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

　　關(guān)于延遲，任正非說過：“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(xiàn)在還沒有。所以，我們要理性認(rèn)識(shí)VR/AR的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，保持戰(zhàn)略耐心。AR/VR的發(fā)展速度太快，就會(huì)出現(xiàn)泡沫。為什么VR將來會(huì)有個(gè)泡沫期， 關(guān)鍵是沒人能解決時(shí)延問題?！?/p>本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201805/380256.htm

　　近幾年網(wǎng)絡(luò)直播視頻、VR/AR、競(jìng)技游戲、大數(shù)據(jù)、4K高清視頻的快速增長(zhǎng)，正在將毫秒級(jí)網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)推向歷史發(fā)展的潮頭。用戶的預(yù)期越來越高，他們期待“最好”的在線體驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)延遲會(huì)直接影響到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化率。即有多少人可以變成你的客戶，現(xiàn)在用戶的體驗(yàn)和忠誠(chéng)度已經(jīng)不能用“分鐘”和“秒”來衡量，而是用“毫秒級(jí)”來衡量，每個(gè)毫秒都會(huì)對(duì)用戶的轉(zhuǎn)化和體驗(yàn)有影響。

　　比如說在線教育類用戶就希望視頻直播的端到端延遲能夠嚴(yán)格控制在500毫秒以內(nèi)，使之具備和視頻連麥相同的低延遲體驗(yàn)。那現(xiàn)在的CDN加速技術(shù)還能起作用嗎?首先數(shù)據(jù)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(gòu)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用領(lǐng)域正在快速演變中的一切，我們先姑且稱之為網(wǎng)絡(luò)延遲革命吧。

　　運(yùn)營(yíng)商們對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)延遲革命顯然是敏感的，正著力推動(dòng)SDN/NFV的建設(shè)：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(shí)。那么隨著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)的依賴呢?答案是肯定的。但是實(shí)際的情況卻是，我們目前還無法完全依賴運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)來開發(fā)一款完全免費(fèi)的全球?qū)崟r(shí)音視頻通話類應(yīng)用。比如說，如果想開展類似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(zhuǎn)加速技術(shù)來解決NAT穿透失敗和“四跨”的問題。這里所述“四跨”是指跨國(guó)、跨運(yùn)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(zhuǎn)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(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸需求的業(yè)務(wù)架構(gòu)：只要調(diào)用開放的API，無論是實(shí)時(shí)視頻(會(huì)議、教育、直播、社交、監(jiān)控、VR)、文件傳輸(短視頻、辦公)還是高速數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸云服務(wù)。

　　所謂融合SD-RTN則是指不以獨(dú)占的方式租用POP節(jié)點(diǎn)和購(gòu)買托管服務(wù)器，而是在已經(jīng)虛擬化的網(wǎng)絡(luò)和和服務(wù)器基礎(chǔ)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(zhuǎn)加速網(wǎng)絡(luò)，可以很好的解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)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(gòu)買服務(wù)器和租用BGP線路的高額成本。

　　融合SD-RTN利用了共享節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)，所以必須彈性的利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源，不能對(duì)已有的其他業(yè)務(wù)造成強(qiáng)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(guī)避的端到端動(dòng)態(tài)路由算法;2、用99%可靠的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建99.9%穩(wěn)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(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)模塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可用空閑帶寬具備實(shí)時(shí)檢測(cè)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)無感知的。為此，我們開發(fā)了完善的QoE機(jī)制：包括丟包、延遲和抖動(dòng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，多路徑熱備份等。而用99%可靠的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建99.9%穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，就意味著融合SD-RTN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須是實(shí)時(shí)更新，高度自愈的。所以我們利用QoE機(jī)制，并增加了全網(wǎng)測(cè)速功能，讓每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都擁有一個(gè)實(shí)時(shí)計(jì)算的，可動(dòng)態(tài)更新的拓?fù)錁浣Y(jié)構(gòu)。

　　融合SD-RTN作為通用的點(diǎn)到點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸云平臺(tái)，集中體現(xiàn)在具備以下技術(shù)特點(diǎn)：1、共享節(jié)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(gòu)。首先共享節(jié)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(duì)TCP接入的情況下，SD-RTN內(nèi)部可自動(dòng)轉(zhuǎn)換成QUIC協(xié)議來減少延遲累積的產(chǎn)生。就近接入是指利用全球IP經(jīng)驗(yàn)庫(kù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來分配最佳中轉(zhuǎn)接入點(diǎn)，如果遇到運(yùn)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(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。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(duì)具體業(yè)務(wù)而言是完全無感知的。云端QoE不僅為數(shù)據(jù)的可靠傳輸提供了完善的機(jī)制，也是實(shí)現(xiàn)共享節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)的基礎(chǔ)。而且云端QoE必須是靈活可配置的，針對(duì)丟包、延遲和抖動(dòng)敏感度不同的業(yè)務(wù)類型，自動(dòng)編排傳輸路徑質(zhì)量計(jì)算的權(quán)重。 通用架構(gòu)是指用S2S(server to server)、C2S(client to server)和C2C(client to client)三種API接入流程來涵蓋了所有的業(yè)務(wù)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸云服務(wù)。

　　上述通用架構(gòu)的S2S接入流程，主要針對(duì)的是服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步。其特點(diǎn)是兩端都有公網(wǎng)IP，可以調(diào)用API通知SD-RTN的接入點(diǎn)向指定的IP和端口發(fā)送數(shù)據(jù)。而C2S接入流程是目前最為廣泛的應(yīng)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NAT映射之后的公網(wǎng)IP，并且在創(chuàng)建完會(huì)話后需要主動(dòng)向SD-RTN的接入點(diǎn)發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包，這樣才能建立起完整的TCP/UDP雙向數(shù)據(jù)通道。最后C2C接入流程針對(duì)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(dān)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(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)毫秒級(jí)應(yīng)用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(guó)內(nèi)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(jì)算廠商的優(yōu)勢(shì)資源，是一個(gè)可彈性擴(kuò)張的全球網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和帶寬資源十分充裕。flyCAN上線半年以來，用API的方式為企業(yè)客戶提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸PAAS云服務(wù)，目前已經(jīng)得到來自在線教育、云會(huì)議、視頻直播、視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)和大文件傳輸領(lǐng)域客戶的廣泛認(rèn)可和測(cè)試使用。