騰訊云李叢： CDN分布式架構(gòu)演進(jìn)

9月16日，Distributed Cloud|2021全球分布式云大會(huì)·上海站隆重召開。騰訊云副總經(jīng)理李叢在上午召開的分布式云主題報(bào)告會(huì)上發(fā)表了題為《CDN分布式架構(gòu)演進(jìn)》的精彩演講。

調(diào)度是分布式架構(gòu)的核心問題

無論CDN、邊緣云或分布式云，最核心的問題都是如何做好調(diào)度。李叢介紹了騰訊內(nèi)部的調(diào)度技術(shù)，一類是流量型的調(diào)度，另一類是資源編排的調(diào)度。調(diào)度問題，映射到實(shí)際的CDN場景，核心訴求是如何找到最快路徑。而編排技術(shù)，是將各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)單元進(jìn)行有序的安排和組織，使網(wǎng)絡(luò)各個(gè)組成部分平衡協(xié)調(diào)；映射到CDN里，就是在解耦的情況下，為業(yè)務(wù)場景找到一個(gè)合適的節(jié)點(diǎn)，對(duì)它的帶寬、算力、存儲(chǔ)分配合適的空間。

面對(duì)如此多的需求，如何從全球數(shù)千個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)找到匹配方案，使資源利用率最大程度的提升？這是騰訊云CDN投入大量精力并持續(xù)優(yōu)化的事情。

流量調(diào)度解決最核心的問題就是如何讓速度最快。但物理的最近距離并不代表網(wǎng)絡(luò)距離，用戶需要的不是距離最近的機(jī)房，而是訪問最快的機(jī)房，如何準(zhǔn)確為用戶匹配到最快的機(jī)房是另一個(gè)重要問題。

為解決這兩個(gè)問題，騰訊云會(huì)綜合全球資源訪問情況，給到用戶訪問最快的節(jié)點(diǎn)。在這個(gè)策略，在內(nèi)部實(shí)踐中，初期就實(shí)現(xiàn)了10%的提升。

針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)情況，尋找最佳的傳輸配置策略是網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議優(yōu)化的本質(zhì)

李叢提到第二個(gè)核心技術(shù)是分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無論任何運(yùn)營，如果要構(gòu)建在邊緣，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就非常關(guān)鍵，所有的算力資源如何互聯(lián)互通，如何提供整體能力使算力能夠串聯(lián)在一起，都是需要解決的問題。

而在這一方面，騰訊云擁有非常多的技術(shù)優(yōu)化點(diǎn)，比如，動(dòng)態(tài)路由方面，騰訊云系統(tǒng)每年優(yōu)化2000多萬的鏈路信息，以提供最優(yōu)的路由選擇；另外，傳輸協(xié)議上，騰訊云內(nèi)部分為“內(nèi)功”和“外功”，去探索傳輸?shù)谋举|(zhì)，在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下根據(jù)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸情況，找到最合適的策略；除此之外，依賴于全球基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)以及這些設(shè)施間的互聯(lián)，騰訊云還擁有業(yè)務(wù)上的QOS等的優(yōu)化場景。

李叢在眾多場景中挑選“內(nèi)功”的部分技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)講解。

在傳輸協(xié)議方面，最為本質(zhì)的就是如何為一個(gè)業(yè)務(wù)匹配到最需要的傳輸鏈路需求。其中幾個(gè)比較核心的問題是：

第一，網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境紛繁復(fù)雜，無法進(jìn)行有效預(yù)測。李叢舉例說，不同的接入網(wǎng)類型，WIFI、4G網(wǎng)絡(luò)，鏈路層不一樣，挑戰(zhàn)點(diǎn)也不一樣。在不同的場景下，通過樣本訓(xùn)練可以發(fā)現(xiàn)，在不同的接入網(wǎng)，最優(yōu)參數(shù)的分布方式也不一樣。

第二，運(yùn)營商不同的限速策略對(duì)協(xié)議上的傳輸也有影響，如令牌的限速策略。從服務(wù)端看，丟包的信號(hào)特別明顯，如果是漏斗型，丟包不明顯但延遲很明顯。

除了上述兩個(gè)特征之外，還會(huì)有非常多的特征，無法預(yù)知到底會(huì)有多少情況。除了網(wǎng)絡(luò)特征之外，客戶也是一大影響因素，因?yàn)槊總€(gè)客戶心中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并不相同。

在標(biāo)準(zhǔn)不一的情況下，怎么做加速算法？為了解決這些問題，騰訊云推出了“千人千面”的方案，為每個(gè)“人”配備最適合的策略，給“他”想要的。

李叢介紹說，根據(jù)騰訊云的實(shí)踐，“千人千面”方案，在4G網(wǎng)絡(luò)下能夠獲得6-10%的提升。

增強(qiáng)防護(hù)能力是面對(duì)未來挑戰(zhàn)的關(guān)鍵

第三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是安全問題。很多CDN節(jié)點(diǎn)會(huì)受到大量攻擊騷擾，所以在多年前，騰訊云在邊緣做了安全防御策略方案，其中最簡單的核心思路就是分而治之，騰訊云在邊緣上把流量全部打散，達(dá)到了更好的防御效果。

提升競爭力，服務(wù)全球——騰訊云CDN

目前騰訊云CDN比較常態(tài)的穩(wěn)定的帶寬在160T以上，最近的峰值即將突破200個(gè)T。目前騰訊云CDN包含國內(nèi)的CDN和海外CDN，以及全站加速、快直播、安全CDN等產(chǎn)品。

騰訊云海外CDN也已初具規(guī)模，在亞洲地區(qū)具備了相當(dāng)?shù)母偁幜?，下半年騰訊云會(huì)繼續(xù)投入到中東以及拉美區(qū)域的完善中去。

關(guān)于全站加速，主要是解決四層七層的加速場景，針對(duì)不同場景有10-30%的提升，近半年的POC測試來看，騰訊云ECDN的加速性能是非常優(yōu)異的。快直播的產(chǎn)品，是首個(gè)超低延遲的視頻類產(chǎn)品，延時(shí)從5秒下降到500ms，卡頓下降30%。

面向未來，下一代CDN架構(gòu)——分布式的操作系統(tǒng)

今年是CDN發(fā)展的第20個(gè)年頭，回顧整個(gè)CDN的發(fā)展史，對(duì)于“下一代的CDN”是什么？李叢發(fā)表了他的看法。

李叢認(rèn)為，CDN的進(jìn)化，其實(shí)是一個(gè)典型的邊緣應(yīng)用需求。在未來5G時(shí)代下，無論是VR物聯(lián)網(wǎng)還是無人駕駛，無論是計(jì)算還是存儲(chǔ)，對(duì)邊緣要求越來越多。在過去的20年，我們可能完成了帶寬從中心到邊緣的遷移，未來10-20年，我們要完成的可能就是計(jì)算、存儲(chǔ)從中心到邊緣的遷移任務(wù)。

未來，CDN技術(shù)的開發(fā)能夠像開發(fā)“單機(jī)應(yīng)用”一樣簡單。以單機(jī)應(yīng)用這樣簡單的方式去構(gòu)建一個(gè)分布式的邊緣應(yīng)用。但這將面臨兩個(gè)挑戰(zhàn)：

第一，分布式算力不是在一臺(tái)機(jī)器上，它的算力遍布全球各地，有什么方法可以替代這上面的操作系統(tǒng)？第二，在分布式應(yīng)用上如何構(gòu)建那么多的開發(fā)庫？

基于上述思考，李叢認(rèn)為，未來的架構(gòu)應(yīng)該是分布式的操作系統(tǒng)，而這個(gè)操作系統(tǒng)有兩大核心特征，一是預(yù)裝能力；二是開放能力。

預(yù)裝能力，用云原生的能力構(gòu)建底層操作能力，并預(yù)裝一些能力，如調(diào)度能力、網(wǎng)絡(luò)加速能力、安全能力、轉(zhuǎn)碼媒體服務(wù)渲染能力等，騰訊云已經(jīng)在很多成熟的產(chǎn)品上開始集成這些能力。作為預(yù)裝的基礎(chǔ)庫，在上層構(gòu)建出開發(fā)引擎，提供類似單機(jī)一樣好用的IDE的界面給開發(fā)者，開發(fā)者就可以在上面構(gòu)建出他們需要的應(yīng)用。

開放能力，未來開發(fā)者有能力在操作系統(tǒng)上開發(fā)自己的APP，開發(fā)自己的服務(wù)庫，這些開發(fā)出的服務(wù)庫也可以為他人所用，來實(shí)現(xiàn)開放的效果，使得大家一起去共建整個(gè)分布式邊緣的能力。

基于上述猜想，李叢預(yù)期了一個(gè)CDN發(fā)展的理想狀態(tài)：

第一，技術(shù)融合，無論是云上的技術(shù)還是邊緣、虛擬化、分布式存儲(chǔ)、調(diào)度、緩存、網(wǎng)絡(luò)傳輸、運(yùn)行時(shí)、微服務(wù)、中間件等技術(shù)，都會(huì)融合。

第二，產(chǎn)品聯(lián)動(dòng)更加緊密，把最大的靈活性給用戶和開發(fā)者。

第三，生態(tài)開放，基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和開放的生態(tài)，達(dá)到人人都是構(gòu)建者的目標(biāo)。

最后，李叢總結(jié)表示，騰訊云基于對(duì)過去技術(shù)的總結(jié)和對(duì)未來技術(shù)的暢想和探索，形成了一套次世代的CDN系統(tǒng)，目前這套系統(tǒng)在內(nèi)部的場景上已經(jīng)進(jìn)行了適配使用，在不久的將來隨著市場成熟，騰訊云將對(duì)外進(jìn)行產(chǎn)品化建設(shè)，將新一代的CDN提供給用戶使用。