淺談運營商網絡流量精細化運營

郭興國

摘 要：建設運營商智能帶寬通道，實現運營商網絡流量精細化運營服務的核心是深度數據包檢測（DPI/DFI）技術和七層應用數據路由的成功運用。利用DPI深度包識別技術處理網絡流量，深入分析網絡流量中用戶的行為，對比域內域外網絡資源，不斷提高本地化服務水準。對于需要跨越運營商網絡的域外資源，經過加工處理后，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”實現運營商網絡流量的精細化運營。

關鍵詞：應用路由；內容分發網絡；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，為各行各業提供信息的傳輸服務。回顧過去，互聯網主要流量類別從HTTP類型轉變為P2P類型，P2P類型經過爆炸式的發展后，又理性地回歸到了HTTP類型。分析其中的相關內容，無論是P2P類型還是HTTP類型，其中，視頻、音樂一直占據著統治地位，互聯網看似無規律的業務發展其實都是流量運營的具體體現。應用的提供商是互聯網廠商，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，中國電信和中國聯通的骨干網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、鐵通的網絡結構不同于電信和聯通，出口帶寬有限、質量低、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內容，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揮作用。在核心建設完成后，如何利用好區域的內部內容體現本地優勢，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，即引入恰當的資源，利用內容調度將更多數據消化在本地內網里，降低骨干網的壓力，以滿足運營商網絡流量的精細化運營。流量精細化優化拓撲如圖1所示。

要想實現智能管道服務，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，深挖數據價值，促成商機，提高出口復用比，從而使網絡管理者對自己網絡流量狀況的管理做到有據可依，比如，透過應用識別分析網絡的出口流量，從而判斷實施CDN網絡前后的對比效果，生成報告，進而反復優化CDN網絡，以達到內網資源消化的最佳狀態，或對特殊流量采取“應用路由”技術，提高用戶體驗度。因此，“應用識別”是實現流量精細化運營的關鍵基礎。

1.2 內容分發網絡CDN

內容分發網絡（CDN）是部署在距離終端用戶最近的網絡服務商，用戶的網絡請求總是先到達它的網絡服務商那里，在這里緩存網站的一些靜態資源（較少變化的數據），然后便可以就近以最快速度將相關內容返回給用戶，比如視頻網站和門戶網站會將用戶訪問量大的熱點內容緩存在CDN內。這樣，當其他用戶訪問已經緩存到的資源時，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

南電信北聯通的格局已經根深蒂固，用戶在使用網絡時，配置非本地運營商DNS地址的行為已經司空見慣。DNS作為影響緩存CDN節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容，導致體驗度的下降），這樣，才能使內容分發網絡更加行之有效。

1.4 應用路由和廣域網加速

傳統的三四層路由設備只能根據IP和端口號選擇和應用路由，但是，隨著網絡應用的不斷豐富，一些新型應用已經采用隨機端口、加密技術等手段實現數據的傳輸，使用傳統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，根據不同應用的流量路由到不同的鏈路上，比如新概念廣域網加速，根據互聯網應用劃分服務等級，杜絕各種流量在鏈路上的混跑——BUG鏈路大多承載動態實時的應用流量（比如游戲、網頁等流量），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），而本地網絡提供靜態熱點內容服務（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 內容準備

內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模等因素的限制，中國鐵通互聯網業務起步比較晚，但是，通過鐵通NDC、TOP10000等工程的建設，鐵通IDC熱點內容服務覆蓋已基本完善，能為用戶訪問靜態資源（比如視頻服務、P2P下載等）時提供較為優質的服務。

2.2 七層感知和七層調度

應用感知即互聯網應用的識別能力，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，通過七層調度實現“智能管道服務”，將更多數據消化在本地內網里，從而降低骨干網的壓力。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”作為實現七層應用的感知和七層調度。Panabit是國內率先研究互聯網應用，并根據相關應用作為路由條件的一家網絡設備制造商，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劣分析

隨著中國移動、鐵通各地紛紛加大互聯網業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、鐵通在政企行業里推出了比電信和聯通更為優惠的帶寬接入服務，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內普遍存在一些問題——鏈路利用率低、質量差、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 內在因素和競爭對手

由于種種原因，中國移動、鐵通固網中的CDN網絡命中率低，帶寬落地質量不佳。雖然自身互聯網BGP的出口比較大，但是，由于運營商之間的競爭比較激烈，其互聯網出口一直受中國電信、聯通等競爭對手的人為擠壓和干擾，所以，選擇從集團統一出口落地應用的服務質量普遍存在問題。

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，移動固網帶寬一直得不到足夠的認可。

3.2 與核心網結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勢解決政企寬帶的落地質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規律組成的方案，即針對政企寬帶經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，很多主流互聯網應用，比如P2P下載的迅雷、在線視頻優酷、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、鐵通網絡局部資源高地，發揮城域網傳輸和價格的優勢，立足“替換聯通電信部分帶寬，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，原有聯通線路1 G，增加了中國移動、鐵通寬帶后，聯通方向降低為200 M，中國移動、鐵通方向為800 M，達到了與之前聯通1 G一樣的網絡效果，甚至結果可能會更好?？蛻粼趲挸杀旧系南M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。雖然電信和聯通老牌運營商的鏈路質量比較好，但是，其擴充帶寬的成本很高，如果不擴充帶寬，采用粗暴的限制內網IP速度的方式，不能很好地滿足校園網用戶訪問Internet的體驗，從而降低了體驗度，影響了校園網絡中心的運營聲譽，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?！傲髁烤毣\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絡架構，只需要在網絡出口上部署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，并且已經具備絕大多數熱門資源，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質的服務。隨著中國移動、鐵通對網內內容建設的投入，其互聯網內容的覆蓋也已越來越全面，與聯通、電信等老牌運營商相比，其帶寬優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〕