淺談運營商網(wǎng)絡流量精細化運營

郭興國

摘 要：建設運營商智能帶寬通道，實現(xiàn)運營商網(wǎng)絡流量精細化運營服務的核心是深度數(shù)據(jù)包檢測（DPI/DFI）技術和七層應用數(shù)據(jù)路由的成功運用。利用DPI深度包識別技術處理網(wǎng)絡流量，深入分析網(wǎng)絡流量中用戶的行為，對比域內(nèi)域外網(wǎng)絡資源，不斷提高本地化服務水準。對于需要跨越運營商網(wǎng)絡的域外資源，經(jīng)過加工處理后，使其具備相關的應用特征，以此作為路由的基本條件，實現(xiàn)基于應用的路由，從而達到流量的精細化運營。擬用Panabit提供的“DPI流量分析管理系統(tǒng)”實現(xiàn)運營商網(wǎng)絡流量的精細化運營。

關鍵詞：應用路由；內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡；緩存CDN；鐵通NDC

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.071

長時間來，電信運營商一直承擔著流量管道的幕后工作，為各行各業(yè)提供信息的傳輸服務。回顧過去，互聯(lián)網(wǎng)主要流量類別從HTTP類型轉(zhuǎn)變?yōu)镻2P類型，P2P類型經(jīng)過爆炸式的發(fā)展后，又理性地回歸到了HTTP類型。分析其中的相關內(nèi)容，無論是P2P類型還是HTTP類型，其中，視頻、音樂一直占據(jù)著統(tǒng)治地位，互聯(lián)網(wǎng)看似無規(guī)律的業(yè)務發(fā)展其實都是流量運營的具體體現(xiàn)。應用的提供商是互聯(lián)網(wǎng)廠商，運營商在其中充當了管道的作用。多年來，雖然一直提倡帶寬精細化運營服務，但是，這一直停留在概念和實驗階段，中國電信和中國聯(lián)通的骨干網(wǎng)還是各種應用流量混跑，并沒有真正跨入流量精細化運營時代。

中國移動、鐵通的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不同于電信和聯(lián)通，出口帶寬有限、質(zhì)量低、用戶體驗差，這樣，流量精細化運營建設就顯得尤為重要了。從實際情況來看，雖然中國移動、鐵通建設了大量的本網(wǎng)內(nèi)容，包括IDC/NDC建設、TOP10000等工程，但是，它們還是飽受用戶投訴的苦惱。究其原因，還是流量精細化運營沒有完全發(fā)揮作用。在核心建設完成后，如何利用好區(qū)域的內(nèi)部內(nèi)容體現(xiàn)本地優(yōu)勢，弱化出口弱勢，是流量精細化運營需要解決的核心問題。

1 流量精細化運營關鍵技術

流量精細化運營就是按照應用進行限速、疏導和提高各種應用出口的復用比，即引入恰當?shù)馁Y源，利用內(nèi)容調(diào)度將更多數(shù)據(jù)消化在本地內(nèi)網(wǎng)里，降低骨干網(wǎng)的壓力，以滿足運營商網(wǎng)絡流量的精細化運營。流量精細化優(yōu)化拓撲如圖1所示。

要想實現(xiàn)智能管道服務，技術上看主要包括以下幾個方面。

1.1 應用識別

應用識別就是透過“DPI/DFI等流量分析技術”對通信管道內(nèi)的所有流量進行應用識別分析，從而得出各種應用在帶寬流量中的占比，分析其中的行為，深挖數(shù)據(jù)價值，促成商機，提高出口復用比，從而使網(wǎng)絡管理者對自己網(wǎng)絡流量狀況的管理做到有據(jù)可依，比如，透過應用識別分析網(wǎng)絡的出口流量，從而判斷實施CDN網(wǎng)絡前后的對比效果，生成報告，進而反復優(yōu)化CDN網(wǎng)絡，以達到內(nèi)網(wǎng)資源消化的最佳狀態(tài)，或?qū)μ厥饬髁坎扇　皯寐酚伞奔夹g，提高用戶體驗度。因此，“應用識別”是實現(xiàn)流量精細化運營的關鍵基礎。

1.2 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡CDN

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN）是部署在距離終端用戶最近的網(wǎng)絡服務商，用戶的網(wǎng)絡請求總是先到達它的網(wǎng)絡服務商那里，在這里緩存網(wǎng)站的一些靜態(tài)資源（較少變化的數(shù)據(jù)），然后便可以就近以最快速度將相關內(nèi)容返回給用戶，比如視頻網(wǎng)站和門戶網(wǎng)站會將用戶訪問量大的熱點內(nèi)容緩存在CDN內(nèi)。這樣，當其他用戶訪問已經(jīng)緩存到的資源時，不僅降低了響應的延時，還緩解了運營商的出口壓力，所以，CDN網(wǎng)絡建立的差異直接影響著用戶的感知度。

1.3 智能DNS管控

南電信北聯(lián)通的格局已經(jīng)根深蒂固，用戶在使用網(wǎng)絡時，配置非本地運營商DNS地址的行為已經(jīng)司空見慣。DNS作為影響緩存CDN節(jié)點加速的先決條件之一，必須得到有效的管理（使用非本地運營商的DNS將影響用戶獲取本地的緩存內(nèi)容，導致體驗度的下降），這樣，才能使內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡更加行之有效。

1.4 應用路由和廣域網(wǎng)加速

傳統(tǒng)的三四層路由設備只能根據(jù)IP和端口號選擇和應用路由，但是，隨著網(wǎng)絡應用的不斷豐富，一些新型應用已經(jīng)采用隨機端口、加密技術等手段實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，使用傳統(tǒng)手段選擇路由或保證其Qos儼然力不從心，這也是智能管道提出但遲遲未能落實的根本原因。因此，網(wǎng)絡流量的精細化運營管理必須落實到七層應用路由的層面上，根據(jù)不同應用的流量路由到不同的鏈路上，比如新概念廣域網(wǎng)加速，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)應用劃分服務等級，杜絕各種流量在鏈路上的混跑——BUG鏈路大多承載動態(tài)實時的應用流量（比如游戲、網(wǎng)頁等流量），NAT鏈路承載那些響應不是特別敏感的應用（比如在線緩沖、QQ等），而本地網(wǎng)絡提供靜態(tài)熱點內(nèi)容服務（比如P2P下載、Web視頻等），所以，智能管道最核心的體驗在于有效落實應用路由。

2 對流量運營的技術準備

2.1 內(nèi)容準備

內(nèi)容資源儲備豐富和提供低時延服務是公眾選擇寬帶接入因素的不二選擇，由于前期資金和場地規(guī)模等因素的限制，中國鐵通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務起步比較晚，但是，通過鐵通NDC、TOP10000等工程的建設，鐵通IDC熱點內(nèi)容服務覆蓋已基本完善，能為用戶訪問靜態(tài)資源（比如視頻服務、P2P下載等）時提供較為優(yōu)質(zhì)的服務。

2.2 七層感知和七層調(diào)度

應用感知即互聯(lián)網(wǎng)應用的識別能力，流量精細化運營的關鍵基礎在于應用的感知度上，在此基礎上，通過七層調(diào)度實現(xiàn)“智能管道服務”，將更多數(shù)據(jù)消化在本地內(nèi)網(wǎng)里，從而降低骨干網(wǎng)的壓力。在這一層面上，吉林鐵通主要采用Panabit提供的“DPI流量分析管理系統(tǒng)”作為實現(xiàn)七層應用的感知和七層調(diào)度。Panabit是國內(nèi)率先研究互聯(lián)網(wǎng)應用，并根據(jù)相關應用作為路由條件的一家網(wǎng)絡設備制造商，其供給的平臺支持20 Gbps的接入鏈路，能夠滿足電信級網(wǎng)絡的運營需求。

3 流量運營在運營商帶寬應用實踐

3.1 中國移動和鐵通政企帶寬的優(yōu)劣分析

隨著中國移動、鐵通各地紛紛加大互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的推廣力度和基礎設施建設，在中國移動、鐵通局部資源上已經(jīng)形成了一定的高地，完全有條件壓制對手，比如視頻、下載等資源。在帶寬銷售方面，中國移動、鐵通在政企行業(yè)里推出了比電信和聯(lián)通更為優(yōu)惠的帶寬接入服務，形成了具有誘惑力的價格體系。但是，由于公眾對網(wǎng)絡知識的缺乏和其他因素，鐵通鏈路特別是在多出口的政企行業(yè)內(nèi)普遍存在一些問題——鏈路利用率低、質(zhì)量差、得不到用戶的認同。查找原因，主要包括以下2個方面。

3.1.1 內(nèi)在因素和競爭對手

由于種種原因，中國移動、鐵通固網(wǎng)中的CDN網(wǎng)絡命中率低，帶寬落地質(zhì)量不佳。雖然自身互聯(lián)網(wǎng)BGP的出口比較大，但是，由于運營商之間的競爭比較激烈，其互聯(lián)網(wǎng)出口一直受中國電信、聯(lián)通等競爭對手的人為擠壓和干擾，所以，選擇從集團統(tǒng)一出口落地應用的服務質(zhì)量普遍存在問題。

3.1.2 傻瓜式的負載均衡設備

傻瓜式的負載均衡設備只起到了匯聚帶寬的作用，解決不了實質(zhì)上的問題。政企用戶大多具有多條不同運營商的出口鏈路，如果使用傻瓜式的負載均衡設備，就會產(chǎn)生一些問題，主要包括以下2點：①由于觀念的固化，客戶主要使用電信、聯(lián)通為主的DNS，甚至是Google的DNS，而普通的負載均衡設備大多采用目的地址算法選擇均衡鏈路，致使中國移動、鐵通線路流量非常小，達不到客戶預期的帶寬利用率；②如果使用源地址算法進行均衡，勢必會引起同源多宿的問題，致使部分游戲和網(wǎng)頁瀏覽等敏感應用的體驗度下降，受到強烈的投訴，因此，移動固網(wǎng)帶寬一直得不到足夠的認可。

3.2 與核心網(wǎng)結(jié)合的政企帶寬新思路

如何很好地利用中國移動、鐵通的局部資源高地優(yōu)勢解決政企寬帶的落地質(zhì)量和負載均衡之間的矛盾，是打造政企寬帶極速體驗的關鍵問題。通過“應用路由”技術可有效解決此矛盾，從而驗證流量精細化運營的成果。

這項工作的具體思路是基于2/8規(guī)律組成的方案，即針對政企寬帶經(jīng)常遇到的多線接入用戶場景，使用Panabit應用路由功能，將一般日常常見的網(wǎng)絡應用分配在占比為“8”的帶寬上，這部分帶寬由于中國移動、鐵通在后期的大力建設，很多主流互聯(lián)網(wǎng)應用，比如P2P下載的迅雷、在線視頻優(yōu)酷、愛奇藝等主流應用都能在其線路上得到了很好的體驗；將不常見、需要特殊保障的應用流量分流分配至占比為“2”的線路帶寬上，這部分帶寬的特點是帶寬小、成本高，訪問中國移動、鐵通網(wǎng)中沒有的資源（尤其是跨省跨國跨運營商）會有比較好的體驗。

這樣做，可以有效利用中國移動、鐵通網(wǎng)絡局部資源高地，發(fā)揮城域網(wǎng)傳輸和價格的優(yōu)勢，立足“替換聯(lián)通電信部分帶寬，降低客戶成本”的方法，能夠為用戶取得較好的帶寬使用效果。例如，原有聯(lián)通線路1 G，增加了中國移動、鐵通寬帶后，聯(lián)通方向降低為200 M，中國移動、鐵通方向為800 M，達到了與之前聯(lián)通1 G一樣的網(wǎng)絡效果，甚至結(jié)果可能會更好。客戶在帶寬成本上的消費與之前僅使用1 G帶寬的成本相比，價格便宜了1/2以上，當使用節(jié)省的成本購買多余的移動帶寬時，體驗效果是立竿見影的。

3.3 在高校核心出口的實踐檢驗

目前，高校寬帶運營網(wǎng)絡出口與中國移動、鐵通寬帶運營相類似，高校在出口帶寬上普遍存在出口帶寬需求與運營成本之間的矛盾。雖然電信和聯(lián)通老牌運營商的鏈路質(zhì)量比較好，但是，其擴充帶寬的成本很高，如果不擴充帶寬，采用粗暴的限制內(nèi)網(wǎng)IP速度的方式，不能很好地滿足校園網(wǎng)用戶訪問Internet的體驗，從而降低了體驗度，影響了校園網(wǎng)絡中心的運營聲譽，這恰恰也是中國移動、鐵通運營商存在的不足。在高校出口應用路由技術，有效地驗證了“智能通道技術”給流量精細化運營帶來的好處。高校“流量精細化運營”拓撲如圖2所示。

該方案在不增加帶寬成本的基礎上，使高校用戶獲得了極致的體驗效果。該方案不需要改變網(wǎng)絡架構(gòu)，只需要在網(wǎng)絡出口上部署1臺具有“應用路由”功能的Panabit和中國移動、鐵通帶寬線路即可，通過Panabit將大量用戶訪問的熱門資源分流到中國移動、鐵通網(wǎng)上，從而提高移動、鐵通鏈路的利用率，以保證用戶的體驗。由于目前中國移動、鐵通政企寬帶在價格上具有一定的競爭力，并且已經(jīng)具備絕大多數(shù)熱門資源，所以，用戶不必擔心體驗度下降的問題。由于視頻和下載等重載流量被分流到中國移動、鐵通線路上，對原有中國電信和聯(lián)通出口的帶寬需求會大大降低，進而降低帶寬成本。圖3為分流部分視頻的效果圖。

4 結(jié)束語

通過對流量精細化運營的研究，能夠使中國移動、鐵通運營商更好地利用局部資源為用戶提供最優(yōu)質(zhì)的服務。隨著中國移動、鐵通對網(wǎng)內(nèi)內(nèi)容建設的投入，其互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的覆蓋也已越來越全面，與聯(lián)通、電信等老牌運營商相比，其帶寬優(yōu)勢也變得越來越明顯，性價比也越來越具有誘惑力。推廣“應用路由”等技術，使得中國移動、鐵通智能管道服務建設的前景越來越明朗。

〔編輯：白潔〕