移动运营商互联网流量疏导体系研究

1、移动运营商互联网流量疏导体系研究    1 移动互联网对传统移动运营商的挑战 随着无线网络通信技术的发展和终端功能的提升，移动互联网流量呈现爆发式的增长。思科公司预测，到2015年，全球移动数据流量将比2010年上升26倍，年均增长率接近92%。与此同时，单位流量的成本不断下降。据Analysys Manson预测，2010年至2015年每GB移动宽带流量的收入，将从2010年的20美元降至2015年的5美元以下。 面对流量的快速增长和资费的下调，传统的移动运营商因为缺少互联网内容资源，需要解决如何利用各种方式突破互联网内容瓶颈、并不断降低成本的问题。从

2、当前发展情况来看，传统运营商主要面临两方面的挑战： （1）互联网流量需求快速增长，但网内资源相对匮乏，互联互通结算成本高 以中国移动为例，在2011移动互联网国际研讨会上，中国移动副总裁李正茂提到中国移动连续几年数据流量均呈现150%以上的环比增长。由于中国移动自身网络资源比较匮乏，大量流量必须通过互联互通疏导，互联网网间结算费用执行原信息产业部在2007年12月1日正式实行的互联网交换中心网间结算办法标准，并且实行流入/流出双向收费原则，正式结算价格在100万/G·月左右；而IDC、缓存等流量疏导方式的综合成本不到互联互通的10%。因此如何利用多种流量疏导途径，丰富网内资源，提升用

3、户体验并降低结算费用，成为移动运营商的主要问题。 （2）已引入资源缺乏统一管理，急需提升内容资源的管理和调度能力 移动运营商大力引入互联网资源，包括建设IDC、缓存系统等，在缓解流量瓶颈的同时，也存在资源重复引入以及引入资源未充分利用等问题。比如，用户访问路由未及时优化，在资源已引入的情况下，依然直接将用户访问指向互联互通出口。目前的缓存系统建设大都依赖第三方厂家，而单一厂家提供的支撑能力有限，因此同一运营商内通常会引入多个缓存厂家；而这些厂家的缓存系统相互独立，提供服务时均需出网回源同步，部分内容存在重复同步，造成资源浪费。 针对以上问题，迫切需要建立多样化的疏导途径，并通过管控体系实现资源

4、的统一管理和调度。 2 互联网流量疏导策略分析 2.1 流量业务组成 分析互联网流量疏导策略，首先要分析互联网流量的组成。从应用类型来看主要包括P2P、Web、文件下载等大类业务，具体如1表所示： 当前互联网流量中Web浏览和视频、文件下载、P2P视频和下载、即时通信，占到了总量的85%以上。其中，视屏类的流量（P2P视频、Web视频）所占比重上升最快，据思科预计，到2016年视频将会在所有移动互联网流量中从现在的52%提升到70%。国内移动互联网由于受到带宽的限制，视频流量所占比重会更小；但随着无线接入带宽的提升，视频流量比重大幅增长是必然的。 2.2 流量疏导途径 分析了流量业务组成，第二

5、步需要分析流量的疏导途径。除互联互通外，目前主要的流量疏导方式主要包括四种类型： （1）自建IDC引入内容资源：这是互联网运营商解决流量问题最主要也是最根本的方式，业务的适应范围也最广。但IDC建设存在建设周期长的问题，并且需要配套相应的运营组织架构，解决基础设施规划建设、业务开发、业务运营和业务维护全方位的问题，而传统移动运营商显然缺乏这方面的经验。一旦解决上述问题，通过引入流量排名靠前的热门网络资源，就可快速提升网内流量占比。 （2）建设缓存：通过存储外网中的热点或特定内容，并引导用户的访问请求到缓存系统中，降低网间流量的同时增强用户体验。缓存系统的流量贡献可以理解为对互联互通带宽的放大，

6、通常这一放大比例可以达到1：51：10，一般情况下用户规模越大，放大得越明显。但缓存系统主要对视频、文件下载、静态网页等内容比较有效，业务范围有一定限制。而且，缓存系统的效果和运营的好坏直接相关，只有实时发现网络热点并及时更新存储的内容才能发挥最大的作用，而网络热点的更新速度也在不断加快，这是对缓存运营的一种挑战。另外，缓存需要对P2P等协议进行解析，如果是非公有的协议还会涉及知识产权问题，因此运营商通常需要借助第三方专业厂家来建设、运营缓存系统。 （3）建设CDN（Content Delivery Network）：将网内已引入内容资源分发到网络边缘，有效降低骨干网络负荷并提升用户感知。对于

7、国内移动运营商来说，CDN的建设可以解决两个问题： 一是避免内容的重复引入。国内运营商的内容引入通常是以省公司为主，不可避免地会出现同一内容源被多个省级公司重复引入的问题；如果由集团公司层面统一规划CDN，就可以实现一点引入、全网高效共享。 二是降低骨干网络负荷。缓存、IDC等大都采用集中化部署，随着网络流量的增长，骨干网络的压力会逐渐增加，通过CDN将内容分发到网络边缘就可以有效解决这一问题。 CDN和缓存比较类似，主要对视频等大颗粒内容最为有效，目前主要应用在IPTV领域。随着网络流量的不断增长，其应用的业务范围和价值也将不断提升。 （4）第三方直连等：主要是和一些大型的IDC运营商或是网

8、站进行高速直连，让网内用户无需通过互联互通出口就可以直接访问这些资源。 上述流量疏导方式的主要特点汇总如表2所示： 综合业务质量、成本和拓展难度等方面考虑，应优先发展缓存、IDC、直连链路、CDN等方式，控制互联互通的规模，并在不同的建设时期各有侧重。 业务开展初期：网内互联网资源极度匮乏，应以互联互通为基础，快速引入缓存系统和直连链路，并尽快开展IDC基础设施和支撑体系的建设工作。 快速发展期：以IDC为基础，扩大缓存、直连链路的业务容量，引入CDN，有效降低互联互通的占比，网内资源占比至少提升到50%。 稳定期：以IDC为基础，大规模建设CDN，降低骨干网络压力，并提升用户感知，大幅降低互

9、联互通占比，网络资源占据绝对主导。 单从互联互通来看，对于当前移动网络运营商而言，网络资源总量仍严重不足，互联互通作为有效的疏导方式，其带宽也需要拓宽；但从流量占比来看，互联互通的比重应持续下降。 3 互联网流量管控体系建设 多样化的疏导方式有效缓解了访问瓶颈，但也带来了资源重复引入问题。如何通过建设统一的流量管控体系，提高引入资源的使用效率，从而进一步降低运营成本日益成为移动运营商关注的焦点。 移动运营商在流量经营过程中，为了实现精细化运营的目标，逐步引入了流量监控、智能DNS、业务拨测、流量控制等系统，但相互之间彼此独立，无法形成有效的管控体系。笔者在此基础上设计了一个完整的流量管控体系（

10、见图1），主要包括以下四个组成部分： （1）流量疏导：通过Cache、CDN、IDC等多种手段实现网内内容源的快速分发和网外内容源的缓存，加速用户访问，节省网络带宽，如第2节所述。 （2）流量监控：对各类疏导途径进行监控，分析业务类型、网络质量，为智能化管控提供基础数据。主要包括流量监控和业务拨测两大功能： 1）流量监控：主要通过DPI（Deep Packet Inspection，深度包检测）、DFI（Deep/Dynamic Flow Inspection，深度/动态流检测）探针实现，能够对网络流量进行深度分析，实时监控流量的业务变化和流向变化。但DPI和DFI的探针造价较高，在实际建设中

11、应充分利用探针的智能流量镜像功能，实现探针设备的最大化共享，并通过引入竞争提升探针的技术标准化和降低造价，最终实现探针设备的通用化。 2）业务拨测：通过模拟用户行为主动发现网络问题，同时也能加速故障定位。拨测实现了从用户角度对网络性能监测和业务质量监测的评判，与流量监控形成互补。 （3）管控中心：基于流量监控系统提供的信息，建立统一的互联网资源视图。根据网络资源类型和质量，确定资源共享及调度策略，包括三个功能： 1）内容资源管理：建立互联网资源管理中心，收集各缓存节点缓存的资源（URL），收集各IDC入驻的资源（DNS）、直连资源等，构造全局资源视图，实现资源可管理、可共享。由于第三方缓存相对

12、封闭，资源视图的建设需要缓存厂家提供充分的配合，并提供相应的接口。 2）智能调度：实现对网内外资源及其业务状态的准确掌握，优先调度网内资源，最大化资源利用效率，有效降低出网结算成本。 3）互联网质量监控：收集互联网网络性能指标及业务质量指标，建立基于客户感知的端到端指标体系。 （4）流量调度：按照管控中心制定的调度策略，通过流量监控、媒体路由、智能DNS多系统协同，实现互联网资源的全局最优调度。 1）智能DNS重定向：根据网内内容源优先级列表，将用户请求重定向到最优内容源。 2）智能媒体路由：根据管控中心通知的路由选择策略，引导媒体请求路由到最佳的内容源。 3）流量控制：根据链路状态和业务情况将控制策略下发给流量控制模块，在网络忙时对部分低价值流量进行限制，确保重要业务运行。 管控体系的四个部分形成了一个闭环。流量疏导系统提供了多样化的流量疏导途径，是整个体系的基础。流量监控系统对各类疏导途径以及流量的业务组成和流向进行实时监控，并将相关信息上报给管控中心。管控中心基于流量监控提供的信息建立统一的网内、外资源视图，一方面为流量疏导系统的建设提供依据，另一方面结合用户QoS要求制定流量调度策略并下发给流量调度系统