近年来,随着固网宽带和移动互联网的快速发展,带动了多媒体内容的不断丰富、应用数量的激增、物联网的发展,同时随着视频直播等高耗能业务的推动,云计算以及虚拟现实等落地推广,cdn领域进入了新一轮高速发展的轨道,但同时也迎来了新的巨大挑战。
如今,在不同的应用场景中CDN所扮演的角色也不尽相同。以高清视频直播为例,从“主播推流端”到“CDN”,再到“观众拉流端”,整个流媒体传输链路中,任何一个环节出现问题都将严重影响用户的观看体验,因此打造端边云一体化的CDN服务逐渐成为云厂商的一致探索。
“端-边-云”协同传输优化 构建高可靠智能加速网络
针对于此,华为云CDN推出了Net Turbo端-边-云网络传输优化,利用自研的Overlay智能专线技术、MP-TCP聚合加速技术,QUIC传输协议、BBR2.0+增强算法等多种协议及算法优化,提升带宽利用率,降低网络时延、卡顿率,实现端边云之间数据高效协同传输,构建端边云协同的智能加速网络。
QUIC端边云极简通信,在页面秒开、上传/下载速率提升20%以上
据了解,QUIC是在UDP协议之上提供一种可靠的、可建立面向连接的服务,采用 0 RTT建链、多流复用,减少页面加载时延,提高网络传输效率。
QUIC融合了包括TCP、TLS、HTTP/2等协议的特性,相较传统的TCP+TLS+HTTP2的策略, QUIC采用0 RTT建链,拥有极短的建连时间,同时复用了HTTP/2协议的多路复用功能,避免了HTTP/2的线头阻塞问题;并且QUIC基于UDP,运行在用户域而不是系统内核,使得QUIC协议可以快速的更新和部署,从而很好地解决了TCP协议部署及更新的困难。此外,还使用了自研的创新优化算法,降低时延加速页面显现,提升速率加速大文件上传下载,极大的缩短用户等待时长。
自研BBR 2.0+ 优化网络发包机制,降低卡顿率
在视频播放等业务场景,由于终端与服务器网络传输不稳定,会导致播放卡顿,传统TCP拥塞发包算法会导致丢包率高、重传率高等问题。
而与原生BBR、普通商用协议优化软件相比,华为自研BBR 2.0+协议优化算法,通过在BBR2.0基础上进行技术改进升级,拥有更好的收发包适应能力,更低的重传率,且结合应用层协议栈,可动态适配不同的网络传输异常场景,综合对比拥有更佳的优化效果。
通过引入Extra acked byte统计,在RTT抖动时对拥塞窗口进行补偿,增加ACK聚合处理逻辑,防止窗口受限导致的带宽利用率下降,提高带宽利用率,优化BBR失速问题,间接降低了卡顿率。同时,提高Initcwnd,保证TCP慢启动尽快完成,加快了起播数据的发送,从而降低了首屏时延。
MP-TCP多路复用 降低播放时延、卡顿率
在视频播放、网站登录等业务场景,由于WiFi热点切换等原因导致WIFI连接信号弱,传输质量差。通过MP多路复用技术,可通过LTE无线链路对WiFi链路进行补偿,保证弱网情况下传输的稳定性,视频观看更流畅。基于此,华为云CDN首批应用MP-TCP聚合加速技术优化传输质量,与华为终端Link Turbo配合,能够对端侧的多条链路进行有效聚合,优化传输质量,实现端边协同的网络协同。
通过在终端与华为云CDN节点进行智能化配置,经过MP-TCP(UDP)协议优化,可接入多个制式的网络,扩充网络带宽,增加网络的吞吐量,充分利用4G和WIFI的多路能力,将终端的请求进行多链路聚合,在端侧和CDN之间建立高速专用通道,提升业务可靠性,实现端云协同,保证了高带宽和低延迟。
在蜂窝网络和WiFi下,当一路网络时延受到极大影响时,可快速切换网络,保证网络的可靠性,满足用户在游戏、观看在线视频等多种业务场景的整体体验,并能保证连接速度,业务低时延,加速无死角不中断。同时,还能够有效利用WiFi/LTE资源,保证CDN覆盖区域的高清视频体验,特别在咖啡厅、机场、电梯等网速低、延迟大的弱网环境中,加速效果尤其明显。经过端-边协同的网络优化,对最后一公里端侧的用户体验带来了巨大提升,在WiFi拥塞或WIFI弱场的情况下,实验室测试模拟数据显示,视频播放时延降低29%~61%、卡顿率降低39-42%以上。
Overlay智能专线网络 可靠的Internet高速公路
在边与云侧,华为自研Overlay智能专线网络,基于AI预测发现网络链路时变规律,设计全局路由,进行智能探测,选择最优路径;对网络变化进行智能分析和预测,动态调整纠错码的冗余率,降低时延。实验室测试数据显示,下载速率可提升2-7倍。
其中,Overlay智能专线网络使用时变路由技术,通过长时的、大范围的网络测量分析发现网络链路时变规律,避开网络局部拥塞,设计全局最优的路由,为业务提供优质链路,最大程度发挥网络性能。
Overlay使用时变路由技术,分钟级选取最佳的路由,而对于业务传输过程中实时的时延抖动、丢包则通过动态调度技术进行规避和修复。针对丢包,动态调度技术利用网络中节点的计算、存储和灵活可编程能力,将传统端到端的传输控制变为N个分段传输控制,通过逐段的传输控制来提升端到端的整体传输性能,最大程度的降低数据发送端对丢包的感知,让业务保持高吞吐。
此外,Overlay采用隧道技术将业务报文封装进隧道并利用私有传输协议进行分段传输保障,实现底层传输协议无关性,即使是传输加密的QUIC协议也可以利用Overlay进行高质量的逐跳传输保障。
针对时延的增加,动态高度则设计及时的Detour机制,在链路劣化之前利用时变路由提供的Top N最佳路径,进行灵活切换。对于单路径不能满足业务需求的情况,采取多发选收、降低时延和丢包率。
华为云CDN Net Turbo端-边-云协同极速接入,通过QUIC传输协议、BBR2.0+增强算法、MP-TCP聚合加速等多种协议及算法优化,提升端边传输效率;结合边云协同的Overlay智能路由网络,通过智能时变路由、动态调度等技术,降低网络时延,让用户极速接入。目前,Net Turbo网络传输优化正逐步应用于视频、网页、动态业务上,全方位为客户提供低时延、高可靠的智能加速网络,提供极致用户体验。
** 倍受行业认可,成为企业加速最佳选择**
华为云CDN与主流运营商合营海量节点,全球加速节点2800+,节点带宽储备能力超150Tbps,性能优质快速稳定,业务还覆盖视频、游戏、电商、金融、医疗、政务等领域,提供网页加速、下载加速、点播加速、直播加速、全站加速等多场景加速应用,为芒果TV、最美天气等企业客户提供精品加速网络。
作为全国综艺的扛把子—芒果TV,坐拥过亿注册用户量,每年不间断热播剧占据了视频流量的半壁江山。在面对黄金档流量猛增的情况下,华为云CDN团队全程7*24小时实时监控加速质量情况,保障芒果TV各个区域的加速效果,最终芒果TV在华为云CDN的带宽峰值达T级别(相当于承载百万级别人数同时在线观看)。
在保证视频流畅播放的同时,华为云也为芒果TV的安全防护穿上了金钟罩。华为云CDN支持全网所有节点HTTPS加密传输,让用户享受到企业级可靠的HTTPS加速服务的同时,也能支持视频防盗链访问控制,加强对版权的保护。
最美天气作为正在快速成长的市场中最美、最准、最懂你的智能气象服务应用。最美天气每月的动态数据请求高达1W QPS以上(每秒的请求数),针对用户实时的动态天气数据查询,华为云CDN利用智能调度算法,结合全球精准的IP库,有效地将用户请求调度到最优的服务节点,实现动态天气数据内容的快速响应,让用户实时查询到最新天气情况。
在坚实的技术底座上,华为云保持着强劲的发展势头,在加速领域,华为云CDN也已成为技术的领先者,行业的引领者。目前,华为云CDN业绩相比去年增速迅猛,整体实力在行业市场中逐渐凸显,有越来越多的企业选择了华为云CDN服务,我们有理由相信,华为云CDN Net Turbo网络传输优化助力未来互联网数据传输也将发挥更大的作用。
本文由华为云发布。
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