NKN分布式网络解决方案介绍了一种为视频服务提供商提供运营商级内容交付服务的新模型。通过使用中国移动完善的基础设施和NKN的创新技术，该解决方案能够满足中国大型视频服务提供商的要求，清除商业内容交付服务中的技术障碍。
该解决方案还展示了移动运营商充分使用其边缘云基础架构上可用的空闲资源来创造新的收入流的能力，这些边缘应用程序可以与大型集中式数据中心解决方案相媲美、甚至更好。随着5G和边缘计算基础架构的继续部署以及移动设备越来越多地使用视频，视频服务提供商应考虑朝着更加分布式的边缘内容交付解决方案迈进，以提高性能和降低成本。
了解更多详情可查看原文：https://www.gsma.com/futurenetworks/wiki/nkn/
或中文翻译版（附于本文末）。
关于GSMA
GSM协会（通常称为“ GSMA”或全球移动通信运营商协会，最初是SpécialMobile集团）是一个代表全球移动网络运营商利益的行业组织。全球超过750个移动运营商是GSMA的正式成员，更广泛的移动生态系统中的另外400家公司是其准成员。 GSMA通过行业计划、工作组和行业倡导计划代表其成员。主页：https://www.gsma.com
关于GSMA未来网络
5G和IP服务的变革能力所创造的新机遇正在激励运营商部署创新技术，并开发新的商业模式原则以实现网络经济优化。
由21家领先运营商领导的GSMA未来网络计划通过在网络切片、运营商云平台互操作性和开放网络方面的创新，引导行业满足新兴的消费者和业务需求。
详情参见：https://www.gsma.com/futurenetworks/
附文：
未来网络解决方案：聚焦NKN
介绍
NKN（New Kind of Network， 一种新网络）由来自谷歌、诺基亚和高通的业内资深人士于2018年1月创办成立，旨在建立全球最大的共享网络。 为了做到这一点，NKN开发了自己的技术进行创新，该技术将大规模的P2P架构、智能路由和区块链分布式账本相结合，创建了为规模化设计的软件覆盖网络。 NKN团队在美国硅谷和中国北京通过活跃的开源开发者社区在全球范围内开发业务，并在全球拥有3万多个社区关注者。 如今，NKN的网络包括遍布40多个国家和地区、且仍在增长的2万多个节点。
业务推进势在必行
随着诸如Netflix，Hulu，Disney +等在线视频流服务的日益普及，有数十亿小时的在线观看需要服务，相应地用户对内容交付网络（CDN）服务的需求也越来越大。此外，视频流已成为一项竞争性业务，服务提供商需要密切控制传输每个比特的成本。因此，网络运营商需要找到扩展其内容交付能力的途径，以确保其灵活性和可扩展性足以满足新用户的需求。它还必须提升所需的性能，以提供良好的客户体验，使流服务能够大规模管理其成本，这些诉求表现为以下三个属性。
灵活可扩展
- 视频服务提供商通常会部署多CDN架构，该架构可灵活地添加或删除其他网络托管资源，以满足新用户的需求。任何新的解决方案都需要对其现有架构进行补充，同时能够在将来扩展以添加新资源。视频流需求也可能是高度动态的，因此新解决方案需要能够根据客户需求快速扩展或缩小。
性能和用户体验
- 消费者已经习惯了即时满足。 播放视频的几秒钟延迟可能会导致视频被跳过或放弃，从而可能导致运营商的收入损失。 因此，任何解决方案都需要满足或超出为视频交付提供良好的客户体验所需的等待时间和带宽要求。
大规模成本管理
- 传统的CDN解决方案可能会很昂贵，因为这些解决方案需要庞大的硬件和数据中心基础结构，必须对其进行构建和维护以支持其CDN服务。 同时，CDN通常占服务提供商视频交付总运营成本的大部分。 因此，降低CDN服务的成本对帮助流服务提供商保持竞争力具有重大影响。
运营商与解决方案
背景
中国移动是全球最大的移动运营商，拥有超过9亿人次的移动用户。随着2019年5G服务的推出，该公司将利用其5G网络、数据中心和边缘计算节点来推进其5G企业战略，以提供云服务。通过此计划，中国移动旨在探索为企业客户使用其基础设施的创新方法。
在中国移动推出其5G服务的同时，NKN开始与中国最大的视频服务提供商进行合作，这些服务提供商正经历着客户的飞速增长，并正在寻找满足不断增长的需求的新方法。与NKN达成合作正是因为他们发现NKN的分布式共享网络非常适合其CDN软件及其可扩展性需求，其优势包括：
- NKN满足可伸缩性需求–凭借其水平可伸缩的体系结构和便捷的自助服务部署，NKN网络可以增长到数百万个节点，以满足未来的需求。
- 为其CDN部署网络资源时的灵活性和可扩展性–节点可以根据定期的需求动态来加入或离开网络。
- 良好的视频体验– NKN包含优化的路由算法，可确保满足延迟和带宽要求。
- 大规模管理视频服务提供商的CDN成本– NKN网络由众包的网络资源池组成，这些资源进入未使用和未充分利用的市场以提供最具成本效益的选择，从而降低总体成本并释放更多带宽CDN服务，而无需安装新硬件或使用额外的电源，从本质上讲对环境有利。
NKN还在寻找可靠的基础架构合作伙伴，以帮助网络扩展、以满足视频服务提供商和其他企业客户的需求，并因此与中国移动合作。中国移动在中国拥有31个省级数据中心，在国外设有其他节点，并可以访问6万多个云服务器资源。同时，这项合作为NKN的CDN服务和中国移动提供了健康的新收入来源。
解决方案
为了向视频服务提供商提供CDN即服务产品（CDNaaS），NKN结合了自己的分布式网络解决方案和CDN缓存功能，这些功能均使用中国移动的基础设施运行。最终产品称为新型CDN或nCDN，可提供可伸缩性、带宽性能和成本管理功能，可满足当今视频服务提供商客户的需求。
NKN的分布式网络解决方案是在其自己的开源对等网络体系结构之上开发的。这种架构提供了扩展到数百万个节点的能力，并且在全球范围内已经看到多达2万个节点的增长。与微托管集成的是网络管理，用于部署和管理网络上运行的服务（例如CDN）。该架构中的节点还具有内置的支付渠道，能够实时奖励网络运营商。总之，NKN软件提供了用于CDN缓存的微型托管平台。
对于CDN缓存软件，NKN不仅拥有自己的解决方案，而且还可以托管第三方缓存应用程序，以便集成到任何CDN扩展或多CDN配置中。这让视频服务提供商拥有了极大的灵活性，同时也满足了运营商支持多种缓存解决方案的复杂性要求。
该解决方案使用了中国移动基础设施上可用的空闲资源。结果就是中国移动将最大程度地提高网络效率，同时获得额外的收入来源。nCDN软件的灵活性提供进一步支持，该软件允许节点加入或离开网络，以便管理可用资源并满足客户需求。
NKN与中国移动以及中国最大的视频服务提供商之一联手于2019年下半年成功完成了nCDN的商业试用。该商业试用包括将视频节目和电影的视频服务提供商目录中的视频内容交付给其近1亿用户的一部分。这样，在竞争激烈的大规模视频流环境中，该试验解决了甚至超过了交付高质量CDN服务的所有技术挑战。下面的图1显示了用于商业试用的网络设置以及中国移动的边缘基础设施、NKN的节点/内容交付软件和视频服务提供商媒体商店之间的互动，以便为内容订户提供服务。
图1：商业试用网络架构
经济效益
增量收入
NKN的CDN即服务（CDNaaS）解决方案为企业客户和移动运营商都带来了经济利益。
由于nCDN纯粹是采用即付即用定价的SaaS模型，因此企业客户或移动运营商无需支付任何资本支出。企业可以利用较低的进入门槛并更快地进行扩展，而无需花费大量网络费用。对于移动运营商来说，NKN的解决方案可以在现有的边缘服务器和连接上运行，并为托管该服务的运营商提供增加的收入。
运营支出收益
向企业客户提供NKN解决方案时，移动运营商还将获得额外的OpEx收益（包括节省移动回程以及提高客户体验），这是由于nCDN使用缓存在网络边缘存储（诸如视频或电影之类的）内容这一事实。根据GSMA的《移动回传：概述》一文，“通过将经常访问的内容存储在边缘网络中，缓存可以减轻移动回传的负载并提高客户体验。”这些相同的优点也适用于nCDN，并将在下面量化这些改进。
关于移动回程保存，内容是通过移动回程下载的，然后作为内容传递解决方案（如nCDN）的一部分缓存在边缘服务器上。内容可以提供给许多订户，而无需通过回传再次访问原始内容，这意味着可以一次下载内容并将其提供给许多客户。在NKN进行的测试中，发现受欢迎的内容可以节省1:10。也就是说，我们缓存的每1MB内存中，NKN平均可以处理10MB的数据，与无法访问缓存的内容相比，可节省90％的回程。但是，对于不受欢迎的内容，该比率可能低至1：1，这意味着没有与缓存相关的回程节省。但是，对于内容不受欢迎的情况，需要考虑与客户体验有关的缓存优势。
通过在网络边缘提供此内容，而不是集中在可能相距数百甚至数千英里的数据中心，客户可以实现更低的延迟、更快的响应时间以及整体上更好的客户体验。 根据谷歌文章“查找如何为移动页面速度制定新的行业基准”所述，随着页面加载时间从1秒增加到3秒，有人放弃页面的可能性增加了32％，这直接与丢失的观看次数和随后的收入损失相关。 NKN用自己的nCDN软件进行了进一步的测试，该软件在中国移动的网络上运行。 与NKN在中国地区最近的竞争对手相比，该测试使页面加载速度提高了40％以上，从而带来了更多的客户体验。 下面的图2比较了使用nCDN和中国移动基础设施的页面加载时间与国内竞争对手的比较。
图2. nCDN +中国移动vs中国地区竞争对手的页面加载时间
实施解决方案
nCDN由NKN部署和管理，使企业易于实施。 NKN提供一个自助服务门户，企业可以通过该门户注册并跟踪其内容交付使用情况。企业客户只需更新其DNS记录，即可将流量引导至NKN的DNS进行交付，然后开始跟踪使用情况。
在运营商网络中部署nCDN分为两个步骤。第一步是启动连接和加入网络的NKN节点。第二个是将CDN应用程序软件部署到那些节点以提供服务。
NKN节点可以在大多数基于Linux的计算机上运行，并且可以部署在中国移动的边缘云以及裸机、VM或作为docker容器。该软件是通过快速部署过程安装的，并且只需一行脚本即可在几分钟内下载并安装NKN的节点软件。完成此操作后，将需要使用基于订阅的模型来部署nCDN应用程序软件。 NKN的节点必须首先使用Docker Swarm订阅组，然后所有节点都订阅已接收CDN软件下载的组，然后才能进行安装。虽然订阅过程仅需几分钟，但所有节点最多可能需要几个小时才能收到CDN软件，再进行安装和配置。即便如此，这还是比传统的“自带服务器”类型的CDN部署要快得多，后者可能需要数周甚至数月的项目工作。
挑战/经验教训
根据我们的部署，可以学习和分享一些经验教训，尤其是与中国领先的视频服务提供商和中国移动进行的商业试用，该试用面临的一些挑战是：
异构硬件，软件，网络和配置
- 在商业试用的第1阶段，计划使用更多种类的基础结构服务来托管NKN的软件。据了解，在此过程的早期，很难管理多种配置，但仍然能够在指定的时间内达到试用目标。相反，中国移动决定将重点放在主要的基础平台上，以此作为我们部署的基础。结果使NKN可以快速迭代到中国移动的平台，该平台为成功完成商业试用提供了可靠的基础。
大规模部署
- 为了部署1百个节点进行测试，需要一个受信任的工具，该工具可以帮助在许多主机上协调和部署多个实例。尽管可以使用执行快速部署脚本来启动新的CDN节点的功能，但是发现诸如docker容器之类的容器化机制在规模上是更好的选择。为此，决定设置并集成开发操作工具docker swarm。这样，NKN能够大规模部署和管理CDN节点，从而在测试期间成功支持商业流量需求。
结论
此解决方案介绍了一种为视频服务提供商提供运营商级内容交付服务的新模型。通过使用中国移动完善的基础设施和NKN创新的分布式网络解决方案，该解决方案能够满足中国大型视频服务提供商的要求，清除商业内容交付服务中的技术障碍。该解决方案还展示了移动运营商充分使用其基础设施上可用的空闲资源来创造新的收入流的能力，这些边缘应用程序可以与大型集中式数据中心解决方案相媲美、甚至更好。随着5G和边缘计算基础架构的继续部署以及移动设备越来越多地使用视频，视频服务提供商应考虑朝着更加分布式的边缘内容交付解决方案迈进，以提高性能和降低成本。
关于NKN
NKN是一个完全去中心化，基于网络传输量工作证明，可支持千万级规模节点共识的区块链系统。由NKN所构建的这样一个有经济模型所驱动，社区共建共享的新型点对点网络，为开发者提供了一个开放、便捷、高效和安全的网络连接传输平台。基于NKN开发的各种应用将给终端用户带来各种全新的网络体验。
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