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        LTE移動網(wǎng)絡(luò)CDN關(guān)鍵技術(shù)研究

        2015-11-18 10:18:38陳學(xué)亮莊一嶸海錦霞
        互聯(lián)網(wǎng)天地 2015年5期
        關(guān)鍵詞:核心網(wǎng)基站流量

        陳學(xué)亮,陳 戈,莊一嶸,海錦霞

        (中國電信股份有限公司廣州研究院 廣州510630)

        1 引言

        工業(yè)和信息化部于2013年底發(fā)放了4G LTE移動網(wǎng)絡(luò)牌照,中國電信等運營商已開展LTE 網(wǎng)絡(luò)建設(shè),國內(nèi)的LTE 移動網(wǎng)絡(luò)將迎來迅猛發(fā)展。按照國家制定的“寬帶中國”戰(zhàn)略,到2020年,中國3G/4G 用戶總數(shù)將達12 億,國內(nèi)的LTE 用戶將呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。隨著LTE 網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署和應(yīng)用,未來基于HTTP的大流量、高帶寬業(yè)務(wù)(如移動視頻、文件下載、APP 更新等)占比將不斷增加,對LTE 移動網(wǎng)絡(luò)形成了巨大的流量壓力,LTE 網(wǎng)絡(luò)流量發(fā)展趨勢如圖1 所示,視頻貢獻了50%的MBB 網(wǎng)絡(luò)流量,全球移動視頻流量復(fù)合年均增長率超過75%。

        CDN(Content Delivery Network,內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))是一種新型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式,通常采用中心、區(qū)域、邊緣多級架構(gòu),在不同的網(wǎng)絡(luò)位置部署多個節(jié)點,主動將熱點視頻、音頻、圖文等內(nèi)容推送到各級節(jié)點,或者根據(jù)用戶訪問熱度自動將熱門內(nèi)容進行本地緩存,并可根據(jù)IP 地址、網(wǎng)絡(luò)流量、節(jié)點負載、響應(yīng)時間等綜合信息進行優(yōu)化調(diào)度。目前,CDN 技術(shù)已在固網(wǎng)中廣泛應(yīng)用,包括IPTV、PC 視訊、移動流媒體、網(wǎng)頁加速、文件下載等業(yè)務(wù)。

        CDN 使用戶可以就近獲取所需的內(nèi)容,減輕了骨干網(wǎng)絡(luò)的帶寬壓力,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)流量,并且CDN縮短了用戶的訪問距離,可以大幅度提高用戶訪問的響應(yīng)速度,能夠有效地保證用戶體驗和服務(wù)質(zhì)量。針對LTE 移動網(wǎng)絡(luò)進行CDN 關(guān)鍵技術(shù)研究,能進一步提升LTE 移動網(wǎng)絡(luò)使用效率,增強移動用戶的業(yè)務(wù)體驗,應(yīng)對LTE 網(wǎng)絡(luò)中的流量沖擊。

        圖1 LTE 網(wǎng)絡(luò)流量發(fā)展趨勢

        2 LTE 移動網(wǎng)絡(luò)CDN 關(guān)鍵技術(shù)

        2.1 CDN 節(jié)點下沉

        傳統(tǒng)的CDN 網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點通常部署于城域網(wǎng)內(nèi),對移動用戶而言,中間需要經(jīng)過基站、核心網(wǎng)等多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,物理路徑較長,容易影響用戶體驗,因此將CDN 節(jié)點下沉至核心網(wǎng)/基站側(cè),可以很好地縮短用戶訪問路徑,提高響應(yīng)速度。在核心網(wǎng)、基站側(cè)部署CDN 節(jié)點的組網(wǎng)架構(gòu)如圖2 所示。

        由于運營商基站數(shù)量較多,為節(jié)約建設(shè)成本,減少維護工作量,建議選擇用戶數(shù)量較多、容量較大的基站部署CDN 節(jié)點,部署方式為“分光+透明緩存”方式。將透明緩存設(shè)備(如刀片插板)集成到基站設(shè)備中,通過端口鏡像方式或DPI 分光設(shè)備將用戶流量引導(dǎo)至透明緩存設(shè)備,由透明緩存設(shè)備根據(jù)用戶訪問熱度,自動緩存熱點內(nèi)容。當(dāng)用戶請求熱點內(nèi)容時,直接由透明緩存設(shè)備發(fā)送內(nèi)容給用戶;當(dāng)用戶請求非熱點內(nèi)容時,則由用戶訪問源網(wǎng)站獲得內(nèi)容。CDN 透明緩存設(shè)備工作原理如圖3 所示。

        CDN 透明緩存設(shè)備業(yè)務(wù)流程如下。

        ①用戶發(fā)送HTTP 請求,訪問內(nèi)容A,經(jīng)過DPI設(shè)備;

        ②DPI 設(shè)備對HTTP 進行分析,將結(jié)果發(fā)送給CDN 節(jié)點進行匹配;

        圖2 CDN 節(jié)點下沉至核心網(wǎng)和基站側(cè)示意

        圖3 CDN 透明緩存設(shè)備業(yè)務(wù)流程

        ③CDN 節(jié)點搜索本地是否已緩存內(nèi)容A(由于內(nèi)容A 熱度不夠,并未緩存);

        ④CDN 將“未緩存”結(jié)果返回給DPI 設(shè)備;

        ⑤DPI 設(shè)備通知用戶繼續(xù)訪問源網(wǎng)站;

        ⑥用戶直接連接到源網(wǎng)站,請求內(nèi)容A;

        ⑦源網(wǎng)站返回內(nèi)容A;

        ⑧CDN 節(jié)點統(tǒng)計內(nèi)容A的訪問熱度,達到一定閾值時,向源網(wǎng)站請求內(nèi)容A;

        ⑨CDN 將獲取到的內(nèi)容A 緩存到本地;

        ⑩當(dāng)有其他用戶再次訪問該內(nèi)容時,重復(fù)第①~③步,由于CDN 已透明緩存該內(nèi)容,在第④步返回給DPI 設(shè)備的結(jié)果是“已緩存”,因此用戶直接向CDN 節(jié)點獲取內(nèi)容A;

        2.2 DNS 緩存加速

        用戶在訪問網(wǎng)頁、視頻、音頻、圖片等內(nèi)容時,請求的URL 通常是域名而非IP 地址,例如http://www.taobao.com/XXXX…,需要通過本地DNS 進行解析。在2G/3G 移動網(wǎng)絡(luò)中,DNS 服務(wù)器通常部署于城域網(wǎng)內(nèi),每次DNS 解析請求都要通過基站、核心網(wǎng),因路徑較長而造成DNS 時延較大,如圖4 所示。

        在LTE 網(wǎng)絡(luò)中,隨著CDN 節(jié)點下沉到核心網(wǎng)或者基站側(cè),可在CDN 節(jié)點中增加DNS 緩存系統(tǒng),對移動用戶訪問流量中的DNS 協(xié)議進行監(jiān)聽。為保證DNS 解析性能和可靠性,可設(shè)定一定的閾值,當(dāng)本地DNS 服務(wù)器運行正常時(例如響應(yīng)時間低于閾值,解析成功率高于閾值),仍由本地DNS 服務(wù)器進行解析;當(dāng)本地DNS 服務(wù)器運行異常時(例如響應(yīng)時間高于閾值,解析成功率低于閾值),則由CDN 節(jié)點的DNS 緩存系統(tǒng)進行解析。CDN的DNS 緩存系統(tǒng)需要定期與本地DNS 服務(wù)器進行同步,更新域名和IP 地址的映射關(guān)系。

        圖4 DNS 解析流程

        以圖4 為例估算,采用CDN的DNS 緩存系統(tǒng)加速后,每次DNS 解析均可節(jié)約80 ms,8 次DNS解析可節(jié)約0.64 s,總體解析時間約為原先的2/3,可以有效地降低DNS 解析時間,提升用戶訪問速度,優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)體驗。

        2.3 內(nèi)容源優(yōu)化及終端適配

        目前移動用戶使用的終端通常為基于蘋果iOS、谷歌Android 等操作系統(tǒng)的智能手機,和電腦相比,具有屏幕尺寸小、分辨率低、CPU 頻率低、內(nèi)存小、存儲容量小等特點,而互聯(lián)網(wǎng)的海量內(nèi)容大部分都是為電腦訪問設(shè)計的,并沒有針對移動終端進行優(yōu)化。因此,在LTE 移動網(wǎng)絡(luò)中,由CDN 節(jié)點對內(nèi)容源進行優(yōu)化緩存,并且在移動終端中通過客戶端或者插件進行適配,能夠根據(jù)用戶終端的情況,動態(tài)優(yōu)化內(nèi)容呈現(xiàn)方式,降低用戶終端和基站、核心網(wǎng)間的數(shù)據(jù)流量,釋放更多的空口資源。

        在CDN 節(jié)點內(nèi)部署內(nèi)容優(yōu)化模塊或系統(tǒng),該系統(tǒng)可配置白名單對用戶經(jīng)常訪問的熱門網(wǎng)站進行預(yù)處理優(yōu)化和緩存,例如,針對網(wǎng)頁、圖片等元素生成多種屏幕大小和分辨率的備份內(nèi)容。移動終端在請求內(nèi)容時,可在URL 里附加屏幕大小、分辨率、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等參數(shù),由CDN 節(jié)點的內(nèi)容優(yōu)化系統(tǒng)進行分析并返回合適的備份內(nèi)容。具體優(yōu)化方法如下。

        ● 跟蹤系統(tǒng)調(diào)用發(fā)現(xiàn)哪些幀在處理上耗時較長,通過優(yōu)化頁面布局等,提升客戶端頁面渲染性能,減少客戶端處理時間。

        ● 減小接口數(shù)據(jù)返回,通過減少首頁數(shù)據(jù)返回,以分頁獲取后續(xù)數(shù)據(jù)的方式進行優(yōu)化,從而減小數(shù)據(jù)傳輸時間。

        ● 針對部分功能項,如排行和分類列表等頁面圖片采用延遲加載。由于一屏只能展示4~5條數(shù)據(jù),所以可以采用圖片延遲加載,第一屏只下載要展示的相關(guān)數(shù)據(jù)圖片,網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小將大為減小,后續(xù)圖片在滾動頁面時再進行加載。

        ● 壓縮列表頁圖標(biāo)大小,在不影響用戶的視覺體驗下,通過對圖標(biāo)進行壓縮優(yōu)化,使圖片大小減少。

        ● 增加請求壓縮,針對自升級等攜帶大請求數(shù)據(jù)的接口請求進行壓縮處理,一方面可以節(jié)省用戶流量,另一方面加快了客戶端的響應(yīng)速度。

        2.4 視頻智能優(yōu)化

        根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)權(quán)威機構(gòu)的分析,視頻內(nèi)容在4G時代將成為主流應(yīng)用,其流量將超過Web 瀏覽,在2017年將占據(jù)60%以上的流量,因此,針對視頻內(nèi)容進行智能優(yōu)化對LTE 移動網(wǎng)絡(luò)有著重要的意義。優(yōu)化方法包括以下內(nèi)容。

        (1)視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù),與終端智能適配

        CDN 節(jié)點將熱門的視頻內(nèi)容轉(zhuǎn)換為多種封裝格式、編碼格式和分辨率的視頻文件,例如,將FLV轉(zhuǎn)換為MP4、TS 等封裝格式,將MPEG2 轉(zhuǎn)換為H.264 編碼格式,將1 080P 轉(zhuǎn)換為720P、D5 等分辨率等,結(jié)合2.3 節(jié)中提到的終端適配技術(shù),當(dāng)終端請求內(nèi)容時攜帶相關(guān)參數(shù),由CDN 節(jié)點進行分析并返回適配的視頻內(nèi)容。

        (2)視頻動態(tài)緩沖,感知網(wǎng)絡(luò)變化

        目前移動視頻內(nèi)容主要是基于HTTP,而且大部分采用的是HTTP Progressive Download 方式,即漸進式邊下載邊播放方式,客戶端會按照可用的最大速率請求下載視頻內(nèi)容直至完成。然而根據(jù)統(tǒng)計,有相當(dāng)比例的用戶只會觀看視頻的一部分,持續(xù)下載會占用空口資源。因此,在CDN 節(jié)點中可采取視頻動態(tài)緩沖技術(shù),根據(jù)移動網(wǎng)絡(luò)的變化情況動態(tài)調(diào)節(jié),例如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)繁忙時,控制用戶下載速率,保證用戶有10 s 以上的緩沖時間即可;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時,讓用戶下載速率最大化,快速下載剩余的視頻內(nèi)容,盡快釋放空口資源。

        (3)HLS 視頻內(nèi)容優(yōu)化

        目前,移動視頻內(nèi)容部分采用了蘋果公司的HLS(HTTP Live Streaming)技術(shù),即每個視頻內(nèi)容存在多種碼率的副本,由客戶端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬情況動態(tài)選擇相應(yīng)的副本。視頻內(nèi)容的碼率若是高清或者超高清可以達到10 Mbit/s 以上。對于LTE 移動網(wǎng)絡(luò)而言,一方面容易造成用戶帶寬過高占用空口資源,另一方面手機屏幕較小難以體現(xiàn)超高清視頻優(yōu)勢,因此可以在CDN 節(jié)點中對存儲的HLS 視頻內(nèi)容進行優(yōu)化,分析HLS 視頻內(nèi)容的M3U8 索引文件,刪除其中不適用的碼率信息以及對應(yīng)的副本文件。對HLS 視頻內(nèi)容進行精簡,可以優(yōu)化用戶帶寬和空口占用率,并且節(jié)省了CDN 節(jié)點寶貴的存儲空間。

        2.5 計費系統(tǒng)改造

        在2G/3G/4G 移動網(wǎng)絡(luò)中,計費系統(tǒng)通常部署于核心網(wǎng),如果將CDN 節(jié)點下沉至核心網(wǎng),不會影響計費系統(tǒng)統(tǒng)計用戶實際消耗的流量,但是如果將CDN節(jié)點下沉至基站,則用戶的實際流量中有一部分是由基站的CDN 節(jié)點緩存提供,未經(jīng)過核心網(wǎng)計費系統(tǒng),會造成運營商的直接經(jīng)濟損失。因此,需要對計費系統(tǒng)進行改造,滿足CDN 節(jié)點下沉到基站的需要。

        由于計費系統(tǒng)實現(xiàn)較為復(fù)雜,若將計費系統(tǒng)也下沉到基站,首先技術(shù)難度較大,其次建設(shè)和運營維護成本較高,可通過在基站CDN 節(jié)點中部署子系統(tǒng),統(tǒng)計用戶的流量使用情況,并定期以話單格式上傳至核心網(wǎng)計費系統(tǒng)實現(xiàn)同步,流程示意如圖5 所示。

        3 結(jié)束語

        隨著LTE 移動網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)和部署,由于LTE 網(wǎng)絡(luò)高帶寬的特點,未來將出現(xiàn)大量大流量、高帶寬的業(yè)務(wù)。對運營商而言,頻繁擴容LTE 網(wǎng)絡(luò)會消耗巨額的建設(shè)資金和運營維護成本,性價比不高,基于已有的LTE 網(wǎng)絡(luò)進行流量優(yōu)化,一方面可以提高LTE 網(wǎng)絡(luò)使用效率,節(jié)約擴容資金;另一方面可以提升服務(wù)質(zhì)量,增強用戶體驗。

        本文對LTE 移動網(wǎng)絡(luò)中的CDN 關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究,提出了將CDN 節(jié)點下沉至核心網(wǎng)/基站側(cè),對DNS 解析進行緩存加速,對內(nèi)容源進行優(yōu)化并和終端智能適配,對視頻內(nèi)容進行智能優(yōu)化,通過話單同步實現(xiàn)計費系統(tǒng)改造等關(guān)鍵技術(shù),能夠有效降低LTE 骨干網(wǎng)和核心網(wǎng)的流量壓力,提高空口資源利用率,縮短用戶請求的響應(yīng)時間,改善用戶的4G 業(yè)務(wù)感知。

        圖5 流量話單同步示意圖

        本文介紹的方法對LTE 移動網(wǎng)絡(luò)改動較小,以較小的建設(shè)和改造成本帶來較大的經(jīng)濟效益,具有良好的實用性,可為中國電信等運營商建設(shè)和部署LTE 移動網(wǎng)絡(luò)提供參考依據(jù)。

        [1]何銳,李艷,劉紅.基于CDN 內(nèi)容分發(fā)的研究與應(yīng)用[J].通信技術(shù),2011,(3).

        [2]徐悅.構(gòu)建大型CDN 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué),2008.

        [3]楊軍,畢丹宏,董健等.TD-LTE 優(yōu)化組網(wǎng)策略分析[J].通信與信息技術(shù),2012,(3).

        [4]海錦霞,梁潔,陳戈等.智能管道體系下新一代內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN3.0)技術(shù)概述[J].廣東通信技術(shù),2014,(1).

        [5]陳學(xué)亮,莊一嶸,陳戈等.CDN 中GSLB 調(diào)度機制優(yōu)化方法研究[J].電信科學(xué),2013,(S1).

        [6]宮海梅,李太君.內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的研究 [J].現(xiàn)代電子技術(shù).2010,(1).

        [7]秦臻.基于內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡(luò)(CDN)的域名解析系統(tǒng)[D].電子科技大學(xué),2012.

        [8]田光輝.移動內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置部署建模及部署方案研究[D].北京郵電大學(xué),2013.

        [9]門雅范.內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與發(fā)展探討[J].新鄉(xiāng)教育學(xué)院學(xué)報,2009,(2).

        [10]宋家友,桑紅濤.CDN 技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].電視技術(shù),2005,(6).

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