淺談融合SD-RTN：毫秒級網(wǎng)絡(luò )加速的技術(shù)變革

　　關(guān)于延遲，任正非說(shuō)過(guò)：“VR需要低時(shí)延，我們還做不到，也許以后會(huì )有一些科學(xué)定理新發(fā)明，但是現在還沒(méi)有。所以，我們要理性認識VR/AR的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規律，保持戰略耐心。AR/VR的發(fā)展速度太快，就會(huì )出現泡沫。為什么VR將來(lái)會(huì )有個(gè)泡沫期， 關(guān)鍵是沒(méi)人能解決時(shí)延問(wèn)題?！?/p>本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201805/380256.htm

　　近幾年網(wǎng)絡(luò )直播視頻、VR/AR、競技游戲、大數據、4K高清視頻的快速增長(cháng)，正在將毫秒級網(wǎng)絡(luò )加速技術(shù)推向歷史發(fā)展的潮頭。用戶(hù)的預期越來(lái)越高，他們期待“最好”的在線(xiàn)體驗，網(wǎng)絡(luò )延遲會(huì )直接影響到應用的轉化率。即有多少人可以變成你的客戶(hù)，現在用戶(hù)的體驗和忠誠度已經(jīng)不能用“分鐘”和“秒”來(lái)衡量，而是用“毫秒級”來(lái)衡量，每個(gè)毫秒都會(huì )對用戶(hù)的轉化和體驗有影響。

　　比如說(shuō)在線(xiàn)教育類(lèi)用戶(hù)就希望視頻直播的端到端延遲能夠嚴格控制在500毫秒以?xún)?，使之具備和視頻連麥相同的低延遲體驗。那現在的CDN加速技術(shù)還能起作用嗎?首先數據不能有cache，TCP的延遲累積必須消除，甚至RTMP協(xié)議也要切換到WebRTC的技術(shù)架構。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)視頻應用領(lǐng)域正在快速演變中的一切，我們先姑且稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò )延遲革命吧。

　　運營(yíng)商們對上述網(wǎng)絡(luò )延遲革命顯然是敏感的，正著(zhù)力推動(dòng)SDN/NFV的建設：三層解耦，網(wǎng)絡(luò )云化和發(fā)展ONAP已經(jīng)成為行業(yè)的共識。那么隨著(zhù)underlay網(wǎng)絡(luò )服務(wù)能力的提升是否會(huì )極大的消弱overlay的網(wǎng)絡(luò )加速技術(shù)的依賴(lài)呢?答案是肯定的。但是實(shí)際的情況卻是，我們目前還無(wú)法完全依賴(lài)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )來(lái)開(kāi)發(fā)一款完全免費的全球實(shí)時(shí)音視頻通話(huà)類(lèi)應用。比如說(shuō)，如果想開(kāi)展類(lèi)似QQ微信音視頻聊天那樣的業(yè)務(wù)，還必須依靠overlay網(wǎng)絡(luò )中轉加速技術(shù)來(lái)解決NAT穿透失敗和“四跨”的問(wèn)題。這里所述“四跨”是指跨國、跨運營(yíng)商、跨地域、跨時(shí)段的網(wǎng)絡(luò )傳輸質(zhì)量存在波動(dòng)的問(wèn)題。

　　本文討論的SD-RTN(Software Defined Real-time Network)就是一種上述的overlay網(wǎng)絡(luò )中轉加速技術(shù)。相比CDN而言，SD-RTN提供的是以UDP協(xié)議為主的，端到端網(wǎng)絡(luò )延遲為毫秒級的實(shí)時(shí)數據傳輸云服務(wù)。SD-RTN是一種可承載任何點(diǎn)到點(diǎn)(peer-to-peer)實(shí)時(shí)數據傳輸需求的業(yè)務(wù)架構：只要調用開(kāi)放的API，無(wú)論是實(shí)時(shí)視頻(會(huì )議、教育、直播、社交、監控、VR)、文件傳輸(短視頻、辦公)還是高速數據同步(游戲、AI、IOT、物聯(lián)網(wǎng))都可以很方便的接入SD-RTN的實(shí)時(shí)數據傳輸云服務(wù)。

　　所謂融合SD-RTN則是指不以獨占的方式租用POP節點(diǎn)和購買(mǎi)托管服務(wù)器，而是在已經(jīng)虛擬化的網(wǎng)絡(luò )和和服務(wù)器基礎之上，以共享方式搭建的SD-RTN。融合SD-RTN是一個(gè)完全彈性的中轉加速網(wǎng)絡(luò )，可以很好的解決網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)資源投入和業(yè)務(wù)發(fā)展速度之間的矛盾。畢竟不是每個(gè)公司的業(yè)務(wù)量都足夠大，可以支撐大量購買(mǎi)服務(wù)器和租用BGP線(xiàn)路的高額成本。

　　融合SD-RTN利用了共享節點(diǎn)組網(wǎng)，所以必須彈性的利用網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)資源，不能對已有的其他業(yè)務(wù)造成強烈沖擊。為此我們引入了兩個(gè)技術(shù)理念：1、自動(dòng)擁塞規避的端到端動(dòng)態(tài)路由算法;2、用99%可靠的節點(diǎn)構建99.9%穩定的網(wǎng)絡(luò )。端到端動(dòng)態(tài)路由算法要求服務(wù)器的數據中轉模塊對網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的可用空閑帶寬具備實(shí)時(shí)檢測能力和瞬時(shí)路徑切換能力，而且這種路徑切換必須是業(yè)務(wù)無(wú)感知的。為此，我們開(kāi)發(fā)了完善的QoE機制：包括丟包、延遲和抖動(dòng)實(shí)時(shí)統計，多路徑熱備份等。而用99%可靠的節點(diǎn)構建99.9%穩定的網(wǎng)絡(luò )，就意味著(zhù)融合SD-RTN的拓撲結構必須是實(shí)時(shí)更新，高度自愈的。所以我們利用QoE機制，并增加了全網(wǎng)測速功能，讓每個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)都擁有一個(gè)實(shí)時(shí)計算的，可動(dòng)態(tài)更新的拓撲樹(shù)結構。

　　融合SD-RTN作為通用的點(diǎn)到點(diǎn)實(shí)時(shí)數據傳輸云平臺，集中體現在具備以下技術(shù)特點(diǎn)：1、共享節點(diǎn);2、協(xié)議優(yōu)化;3、接近接入;4、動(dòng)態(tài)路由;5、云端QoE;6、通用架構。首先共享節點(diǎn)，不再贅述。其次協(xié)議優(yōu)化是指同時(shí)支持UDP/TCP協(xié)議接入，并且針對TCP接入的情況下，SD-RTN內部可自動(dòng)轉換成QUIC協(xié)議來(lái)減少延遲累積的產(chǎn)生。就近接入是指利用全球IP經(jīng)驗庫和實(shí)測數據來(lái)分配最佳中轉接入點(diǎn)，如果遇到運營(yíng)商的underlay網(wǎng)絡(luò )傳輸質(zhì)量足夠好的時(shí)候，則盡量避免引入多跳數據中轉。動(dòng)態(tài)路由指的是端到端傳輸路徑實(shí)時(shí)可切換，并且對具體業(yè)務(wù)而言是完全無(wú)感知的。云端QoE不僅為數據的可靠傳輸提供了完善的機制，也是實(shí)現共享節點(diǎn)組網(wǎng)的基礎。而且云端QoE必須是靈活可配置的，針對丟包、延遲和抖動(dòng)敏感度不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型，自動(dòng)編排傳輸路徑質(zhì)量計算的權重。 通用架構是指用S2S(server to server)、C2S(client to server)和C2C(client to client)三種API接入流程來(lái)涵蓋了所有的業(yè)務(wù)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)數據傳輸云服務(wù)。

　　上述通用架構的S2S接入流程，主要針對的是服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)數據同步。其特點(diǎn)是兩端都有公網(wǎng)IP，可以調用API通知SD-RTN的接入點(diǎn)向指定的IP和端口發(fā)送數據。而C2S接入流程是目前最為廣泛的應用場(chǎng)景，特點(diǎn)是一端是服務(wù)器，另一端是位于在NAT后面使用私有IP的終端。此終端接入SD-RTN必須使用經(jīng)過(guò)NAT映射之后的公網(wǎng)IP，并且在創(chuàng )建完會(huì )話(huà)后需要主動(dòng)向SD-RTN的接入點(diǎn)發(fā)一個(gè)數據包，這樣才能建立起完整的TCP/UDP雙向數據通道。最后C2C接入流程針對的是終端間的直連場(chǎng)景，比如社交中的雙人音視頻聊天。在C2C接入流程中，SD-RTN中的API服務(wù)器實(shí)際承擔了NAT穿透stun打洞服務(wù)器的角色，SD-RTN的接入點(diǎn)則是TURN服務(wù)器的角色。

　　基于對移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)毫秒級應用的實(shí)時(shí)數據傳輸需求的洞察，我們投身于這場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )延遲革命，深圳市快傳技術(shù)有限公司自主研發(fā)了國內首個(gè)融合SD-RTN產(chǎn)品flyCAN。flyCAN目前已經(jīng)整合了多家主流IDC、CDN以及云計算廠(chǎng)商的優(yōu)勢資源，是一個(gè)可彈性擴張的全球網(wǎng)絡(luò )架構，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和帶寬資源十分充裕。flyCAN上線(xiàn)半年以來(lái)，用API的方式為企業(yè)客戶(hù)提供實(shí)時(shí)數據傳輸PAAS云服務(wù)，目前已經(jīng)得到來(lái)自在線(xiàn)教育、云會(huì )議、視頻直播、視頻監控、物聯(lián)網(wǎng)和大文件傳輸領(lǐng)域客戶(hù)的廣泛認可和測試使用。