署方案如下:

1、CDN板卡安插在通用的OLT设备槽位上,配置IP用于终端访问以及回源;
2、OLT内置CDN板卡上部署软件,具备服务能力;
3、用户请求通过CDN调度,被引导至OLT 内置CDN板卡服务;
4、OLT内置CDN板卡有内容则直接服务,没有内容到上级节点回源。

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图2 OLT嵌入式CDN部署方案

OLT CDN在调度策略上,采用智能调度方式,热点统计预推送,提高首次命中,增加重定向调度模式,改变现有的边拉边放模式,可将直播、时移、回看及点播均实现全部调度到下沉节点。

使用嵌入式CDN成效明显。在业务质量方面,跟踪对比试点前后视频播放质量关键指标,OLT嵌入式CDN下的用户的服务质量较之前有明显提升;而业务命中率方面,节点命中率在维持在了95%以上,完全满足本地化服务的要求。

结合大网优势,智能调度独具特色

EDNS0改造全面完成,用户访问精准调度到地市和区县。中国移动全面完成DNS的改造,支持EDNS0技术,CDN调度中心利用EDNS0传送的用户精确地址,可以将用户访问精准调度到地市和区县。而一般CDN厂商只能实现省级的调度,即使在一省多个地市部署了节点,也只能进行轮询调度。

基于热度、负荷、质量的智能化调度初步实现。中国移动CDN的智能调度与业界CDN相比,存在两大优势:

(1)数据来源更广:能够采集的数据更为丰富,除了业界通用的CDN节点信息、嵌入式SDK信息和拨测等信息外,还采集了大量的网络数据,包括全网的DNS日志信息、全网的Netflow流量信息,用于对热点的预判和质量分析。

(2)节点、路由双优选择:在调度策略方面,除了对节点的选择外,还可以做到在网络路由上的选择,选择负荷最轻、质量最好的链路用于数据的传输。

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图3:中国移动CDN智能调度原理图

在智能调度上,中国移动CDN开始探索“网络+CDN联动调度”,从BRAS设备开始,就对质量进行探测,对路由进行优选。中国移动在部分BRAS设备上增加了SA板卡,SA板卡采样识别各类业务质量和各方向链路质量情况,并将这些信息上报给CDN的边缘节点。

CDN的边缘节点部署了数据分析和智能调度模块,分析生成业务调度策略,下发至BRAS板卡,实现不同业务智能调度至最优链路的功能。

面向5G支持虚拟化、容器化,提供更丰富的边缘服务能力

张慧勇介绍中国移动正在开展CDN边缘节点的虚拟化、容器化试点工作,并取得了一定的进展,并介绍了两个案例。

升级CDN边缘能力,提供“CDN云网吧”服务。

中国移动在家庭宽带市场取得领先优势后,也在尝试进入网吧专线市场。在深入网吧专线市场过程中,中国移动发现传统网吧有“三高”的痛点。

(1)机房要求高;

(2)硬件成本高;

(3)运维成本高。

这“三高”给网吧运营者带来了沉重的负担。

针对网吧的三高痛点,中国移动结合CDN边缘节点的强大能力,打造了云网吧平台,为网吧客户提供服务。

具体来说,传统的CDN主要是I/O型的业务,空余的CPU计算能力对网吧客户是足够用的。但网吧客户还有一个显著特点,就是打游戏的用户超级多,这对需要强大的GPU能力。但传统的CDN是没有GPU资源的。因此,中国移动在传统CDN边缘节点设备上,增加了GPU,并对CPU、GPU、存储等资源都进行了虚拟化,以虚机的形式提供给网吧从业者。网吧从业者只需要配置高端的显示器等外设,就能够很好的进行运营了。

中国移动在某省多个地市进行了测试,CDN云网吧能够很好的满足用户的需求,游戏的质量与采用传统模式的网吧基本一致。请专业玩家进行评测反映也非常的好。

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图4:中国移动“CDN云网吧”架构图

CDN边缘节点改造,承载VR视频

传统视频用户与服务端是基本没有交互或者是交互很少的。而VR则不同,用户的每一个动作,比如转头等,都需要与服务端进行交互。这些计算必须部署在边缘来完成。

中国移动对CDN边缘节点设备进行了升级,支持快读快发等新技术,并与VR内容提供商、头盔等外设提供商一起,开展了VR性能指标、通用服务器承载能力等的测试,测试结果表明,通过对CDN边缘节点进行适当的改造,能够很好的满足VR等新型业务的感知需求。

截止到目前,中国移动CDN客户数已经超过了8.5万,峰值流量达到了90T,其中约有约有10T左右是物联网业务的流量。分发客户包括了腾讯、华为云、芒果、头条等知名企业。

张慧勇表示中国移动建设CDN的初衷,是为给业界提供一个标准化的基础资源,中国移动CDN会像IDC一样,成为大家资源采购中的一个选项。同时,中国移动也在尝试通过虚拟化,将CDN边缘节点的能力进一步打包,提供给业界使用。中国移动也愿意以开放的心态与各行业开展边缘能力+CDN的业务合作。

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