本文分享自華為雲社群《揭開華為雲ADN提高網路質量的秘密》，作者：HuaweiCloudDeveloper。
網際網路的QoS故障與解決思路
網際網路自1968年起源以來，已經發展了半個多世紀。網際網路僅從中文字面意思，可以簡單理解為相互連結的網路。實際上網際網路是由全球各國各地區的本地區域網建設者（可稱為運營商）；把一個個區域網相互連結起來，使得資訊可以在一個個區域網之間流動的大型網路。據不完全統計，全球已經有750+的運營商。各個運營商的網路，從早期的ATM網路逐漸演進到IP網路；各個運營商之間網路連通性和質量也參差不齊。這也就導致終端使用者透過網際網路訪問資料的時候，存在著眾多的不可控因素，比如時延、丟包等等。
隨著以上問題的日益突出，運營商雖然透過各類BGP協議，OSPF等協議，以鄰居式發現和鏈路cost進行路由轉發來最佳化自身網路和網路間的質量；但是隨著各運營商的經濟投入不等和全球網際網路應用業務流量的大幅增長，導致全球流量呈現不同的潮汐變化，尤其在長距離傳輸方面出現明顯的潮汐式丟包。
實際傳統網際網路在全域性網路路徑擁塞發生丟包、時延等Qos故障時，不容易感知到，導致業務流量難以做合理的調配來避免問題發生。針對以上問題，華為雲基於傳統Internet 網際網路，構建了多點分佈的邊緣雲overlay網路（我們講傳統運營商構建的網路稱為underlay網路），同時實時測量OverlayLink的丟包率、時延等Qos資料，選擇最佳Qos OverLay路徑流量轉發。
華為雲ADN構建overlay網路，徹底解決網路缺乏QoS保障痛點
應用傳送網路（Application Delivery Network），簡稱ADN；是一張疊加在Internet網際網路和華為雲全球專線網路之上的overlay網路。該網路徹底解決了網際網路缺乏QoS保障，區域性路由擁塞收斂慢，以及專線成本高，覆蓋區域受限的問題，具備軟體定義的可程式設計能力，無需升級改動存量運營商網路，即可支援分鐘級新增路由節點及路由變更，使得媒體網路具備了雲的“彈性敏捷”的核心特徵。從而為業務提供了兼具網際網路全域覆蓋、低成本及專線的確定性QoS保障優勢的基礎網路傳送服務，並且可支援應用驅動的SLA與QoS。
特點1：動態測量，綜合因子最優選路
ADN網路的第一個特點是實時mesh化動態測量全球節點間的Qos質量資料。透過華為自研的端到端圖最佳化演算法，做到分鐘級動態傳輸鏈路調整。一旦overlay link 的Qos出現質差，可在最低5min內做出合理調整。
同時，針對不同租戶的不同業務場景，ADN具備綜合最優的選路策略的控制能力。例如檔案上傳不需要低延時，但是需要大頻寬，成本低的傳輸路徑；例如實時音影片，需要低延時，低丟包的精品傳輸鏈路等等。ADN可以透過API感知租戶業務特徵的SLA要求，在時延、丟包、成本、頻寬等多個維度綜合求解，給出滿足業務的傳輸路徑。
特點2：專線和公網互補，覆蓋全球流量高地
得益於華為雲全球建立的3000+ CDN機房和 100+ 骨幹網節點；ADN將CDN機房的網際網路資源和骨幹網專線資源統一納管、融合分配，真正達到網路全球覆蓋（考慮華為情況，部分地區不在範圍內）。全球終端使用者可以“一跳入網”，同時搭配ADN使用者級的路由策略，滿足業務的獨特訴求。例如對保密要求高的客戶可以選擇資料走專線安全傳輸，對成本要求高的客戶可以選擇走低價節點傳輸等等。
特點3：分段傳輸協議，降低丟包率
我們知道TCP協議是網際網路使用量最大的傳輸協議。該協議是點到點，利用收發視窗做擁塞控制，利用ACK重傳做丟包恢復的協議。該協議特點是，如果傳輸鏈路中任意一點發生丟包，需要傳送端重新傳送資料包來恢復。在長距離傳輸過程中，該問題尤為明顯。例如傳送端從德國傳送資料，途徑土耳其後，傳送到新加坡，在underlay網路中傳輸時，underlay網路不會負責中間分段的丟包恢復。那麼就會導致整個鏈路的丟包率大，整體業務的傳輸時延增大（因為丟包，需要傳送端重傳）。
而ADN的overlay網路支援分段的弱網對抗能力，透過每一段新增FEC冗餘和ARQ重傳來儘可能保障該小段的傳輸質量；該分段的過程，傳送端和接收端傳輸協議均無感，對應用層各位傳輸協議極其友好。
特點4：支援3層以上任意傳輸協議
整個網路的層次可以透過OSI網路模型或者TCP/IP的網路模型劃分。如熟知的http協議，ssh協議等均為7層應用層協議，而7層協議依賴了4層的TCP/UDP協議，4層的TCP/UDP又依賴了3層的IP協議。目前市面上有很多的加速網路如CDN等僅支援http/https/websocket等等7層應用協議，很少有支援3層協議產品出現。ADN網路透過拉遠式邊緣IP的方式，提供了3層的加速能力；透過支援3層IP協議加速，可以相容99%的網際網路應用協議。這意味著不論是公開的傳輸協議如ssh/ftp等，還是使用者自定義的私有應用協議，均可使用ADN網路做加速。
華為雲應用傳送網路ADN的典型場景
雲聯盟是透過華為雲的“統一入口、統一介面”，來訪問全球各地的合營雲/夥伴雲的網站和API。該客戶從國內訪問海外合營雲/夥伴雲頁面，已採用雲連線CC服務，解決了無法訪問的問題，但依舊存在頁面載入慢、API響應慢等體驗問題，導致雲聯盟服務客戶滿意度差，投訴較多。透過使用華為雲ADN網路智慧動態選路對海外雲聯盟網頁/API資源做加速，使得跨境訪問體驗提升1倍，提升客戶滿意度，減少客戶投訴量，相比客戶原本使用的CC方案，網路成本大幅最佳化，實現降本 30%+。
得利於ADN網路的3層加速能力，使得ADN網路可以滿足千行百業的網路訴求。在影片、遊戲、電商等行業，客戶面臨著跨域長距離傳輸，網路質量難保障，專線費用高等痛點。在業務需要保障一定QoS下低成本傳輸時，可以透過ADN網路加速API介面、上下行檔案、實時訊息、實時音影片等，來保障客戶業務穩定執行。
來源：《華為雲DTSE》期刊第三季企業服務專刊
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