揭开华为云ADN提高网络质量的秘密

原创
02/19 14:58
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本文分享自华为云社区《揭开华为云ADN提高网络质量的秘密》,作者:HuaweiCloudDeveloper。

互联网的QoS故障与解决思路

互联网自1968年起源以来,已经发展了半个多世纪。互联网仅从中文字面意思,可以简单理解为相互链接的网络。实际上互联网是由全球各国各地区的本地局域网建设者(可称为运营商);把一个个局域网相互链接起来,使得信息可以在一个个局域网之间流动的大型网络。据不完全统计,全球已经有750+的运营商。各个运营商的网络,从早期的ATM网络逐渐演进到IP网络;各个运营商之间网络连通性和质量也参差不齐。这也就导致终端用户通过互联网访问数据的时候,存在着众多的不可控因素,比如时延、丢包等等。

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随着以上问题的日益突出,运营商虽然通过各类BGP协议,OSPF等协议,以邻居式发现和链路cost进行路由转发来优化自身网络和网络间的质量;但是随着各运营商的经济投入不等和全球互联网应用业务流量的大幅增长,导致全球流量呈现不同的潮汐变化,尤其在长距离传输方面出现明显的潮汐式丢包。

实际传统互联网在全局网络路径拥塞发生丢包、时延等Qos故障时,不容易感知到,导致业务流量难以做合理的调配来避免问题发生。针对以上问题,华为云基于传统Internet 互联网,构建了多点分布的边缘云overlay网络(我们讲传统运营商构建的网络称为underlay网络),同时实时测量OverlayLink的丢包率、时延等Qos数据,选择最佳Qos OverLay路径流量转发。

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华为云ADN构建overlay网络,彻底解决网络缺乏QoS保障痛点

应用传送网络(Application Delivery Network),简称ADN;是一张叠加在Internet互联网和华为云全球专线网络之上的overlay网络。该网络彻底解决了互联网缺乏QoS保障,局部路由拥塞收敛慢,以及专线成本高,覆盖区域受限的问题,具备软件定义的可编程能力,无需升级改动存量运营商网络,即可支持分钟级新增路由节点及路由变更,使得媒体网络具备了云的“弹性敏捷”的核心特征。从而为业务提供了兼具互联网全域覆盖、低成本及专线的确定性QoS保障优势的基础网络传送服务,并且可支持应用驱动的SLA与QoS。

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特点1:动态测量,综合因子最优选路

ADN网络的第一个特点是实时mesh化动态测量全球节点间的Qos质量数据。通过华为自研的端到端图优化算法,做到分钟级动态传输链路调整。一旦overlay link 的Qos出现质差,可在最低5min内做出合理调整。

同时,针对不同租户的不同业务场景,ADN具备综合最优的选路策略的控制能力。例如文件上传不需要低延时,但是需要大带宽,成本低的传输路径;例如实时音视频,需要低延时,低丢包的精品传输链路等等。ADN可以通过API感知租户业务特征的SLA要求,在时延、丢包、成本、带宽等多个维度综合求解,给出满足业务的传输路径。

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特点2:专线和公网互补,覆盖全球流量高地

得益于华为云全球建立的3000+ CDN机房和 100+ 骨干网节点;ADN将CDN机房的互联网资源和骨干网专线资源统一纳管、融合分配,真正达到网络全球覆盖(考虑华为情况,部分地区不在范围内)。全球终端用户可以“一跳入网”,同时搭配ADN用户级的路由策略,满足业务的独特诉求。例如对保密要求高的客户可以选择数据走专线安全传输,对成本要求高的客户可以选择走低价节点传输等等。

特点3:分段传输协议,降低丢包率

我们知道TCP协议是互联网使用量最大的传输协议。该协议是点到点,利用收发窗口做拥塞控制,利用ACK重传做丢包恢复的协议。该协议特点是,如果传输链路中任意一点发生丢包,需要发送端重新发送数据包来恢复。在长距离传输过程中,该问题尤为明显。例如发送端从德国发送数据,途径土耳其后,发送到新加坡,在underlay网络中传输时,underlay网络不会负责中间分段的丢包恢复。那么就会导致整个链路的丢包率大,整体业务的传输时延增大(因为丢包,需要发送端重传)。

而ADN的overlay网络支持分段的弱网对抗能力,通过每一段添加FEC冗余和ARQ重传来尽可能保障该小段的传输质量;该分段的过程,发送端和接收端传输协议均无感,对应用层各位传输协议极其友好。

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特点4:支持3层以上任意传输协议

整个网络的层次可以通过OSI网络模型或者TCP/IP的网络模型划分。如熟知的http协议,ssh协议等均为7层应用层协议,而7层协议依赖了4层的TCP/UDP协议,4层的TCP/UDP又依赖了3层的IP协议。目前市面上有很多的加速网络如CDN等仅支持http/https/websocket等等7层应用协议,很少有支持3层协议产品出现。ADN网络通过拉远式边缘IP的方式,提供了3层的加速能力;通过支持3层IP协议加速,可以兼容99%的互联网应用协议。这意味着不论是公开的传输协议如ssh/ftp等,还是用户自定义的私有应用协议,均可使用ADN网络做加速。

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华为云应用传送网络ADN的典型场景

云联盟是通过华为云的“统一入口、统一界面”,来访问全球各地的合营云/伙伴云的网站和API。该客户从国内访问海外合营云/伙伴云页面,已采用云连接CC服务,解决了无法访问的问题,但依旧存在页面加载慢、API响应慢等体验问题,导致云联盟服务客户满意度差,投诉较多。通过使用华为云ADN网络智能动态选路对海外云联盟网页/API资源做加速,使得跨境访问体验提升1倍,提升客户满意度,减少客户投诉量,相比客户原本使用的CC方案,网络成本大幅优化,实现降本 30%+。

得利于ADN网络的3层加速能力,使得ADN网络可以满足千行百业的网络诉求。在视频、游戏、电商等行业,客户面临着跨域长距离传输,网络质量难保障,专线费用高等痛点。在业务需要保障一定QoS下低成本传输时,可以通过ADN网络加速API接口、上下行文件、实时消息、实时音视频等,来保障客户业务稳定运行。

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来源:《华为云DTSE》期刊第三季企业服务专刊

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