在網站的經營上,除了管理本身的系統平臺與應用程式之外,採用內容傳遞網路(CDN)的服務也很重要,因為透過部署大量的存在節點(Points of Presence,PoPs),我們可以將使用者經常存取的網頁內容,預先擷取並放在數以萬計的伺服器節點上, 藉此分散頁面存取的負載、降低延遲,而這些伺服器往往部署在不同的地理區域,以及骨幹網路的位置,以便獲取較高的頻寬使用效益,增進供應全球用戶存取的能力。

不過,也因為這樣的特性,市面上能夠提供CDN服務的廠商,大多都是本身設有多座大型資料中心的網路服務業者、雲端服務公司,或是電信商,例如, 1998年成立的Akamai,以及2008年成立的Cloudflare,都是以CDN起家的公司;而AWS、阿里雲、Azure、GCP、IBM Cloud等雲端廠商,都提供CDN;在臺灣,三大電信公司也設有CDN,選擇相當豐富。不過,在2018年,臺灣有新創公司擎法科技(Qinfra)想透過其他方式來提供CDN服務,他們運用了去中心化的霧端計算(Fog Computing)架構,以分散範圍更廣泛、有機會做到更密集部署的的各種小型連網設備,進行彼此串連,進而構築CDN的服務Poseidon Network。

相較於現行的CDN服務布建方式,仰賴大量伺服器的資源與網路頻寬,QCDN採用的是更為分散的霧端計算(Fog Computing)架構,連網的節點可以是各種物聯網設備,進而共享儲存與網路頻寬,建置成本較為低廉,並以此來支援CDN服務的負載,以及提供較低廉的租用費率。

上面這幾個畫面,都是QCDN目前的後臺管理功能,租戶能夠管理欲套用CDN服務的網站,並控制與監督網站的快取與頻寬流量。

QCDN服務所用的霧端計算架構,實作上,就是分散式儲存加速平臺Poseidon Network,Qinfra透過這項技術打造出區塊鏈的網路連通層,可提供CDN,以及儲存分享(支援S3、IPFS)等多種服務;而底層的節點可以是各種連網設備,例如,行動裝置、NAS、桌上型電腦、Wi-Fi無線基地臺,目前他們已發布Poseidon的iOS App,威聯通NAS也將提供相關支援。

這是Posiden Network的框架,是建構在四大模組,分別是:User App、Oracle、Off-Chain、On-Chain等而成。
首先,User App是部署在用戶端環境的程式,所面對的使用者,包含了購買服務的用戶、檔案共享者、檔案上傳者,以及挖礦者,負責應用端的資料管理,以及智慧合約的呼叫,可提供買賣、社交分享、Token的挖礦。
而Oracle目前設置在雲端服務的環境,負責橋接智慧合約與外界應用的通訊,讓用戶經由REST API,與Off-Chain、On-Chain互動。未來,Oracle能在虛擬機器上運作,並與資料庫系統溝通。
Off-Chain的部份,包含了超級節點與輕量節點,前者是以NAS設備為主,後者則是智慧型手機與個人電腦。基於這些節點,能讓Posiden Network提供CDN、檔案共享等多種服務。
而另一個On-Chain,則是可區分為L1和L2等兩個層面。L1是將有向無環圖(Directed Acyclic Graph,DAG)作為分散式帳本(Distributed Ledger Technology,DLT),L2是指代幤(Token)、數位資產、主要網路。在這樣的架構下,系統可將非代幤的交易,像是Metadata記錄的各種檔案,像是使用者ID、檔案ID、網址、價格,存放到DAG裡面,提供檔案無法竄改的驗證機制。

細部來看,QCDN與Poseidon Network之間的關係是什麼?Poseidon Network創辦人林弘全表示,一開始QCDN的範疇是涵蓋所有的節點及平臺,後來衍生出 Poseidon Network,並且將原本 QCDN的概念予以通用化。就Poseidon Network的定位而言,他們希望打造區塊鏈的網路連通層 (transport layer),底層是以各種物聯網設備做為節點,例如,NAS會是其中一種,也是最主要的連網設備,目前已經能夠將行動裝置做為節點,未來會增加新的物聯網設備。

除了分散式節點的配置,在控制器的部份,Poseidon Network所搭配的Qontroller,也是採用去中心化的架構,是由Qinfra來部署,未來他們希望能夠透過智慧合約(Smart Contract)來控制。

從技術應用的角度來看Posiden Network,可分為三層。
最頂端為各種應用程式,可提供影音直播、影音分享、照片分享、檔案分享、更新檔分流,未來也能支援區塊鏈身分管理、信任執行環境。 
中間層為智慧合約與演算法,裡面有6種演算法,分別是:節點選擇演算法(Node Selection Algorithm)、快取預測演算法(Caching Prediction Algorithm)、QCDN彈性價格合約(Flexible QCDN pricing smart contract)、QEdge投票及獎勵智能合約(QEdge Voting and Reward smart contract)、提領及鎖定循環智能合約(Payout and Lockup Cycle smart contract)、可升級智能合約(Upgradable smart contract),負責整體網路的效率與監管工作。
底層則是系統運作架構,包含了Qontroller分散式流量調節器、QEdge節點、分散式儲存網路(DSN)、區塊鏈(Blockchain)。我們此次介紹的QCDN,就是基於Qontroller和QEdge的搭配而來。

基於Poseidon Networ這個網路流通層,Qinfra會打造多種應用案例與業務模式,而CDN就是一種作法,此外,這裡也支援分散式檔案系統IPFS(InterPlanetary File System),作為共享儲存。

未來他們希望支援Docker,以便在節點上執行分散式計算或虛擬機器,提供類似分散式EC2的雲端IaaS替代方案。不過,他們也強調資料不會放在區塊鏈上,以便確保效能、延展性。

另外,QCDN想要引進代幣(Token)的共享經濟模式,作為搭配的獎勵機制,促進節點網路規模的大幅成長,這部份也需要透過Poseidon Network來完成。

產品資訊

Qinfra QCDN
●原廠:Qinfra(03)621-0353
●建議售價:每Gbps流量約為1.5元
●可處理的網路應用來源:HTTP/HTTPS、AWS S3 Bucket、RTMP、IPFS
●可加速傳遞的資料類型:靜態檔案(影片、圖片、JavaScript、HTML、CSS檔)、影音串流(HLS、MPEG-DASH)、影音直播(RTMP)
●全球CDN節點位置:臺灣、香港、新加坡、泰國曼谷、越南胡志明市、菲律賓馬尼拉、美國紐約、瑞士

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


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