Чому не існує CDN у мобільних операторів?

Зараз трохи поговоримо на тему мереж передачі контенту (Content Delivery Networks, CDNs). Наступні дві статті (досить вільний переклад статей та дискусій відносно них із блогу Telco 2.0 Ініціативи) якраз присвячені цьому.

Отже,

---------------------------------------
Сети передачи контента - почему не существует мобильных CDN
(оригинальная статья размещена здесь)

Фактически сети передачи контента (content delivery network, CDN) - это эффективный способ доставки больших объемов трафика (как правило, видео) через Интернет. Стандартные методы имеют тот недостаток, что информация должна быть передана из сети провайдера, в которой размещен тот либо иной контент, через backbone, в сеть провайдера, к которому подключен клиент, по крайней мере один раз для каждого пользователя (и на каждом таком этапе присутствуют пиринговые и транзитные расходы). Кроме того, дополнительную проблему составляют нагрузки на серверы провайдера. В CDN же Web-серверы, наполненные контентом, размещаются в стратегических точках на территории провайдеров-заказчиков. Запросы затем перенаправляются на CDN-боксы, так что каждый элемент должен быть передан по направлению из сети провайдера только один раз.

Такой подход обладает тем несомненным достоинством, что он всем приносит пользу, все оказываются счастливы :):

• доволен клиент, потому что уменьшается нагрузка на его собственные серверы, и его контент доставляется быстрее, чем контент конкурентов;
• доволен upstream-провайдер, потому что его peer’ы больше не орут о несправедливости и пересмотре условий пиринга;
• довольны downstream-ISP, потому что значительная доля трафика переместилась вовнутрь их сетей, в которых (в зависимости от их бизнес-моделей) это либо значительно дешевле, либо вообще бесплатно.

И все это никак не затрагивает качество сервисов по передаче трафика для других людей, или причинение им какого-либо зла. Это пример элегантного инжиниринга и хорошей экономики.

Если углубиться немного дальше, то причина столь эффективного функционирования CDNs заключается в том, что CDNs «понимают», где расположены узкие места: критические пути, ограничивающие факторы, точки максимального отброса трафика. В данном случае, узкие места представляют собой границы (edge) сетей, потому что они являют собой стык экономической активности субъектов. Смысл экономической модели Интернет состоит в том, что взаимодействие сетей является именно тем, что создает добавочную стоимость, которая далее преобразуется либо в бартерные отношения (peering), либо в живые деньги (транзит).

Так почему же не существует CDN в сетях мобильных операторов?

Традиционно это объясняется тем, что раньше характер и местонахождение узких мест в сетях мобильных операторов не располагал к их появлению. Пока мобильные радиоканалы были очень и очень медленными (и ненадежными), то никогда и не возникало количества трафика, оправдывающего наличия CDNs. И уж в любом случае, от них было бы мало проку, так как CDNs располагались бы по другую, противоположную, сторону от той, на которой возникают задержки.

Но что происходит сейчас? В статье 40Gbits Granny, отмечались возможные масштабы модернизации, проводимой некоторыми мобильными операторами - модернизации, которая стала возможной благодаря внедрению технологий HSPA в мобильные радиосети. На фоне солидных (класса «мегабит и выше») скоростей передачи данных [сетей доступа – прим. мое] грандиозные планы операторов выглядят, скажем так, менее грандиозными :), и вызовы перед ними стоят совсем иного рода.

В настоящее время мобильные операторы, как правило, весьма заинтересованы в богатом контенте: средствах массовой информации, мире видео и музыки. Ввиду ликвидации традиционных узких мест в мобильных радиосетях самое время подумать о том, как доставить этот контент. Первая проблема заключается в широкополосном транзите (backhaul); одни и те же операторы покупают и внедряют Cisco CRS-1, и они же прокладывают оптоволокно к своим базовым станциям (cell-sites). В этой связи возникает интересный вопрос, а если отмежеваться от транспорта, то что можно сказать о роли CDNs? Почему бы не подать контент поближе к пользователям? CDNs приносят мало пользы операторам, которые несут издержки за широкополосный транзит (backhaul), если CDN сервер прямо не размещен на базовой станции. Но они все еще могут сэкономить на расходах за магистральную и внутреннюю передачу трафика. Для тех операторов, кто владеет существенными ресурсами в плане транзитной полосы пропускания, такой подход был бы крайне оправдан.

Вторая проблема основана на задержках core-сети оператора, одной из причин которой заключается в том, что трафик в любом месте его следования должен проходить рядом с базовой сетью. В ISP-мире повсеместной является практика использования нескольких кэшированных DNS-серверов, размещаемых рядом с пользователями, но очень мало мобильных операторов пропускают все запросы своих клиентов через свои коммутационные центры. Поскольку каждая веб-страница может содержать линки, приводящие к нескольким DNS-запросам, то ее обработка может вызвать задержку большую, чем, собственно, сам радиоканал.

Итак, в целях оптимизации скоростей, производители оборудования для мобильных сетей в настоящее время предлагают продукты, которые изолируют Интернет-трафик от, собственно, мобильного (речевого, SMS, MMS) трафика максимально близко к пользователям (подобно функционированию Radio Network Controller’a (RNC)). Если клиент, работая в радиосети, начинает использовать IP, сам этот факт начинает «притягивать» соответственные IP-подсистемы, которые, возможно, включатся в процесс: например, кэширующий DNS. Возникает вопрос – почему бы в таком случае не предусмотреть и подсистему анонса и подачи контента, пользующегося повышенным спросом? Хорошо известно, что многие из мобильных сетей уже вводят в свои сети высокопривлекательный контент посредством специализированных серверов обработки контента различных типов для конвертации его в более сжатые форматы. Исходя из всего этого, почему бы не пойти дальше и не задуматься о полноценных CDNs? Ведь там, где есть узкие места, всегда находится место и открывающимся возможностям.

Главной идеей Telco 2.0 является миграция операторов в сторону горизонтальной, модульной бизнес-модели. Хотя большая часть размышлений обусловлена законами Интернета и аргументацией эффективности «dumb pipes», реальность заключается в том, что операторский мир движется в направлении к функционально богатой и сложной архитектуре сетей. Функционал traffic shaping’a, хранения и обработки контента встроены во многие места на пути между центральными серверами и магистралями по направлению к периферии (edge) радиовещательных сетей и устройств. Успешным оператором будет тот, кто правильно сумеет сочетать предоставляемые функциональные возможности.